Спосіб виробництва кальцієвої селітри

Спосіб виробництва кальцієвої селітри, що включає обробку суспендованого циркулюючим розчином кальцієвої селітри негашеного вапна азотною кислотою, відділення нерозчинних домішок від одержаного розчину, концентрування розчину, введення добавки солі та гранулювання, який відрізняється тим, що перед суспендуванням негашеного вапна в циркулюючий розчин кальцієвої селітри вводять як добавку солі: NH4NO3 у кількості 12-14 мас. % або К2СО3 - 10-12 мас. %, або NaHCO3 - 10-12 мас. %, або КСl - 5-6 мас. %, а обробку здійснюють розчином HNO3 концентрацією 56-80 %. (19) (21) a200907301 (22) 13.07.2009 (24) 26.07.2010 (46) 26.07.2010, Бюл.№ 14, 2010 р. (72) ОЛІЙНИК МИКОЛА АНДРІЙОВИЧ, ШЕСТОЗУБ АНАТОЛІЙ БОРИСОВИЧ, ВОЛОШИН МИКОЛА ДМИТРОВИЧ, БЄЛОВ ОЛЕГ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ, АЛЕКСАНОВ ОЛЕГ ПЕТРОВИЧ, БАГНО АНДРІЙ ОЛЕКСІЙОВИЧ (73) ДНІПРОДЗЕРЖИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) SU 929616, 23.05.1982 SU 1579900, A1, 23.07.1990 RU 2259979, C1, 10.09.2005 3 вноситься з вапняним молоком, що значно збільшує собівартість продукту. Відомий також спосіб виробництва гранульованої кальцієвої селітри, що включає, обробку кальційвмісної сировини азотною кислотою, відділення нерозчинних домішок від отриманого розчину, концентрування розчину, введення нітрату амонію та гранулювання, при цьому, як сировину використовують негашене вапно, яке суспендують циркулюючим розчином кальцієвої селітри, обробку кальційвмісної сировини розчином азотної кислоти здійснюють у два етапи: на першому обробляють суспензію до рН 7-9, а на другому очищений та концентрований розчин кальцієвої селітри до концентрації 0,5-8,0% HNO3, введення нітрату амонію здійснюють нейтралізацією азотної кислоти, що знаходиться в розчині, газовидним аміаком, а гранулювання ведуть у барабанному грануляторі-сушарці за кратності ретуру 1,5-9,0 до вологості гранул не більше 2% [Патент України на корисну модель №22550, МПК С05С5/00, 2007.] Недоліком цього способу є те, що, при введенні вихідної сировини не досягається її висока концентрація в розчині, а отже вводиться зайва кількість води, що робить виробництво енергоємним. Цей спосіб є найближчим (прототип) за сукупністю суттєвих ознак до способу, що заявляється. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу виробництва кальцієвої селітри шляхом забезпечення глибшого перетворення кальційвмісної сировини в кінцевий продукт та отримання розчину кальцієвої селітри на стадії нейтралізації вищої концентрації, що призведе до спрощення технологічної схеми та дозволить розробити умови, що дозволяють заощадити витрати енергоресурсів за рахунок виключення енергоємних вузлів виробництва. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виробництва кальцієвої селітри, що включає обробку суспендованого циркулюючим розчином кальцієвої селітри негашеного вапна азотною кислотою, відділення нерозчинних домішок від отриманого розчину, концентрування розчину, введення нітрату амонію та гранулювання, перед суспендуванням негашеного вапна в циркулюючий розчин кальцієвої селітри вводять добавку солей: NH4NO3 у кількості 12-14 мас.%, або K2CO3 - 10-12 мас.%, або NaHCO3 - 10-12 мас.%, або KCI - 5-6 мас.%, а обробку здійснюють розчином HNO3 концентрацією 56-80%. Введення в розчин певної кількості однієї із добавок - NH4NO3, або K2CO3, або NaHCO3, або KCI перед взаємодією циркуляційного розчину з CaO забезпечує його насичення кальційвмісною сировиною до 290-450г/дм3. При цьому транспортабельність розчину зберігається, тоді як без введення добавки транспортабельність розчину втрачається вже при концентрації CaO > 250г/дм3, що робить його непридатним для транспортування трубопроводами. Окрім того присутність нітрату амонію в отриманому розчині кальцієвої селітри покращує процес гранулювання та забезпечу наявність азоту в нітратній і амонійній формах. Отримана суспензія нейтралізується 56-80%-вою азот 91463 4 ною кислотою. При реалізації вищезазначених операцій отримується розчин кальцієвої селітри концентрації > 60% без стадії випарювання. Ефективність даного способу підтверджена в лабораторних умовах, також обґрунтована доцільність попереднього введення добавки перед насиченням циркулюючого розчину кальцієвої селітри CaO, з наступною нейтралізацією азотною кислотою, завдяки чому відбувається більш повне перетворення кальційвмісної сировини, що може бути здійснено в заводських умовах. Суттєвими