Спосіб одержання гранульованого амофосу

Изобретение относится к способу получения гранулированного аммофоса и может быть использовано в производстве минеральных удобрений с улучшенными физико-механическими свойствами. Известен способ получения аммофоса путем нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты газообразным аммиаком до рН=4,0-4,5, упаривания пульпы до концентрации 80% с последующей грануляцией [1]. Полученный продукт содержит 51-52% Р2О5 общ., 11-12% N, причем 97-98,5% P2О5 уев. находится в водорастворимой форме. Недостатками способа являются: - значительное пылеобразование и потери NН3 в процессе грануляции (~ 80 г/м отходящих газов); - низкие физико-механические характеристики гранул аммофоса (Рст = 6 МПа, слеживаемость 130 кПа), приводящие к быстрой растворимости продукта в воде и значительному вымыванию питательных элементов в глубинные слои почвы. Улучшить качество аммофоса (увеличить статическую прочность гранул, снизить слеживаемость и растворимость) можно путем введения в состав аммофоса кондиционирующих добавок. Наиболее близким по технической сущности является способ получения аммофоса [2], включающий введение в экстракционную фосфорную кислоту перед аммонизацией цинкосодержащей добавки, нейтрализацию кислоты аммиаком до рН = 4,8-5,5, сушку полученной пульпы с последующим гранулированием. При этом, в качестве Zn-содержащей добавки используют отход производства лекарственного препарата теофиллима в количестве 0,5-2,5 мас. %. Отход содержит, мас. %: С7Н8N4O2 = 10-12; Zn=19-20; Na= 12-13; Fe=0,7-1,0; S=7,5-8; примеси - остальное. Введение добавки способствует повышению статической прочности гранул до 6.7 МПа. Недостатками способа являются: - значительное пылеобразование (~ до 80 г/м 3) и потери аммиака и P2O5 в процессе грануляции (~ 1 г/м 3 и 40 3 г/м соответственно); - низкие физико-механические свойства гранулированного аммофоса (Рст = 6,7 МПа, слеживаемость ~ 120 кПа); - снижение содержания питательных веществ за счет введения инертной добавки. Задачей изобретения является усовершенствование способа получения гранулированного аммофоса за счет введения кондиционирующей добавки - технических лигносульфонатов, что позволяет снизить пылеобразование, повысить содержание усваиваемого Р2О5 в удобрении, а также улучшить физикомеханические свойства гранул и текучесть пульпы в процессе грануляции. Поставленная задача решена тем, что в способе получения гранулированного аммофоса, включающем введение в экстракционную фосфорную кислоту (ЭФ.К) кондицинирующей добавки, нейтрализацию кислоты аммиаком до рН = 4,8-5,5, сушку полученной пульпы и последующее гранулирование с образованием отходящи х газов и аммофосной пыли, согласно изобретению, в качестве кондиционирующей добавки используют технические лигносульфонаты, вводимые в обесфторенную ЭФК перед абсорбцией аммиака и пыли в количестве 0,1-1,0 мас. % с последующим диспергиро-ванием полученного раствора на завесу фоссырья на стадии грануляции при массовом соотношении пульпа : раствор 1:(5 • 10-2 - 5 • 10 -3). Лигносульфонаты технические (ЛСТ) (натриевые, кальций - натриевые и аммонийные соли лигносульфоновых кислот) - крупнотоннажные отходы при производстве сульфитной целлюлозы. ЛСТ используются в качестве связующего материала при производстве формовочных и стержневых смесей при чугунном, стальном и цветном литье; в качестве пенообразователя при кислотном травлении металла; как разжижитель сырьевой смеси для снижения влажности шлама при производстве цемента и др. Известно использование ЛСТ в качестве связующего при прессовании порошкообразных минеральных удобрений на основе оксамида и добавки к органо-минеральным удобрениям, улучшающей стр уктуру