Спосіб отримання складного азотно-фосфатного добрива із збіднених фосфоритів

Реферат: Винахід належить до галузі хімічної промисловості і може бути використаний для виробництва складного азотно-фосфорного добрива. Заявлено спосіб отримання складного азотно-фосфорного добрива, який включає розкладення збіднених фосфоритів нітратною кислотою, з отриманням нітрату кальцію та фосфорної кислоти, фільтрацію азотнокислотного розчину з вилученням нерозчиненого осаду, нейтралізацію відфільтрованого азотнокислотного розчину та випарювання, при цьому нейтралізацію здійснюють у дві стадії, причому на першій стадії нейтралізацію здійснюють при рН 2,9-3,1 з вилученням твердої фази СаНРO4, та здійснюють другу стадію нейтралізації при рН 6,0-7,0, потім випарюваний розчин після другої стадії нейтралізації змішують з твердою фазою СаНРO4 з подальшою грануляцією та сушінням. UA 112184 C2 (12) UA 112184 C2 UA 112184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі хімічної промисловості і може бути використаний для виробництва складного азотно-фосфорного добрива із збіднених фосфоритів для сільського господарства. Відомий також спосіб отримання складного добрива, це розкладення апатитового концентрату нітратною кислотою, вилучення нітрату кальцію кристалізацією, виділення азотнофосфорного розчину та його нейтралізація аміаком до рН 0,6-1,2, розкладання збідненої сировини нейтралізованим азотно-фосфорним розчином у дві стадії, з наступною доамонізацією отриманої суспензії до рН 4,5-5,5, випарювання, перемішування упарюваної пульпи з плавом аміачної селітри і калійною сіллю, грануляцію і сушіння готового продукту. По цьому способу апатитовий концентрат розкладаємо нітратною кислотою. Із суспензії при Τ=-10 °C вилучаємо нітрат кальцію. Азотно-кислотну витяжку (АКВ) нейтралізують аміаком до рН 0,6-1,2 і направляють на розкладення збідненої фосфатної сировини. На першій стадії розкладання технологічні параметри наступні: Ρ:Τ=(0,8-1,2):1 та температурі 60 °C. Друга стадія розкладення - фосфорит дорозкладають (при цій температурі) або кількістю АКВ, або сумішшю її з нітратною кислотою при співвідношенні ΗΝΟ3:Н3РО4=(0,8-2,5): (1,5-3) і після цього нейтралізуємо аміаком до рН 4,5-5,5. Потім отриману пульпу упарюють, змішують з плавом аміачною селітрою і калійною сіллю, гранулюють та сушать готовий продукт [1]. Недоліком цього способу є отримання продукту зі зниженим вмістом кількості Р 2О5 в засвоєній формі, при введенні в процес збідненої фосфатної сировини, яка містить нерозчинні домішки та її розкладення азотно-кислотною витяжкою. Найбільш близьким за технологічною суттю та результатом, який досягається, до запропонованого винаходу, є спосіб отримання добрива розкладанням збідненої фосфатної сировини нітратною кислотою, фільтрацією азотно-кислотної витяжки з виділенням нерозчиненого залишку, при цьому перед фільтрацією в АКВ вводять розчин нітрату кальцію в кількості 0,2-0,3 г СаО на 1 г нерозчиненого залишку, при витримуванні суміші 10-20 хв., з наступною нейтралізацією фосфоровмісного розчину при рН 4,5-5,5, сушінням і грануляцією готового продукту. Як розчи нітрату кальцію використовують фільтрат від розділення нейтралізованої суспензії [2]. Недоліком способу є невисокий ступінь переробки сировини в кінцевий продукт, яка складає 20-22 %, а також ускладнення в проведенні технологічного процесу за рахунок впровадження стадії рециклу частки маточного розчину та переробки його залишку. Для усунення вказаних недоліків запропоновано спосіб отримання азотно-фосфорного добрива, який включає розкладення фосфатної сировини нітратною кислотою, відокремлення нерозчинного в кислоті осаду методом фільтрації, двоступінчату нейтралізацію азотнокислотного розчину (АКР) аміаком, відокремлення твердої фази при рН 2,9-3,1 на першому ступені та її подачу в барабан-гранулятор-сушарку (БГС), нейтралізацію розчину до рН 6,0-7,0 з наступним випарюванням і подачу його в БГС для отримання складного добрива. Відмінними ознаками винаходу є підвищення ступеня переробки сировини в кінцевий продукт до 62-66 % за рахунок проведення процесів послідовно в технологічній лінії і вилучення стадії рециклу. Додатковою ознакою винаходу є зменшення кількості технологічних стадій. На фіг. 1 представлено технологічну схему отримання азотно-фосфорного добрива із збіднених фосфоритів. Сировину фосфат-глауконітовий концентрат з бункера Б шнековим дозатором і нітратну кислоту 56 % подають до реактора РК1. Розкладення