ознаками способу, що заявляється, є: - введення в циркулюючий розчин кальцієвої селітри певної кількості однієї із добавок NH4NO3, або K2CO3, або NaHCO3, або KCI перед його взаємодією з кальційвмісною сировиною; - концентрація азотної кислоти 56-80%. При введенні добавок, досягається насичення циркуляційного розчину CaO до 290-450г/дм3 зі збереженням його транспортабельності. За рахунок використання азотної кислоти концентрації 56-80%, зменшується введення в систему води, що дає можливість отримання розчину кальцієвої селітри концентрації Ca(NО3)2 > 60%, що в свою чергу дасть змогу розвантажити вузол випарювання, або й зовсім ліквідувати його, а отже і знизити енерго-матеріальні витрати які з ним пов'язані. Сутність винаходу пояснюється схемою на фіг. 1, яка включає в себе: 1 - реактор для введення добавки; 2 - реактор насичення CaO; 3 - реакторнейтралізатор; 4 - фільтр-прес; 5 - накопичувальна ємність; 6 - барабанний гранулятор; 7 - класифікатор. Спосіб здійснюється таким чином. Частина розчину після фільтрації поступає в ємність з мішалкою 1, сюди ж подається одна із добавок, яка розчиняється в 35%-му розчині Ca(NO3)2, після чого розчин надходить в реактор 2, у який подається CaO, де відбувається насичення розчину до вмісту CaO 290-450г/дм3. Далі розчин, насичений кальційвмісною сировиною направляється для нейтралізації в реактор 3 (до рН 6,7-7,0), куди одночасно поступає азотна кислота 78%-вої концентрації. Отриманий розчин кальцієвої селітри концентрації > 60% Ca(NO3)2 направляється на стадію фільтрації для відділення нерозчинних домішок, після чого частина розчину направляється в позицію 1. Інша частина розчину поступає в накопичувальні ємності 5, звідки розчин кальцієвої селітри подають на гранулювання в гранулятор 6. Відпрацьовані гази із гранулятора, направляють на очистку, а гранульовану масу - на стадію класифікації 7. Після відділення продукційної гранульованої кальцієвої селітри решта її направляється як ретур на гранулятор 6. Нижче наведені результати практичної реалізації способу, що патентується. В таблиці 1, показано можливість збільшення концентрації CaO в циркулюючому розчині за рахунок введення добавок, зберігаючи його транспортабельність. В таблиці 2, наведені результати дослідів з використанням циркулюючого розчину кальцієвої селітри з 5 91463 різними концентраціями CaO у відповідності з введеними добавками та 78%-вої азотної кислоти. В таблиці 3, наведені результати дослідів з викорис 6 тання циркулюючого розчину кальцієвої селітри з постійною концентрацією 320г/дм3 CaO та різними концентраціями азотної кислоти. Таблиця 1 № 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 Час, хв рН 30 11,2 11,2 11,2 11,1 11,2 11,1 30 11,1 11,2 11,2 11,1 11,2 11,1 30 11,2 11,2 11,15 11,0 11,15 11,15 11,0 30 11,1 11,2 11,1 11,0 11,1 11,1 Концентра дія транспорТемпература Концентрація циркуДобавка, тного розчину, CaO в розчи% люючого р% ні, г/дм3 ну, °C Ca(NCb)2 Використання у якості добавки К2СО3 6 250 8 270 10 280 40 35 12 290 12 300 14 300 Використання у якості добавки NH4NO3 8 200 10 250 12 300 40 35 14 320 14 340 16 340 Використання у якості добавки NaHCO3 6 250 8 260 10 270 40 10 35 290 12 320 12 330 14 330 Використання у якості добавки KCI 4 250 4 260 5 300 40 35 6 450 6 470 8 470 Характеристика розчину транспортабельний транспортабельний транспортабельний транспортабельний нетранспортабельний нетранспортабельний транспортабельний транспортабельний транспортабельний транспортабельний нетранспортабельний нетранспортабельний транспортабельний транспортабельний транспортабельний транспортабельний транспортабельний нетранспортабельний нетранспортабельний транспортабельний транспортабельний транспортабельний транспортабельний нетранспортабельний нетранспортабельний Таблиця 2 Добавка % K2CO3 NH4NO3 NaHCO3 KCI 12 14 10 6 Ca(OH)2 в перерахунку на Концентрація Ca(NO3)2 в отримуваному розчиHNO3, % CaO, г/дм3 ні, % 290 58,7 300 59,2 78 320 60,4 450 64,7 Таблиця 3 Ca(OH)2 в перерахунку на CaO, г/дм3 320 HNO3, % 56 60 68 78 80 Концентрація Ca(NO3)2 в отримуваному розчині, % 50,6 52,5 55 60,4 61 7 91463 Таким чином, запропонований спосіб виробництва кальцієвої селітри дозволяє одержати продукт з підвищеним вмістом азоту та додатковими Комп’ютерна верстка А. Крулевський 8 живильними елементами, що робить добриво більш ефективним при його використанні та значно знижує енерго-матеріальні витрати. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601