почв [3]. Лигносульфонаты технические по ТУ-13-0281026-05-89 должны соответствовать следующим требованиям: Массовая доля сухих ве ществ, не менее 46-47 Массовая доля золы к массе сухи х ве ществ, %, не более 5-25 Концентрация ионов водорода раствора, ед. рН 4,0-6,0 Предельная прочность при растяжении высушенных образцов, МПа, не менее 0,4-0,6 Вязкость условная, С, не более 300-320 Массовая доля окиси кальция, %, не более 0,8 Массовая доля редуцирующи х веществ к массе сухи х веществ, не более 12 Массовая доля волокна, %, не более 1,0 Введение ЛСТ в 20-22%-ную обесфторемну ЭФК перед стадией абсорбции аммиака и аммофосной пыли приводит к образованию в растворе свободных лигносульфоновых кислот, содержащих в своем составе функциональные группы – CH2OH, O SO 3H, -C H , - COOH, , прочность связывания которых с частицами аммофоса значительно выше. В процессе грануляции аммофоса в аппаратах БГС в условиях прототипа уносится ~80 г/м аммофосфной пыли, что приводит к непроизводительным потерям азота и фосфора. В заявляемом техническом решении для поглощения аммофосной пыли предложено использовать обесфторенную экстракционную фосфорную кислоту, содержащую 0,1-1,0% ЛСТ. Обесфторивание осуществляется обработкой ЭФК, содержащей ~ 15 г/л F, растворами поташа с последующим выделением из раствора кристаллов гексафторосиликата калия. Обесфторенная ЭФК, содержащая 1-2 г/л F, обрабатывается 0,1-1,0% ЛСТ. Часть полученного раствора направляется на поглощение отходящих газов и аммофосной пыли, образующи хся при грануляции, другая часть при помощи форсунок распыли-вается на завесу фоссырья в соотношении пульпа : раствор = 1:(5 • 10-2 - 5 • 10 -3). Обесфторенная ЭФК имеет следующий состав, кг/м 3: - Р2О5 общ - 270-320; -N ам. - 40-60; -СаО - 3-10; -F - 1-2; - SiO2 - 0,39-0,05; - вода - остальное. Это обеспечивает высокую эффективность модификатора при его диспергировании на завесу фоссырья, что способствует улучшению физико-механических свойств аммофоса и снижению пылеобразования в процессе грануляции. Последующая аммонизация приводит к формированию в растворе преимущественно хорошо растворимых аммониевых солей лигносульфоновых кислот, равномерно распределяемых во всем объеме гранул и способствующих более плотной упаковке частиц в гранулах и как следствие повышению их статической прочности с 8,9-9,5 МПа до 10-12,3 МПа, снижению слеживаемости с 120 кПа до 30-40 кПа, повышению содержания товарной фракции с 80% до 95% и содержания усваиваемого P2О5 до 52,5%. Кроме того, абсорбция анионов ЛСТ на частичках пульпы аммофоса приводит к появлению на них отрицательных зарядов, что препятствует слипанию частиц, способствует повышению текучести п ульпы, повышает надежность работы пневматических форсунок. Таким образом, отличительной особенностью заявляемого технического решения является использование в качестве модификаторов растворов обесфторенной ЭФК, содержащей лигносульфонаты в двух формах: - в форме лигносульфоновых кислот в процессе диспергирования модификатора на завесу фоссырья в процессе грануляции; - в форме аммонийных солей лигносульфоновых кислот в процессах упаривания пульпы до концентрации 80-83% и подачи ее при помощи пневматических форсунок в гранулятор, Заявляемое техническое решение может быть реализовано без изменения технологической схемы процесса получения аммофоса: после барабанного гранулятора-сушилки отходящие газы (NН3, Н2O пар. СO2) и пыль аммофоса через дымосос направляются на двухступенчатую очистк у в скруббер с шаровой насадкой и турбулентный промыватель. Орошение скруббера проводится обесфторенной экстракционной фосфорной кислотой, в которую вводится 0,1-1,0 % ЛСТ. Абсорбент, содержащий модифицированную добавку ЛСТ и растворенный аммофос периодически обновляется и выводится на аммонизацию газообразным лммидком. а исходный раствор модификатора при помощи пневматической форсунки подается в БГС при соотношении пульпа : раствор =1;(5 • 10-2 - 5 • 10-3). Аммонизация экстракционной фосфорной кислоты, модифицированной 0,1-1,0% ЛСТ, и грануляция упаренной пульпы осуществляется аналогично условиям прототипа. Реализация заявляемого технического решения иллюстрируется следующими примерами, Пример 1. В реактор емкостью 1,5 л, снабженный мешалкой, помещают 1 л обесфторенной фосфорной кислоты, содержащей 219,2 г Р2О5 и 1,5 г технических лигносульфонатов (0,1%). Раствор нагревают до t = 70°С и при тщательном перемешивании растворяют в нем 100 г аммофоса. 1,3 л полученного раствора нейтрализуют при тщательном перемешивании газообразным аммиаком до рН = 5,5. Полученную пульпу упаривают до концентрации 80 мас. % при t = 110°С и при помощи пневматической форсунки подают в лабораторный барабанный гранулятор-сушилку (D = 0,25 м и L= 0,9м) с температурой в барабане 110°С с предварительным определением ее текучести. В барабан при помощи форсунки на завесу фоссырья диспергируют исходный раствор модификатора (соотношение пульпа : раствор ° 1:5• 10-3). Полученные гранулы выгружают через бункер-приемник, классифицируют и исследуют и х основные физикомеханические свойства по известным методикам. Интенсивность пылеобразования определяют взвешиванием пыли. собранной в циклоне. Текучесть пульпы характеризуют скоростью ее отстаивания: пульпу помещают в цилиндр объемом 250 мл и определяют высоту слоя осветленной жидкости, образованной в течение 2-х часов. Под завесой фоссырья следует понимать слой или "стену" из гранул, образующи хся при вращении барабана при помощи специального устройства. Результаты испытаний приведены в таблице. Примеры 1-3, представленные в таблице, показывают, что введение в кондиционирующую добавку ЛСТ в количестве 0,1--1,0%, с последующим диспергированием кондиционирующей добавки на завесу фоссырья в соотношении пульпа : добавка = 1:(5 • 10-2 - 5 • 10-3) способствуе т повышению статической прочности гранул в 1,13-1,26 раза снижению слеживаемости в 3-4 раза, пылеобразования в процессе грануляции в 2-1,67 раза, повышению содержания усваиваемого Р2О5 до 52,5%, понижению высоты слоя осветленной жидкости в 1,73 1,37 раза. При содержании ЛСТ менее 0,1% (пример 4) содержание пыли в отходящи х газах, процентное содержание товарной фракции. содержание усваиваемого Р2О5, а также физико-механические характеристики удобрений и текучесть пульпы близки к данным Прототипа. При содержании ЛСТ более 1% (пример 6) основные технологические показатели процесса грануляции сравнимы с верхним заявляемым пределом концентрации ЛСТ (примеры 2,4). Диспергирование в гранулятор модификатора в соотношении менее, чем 1:5• 10-3 (пример 7). не приводит к заметному снижению пылеобразования в процессе грануляции и слеживаемости удобрения в сравнении с данными прототипа; диспергирование модификатора в соотношении более, чем 1:5• 10-2 (пример 5), также не приводит к существенному улучшению технологических показателей получения гранулированного аммофоса в сравнении с заявляемыми параметрами. Кроме того, представленные в таблице примеры 8, 9 показывают, что диспергирование модификатора, не содержащего ЛСТ, на завесу фоссырья в пределах, указанных в формуле изобретения, также не приводит к улучшению технологических параметров грануляции аммофоса и улучшению физико-механических свойств гранул. Таким образом, данные, представленные в таблице, показывают, что поставленная в изобретении задача может быть решена только в интервале параметров, приведенных в формуле изобретения.