фосфориту здійснюють при температурі 55-60 °C, внаслідок чого утворюється азотно-кислотний розчин, який далі направляють на фільтрацію, де виділяється тверда фаза спочатку у відстійнику ВТ і далі барабанний вакуумфільтр БФ1. Азотно-кислотний розчин після фільтрації надходить у збірник ЗБ, звідки подається на амонізацію в реактор РА1. Амонізацію здійснюють рідким аміаком, який подається з цеху синтезу аміаку. При досягненні рН 2,9-3,1, процес зупиняється і суспензія подається на фільтр БФ2 для вилучення твердої фази - СаНРО4. Розчин після фільтрації подають до другої стадії амонізації до рН 6,0-7,0, і підігрівають до 130-140 °C для випаровування частини води. Після амонізації пульпа надходить в випарний апарат ВА. Далі упарений концентрований розчин змішують з твердою частиною отримуваної після фільтрації БФ2, після чого направляють на гранулювання в барабанний - гранулятор-сушарку БГС і передають на склад готового продукту з наступним вмістом (мас. %): N 19,0-21,0; Р2О5 8,0-10,0; СаО 9,0-11,0. Запропонований винахід пояснюється наступними прикладами. Приклад 1. 100 кг фосфориту (Р2О5 13-14 %; СаО 30,5-31,0 %; нерозчинний залишок 28,0-29,0 %) розкладають 183 кг нітратної кислоти (56 % HNO3) при температурі 60 °C, механічному 1 UA 112184 C2 5 10 15 20 25 перемішуванні протягом 15-25 хв. і отримуємо азотно-кислотний розчин (224 кг). Далі суспензію фільтрують, відокремлюючи осадок в кількості 47,0 кг, подають до нейтралізатора. Суспензію нейтралізують аміаком в кількості 26,2 кг. Ретельно перемішують, доводять до рН 2,9-3,1. Отриману тверду фазу (18 к водимо до апарата БГС на грануляцію, а розчин далі направляємо до реактора-амонізатора г) від РА2 і доведемо рН 6,0-7,0. Отриману суміш піддають упарюванню і далі подають до апарата БГС на грануляцію. Готову продукцію (145 кг) направляємо на склад. Ступінь переробки сировини в кінцевий продукт становить 64,0-66,0 % Приклад 2. Спосіб проводять аналогічно прикладу 1. 100 кг фосфориту розкладають 105 кг нітратної кислоти (56 % НNО3) при температурі 60 °C, механічному перемішуванні протягом 15-25 хв. і отримуємо азотно-кислотний розчин (205 кг). Далі суспензію фільтрують, відокремлюючи осадок в кількості 27,3 кг, подають до нейтралізатора. Суспензію нейтралізують аміаком в кількості 20,8 кг. Ретельно перемішують, доводять до рН 2,9-3,1. Отриману тверду фазу (35 кг) відводимо до апарата БГС на грануляцію, а розчин далі направляємо до реактора-амонізатора РА2 і доведемо рН 6,0-7,0. Отриману суміш піддають упарюванню і далі подають до апарата БГС на грануляцію. Готову продукцію (115,1 кг) направляємо на склад. Ступінь переробки сировини в кінцевий продукт становить 55,0-57,0 %. Приклад 3. Спосіб проводять аналогічно прикладу 1. 100 кг фосфориту розкладають 195,7 кг нітратної кислоти (56 % HNO3) при температурі 60 °C, механічному перемішуванні протягом 15-25 хв. і отримуємо азотно-кислотний розчин (256,3 кг). Далі суспензію фільтрують, відокремлюючи осадок в кількості 39,4 кг, подають до нейтралізатора. Суспензію нейтралізують аміаком в кількості 30,0 кг. Ретельно перемішують, доводять до рН 2,9-3,1. Отриману тверду фазу (58 кг) відводимо до апарата БГС на грануляцію, а розчин далі направляємо до реактору-амонізатору РА2 і доведемо рН 6,0-7,0. Отриману суміш піддають упарюванню і далі подають до апарата БГС на грануляцію. Готову продукцію (166,0 кг) направляємо на склад. Ступінь переробки сировини в кінцевий продукт становить 64,0-66,0 %. В таблиці 1 надано порівняльну характеристику способів отримання складного азотнофосфорного добрива 30 Таблиця Порівняльна характеристика способів отримання складного азотно-фосфорного добрива № 1 2 3 4 35 40 Найменування Прототип Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 АКР кг 222,5 223,8 205,0 256,3 Готова продукція кг 50,0 145,0 115,1 166,0 Ступінь перетворення % 22,2 64,7 56,0 65,0 Хімічний склад СаНРО4 CaHPO4+NH4NO3+Ca(NO3)2 Аналіз даних таблиці показує, що підвищення ступеня переробки сировини в кінцевий продукт порівняно з прототипом 20-22 % до 62-66 % отримано за рахунок проведення процесів послідовно в технологічній лінії і вилучення стадії рециклу. Джерела інформації: 1. Патент России 2167843, МПК С 05 В11/04. Способ получения сложных удобрений. // Абрамов О.Б., Бризицкая Н.М., Дедов А.С. и др. / - БИ 27.05.2001. 2. А.с. СССР № 1313840, Кл. С 05 В11/06. Открытия. Изобретения. Способ получения удобрения из фосфатных руд. // Дмитриевский Б.А., Ярош Е.Б., Дмитриева Н.В. и др. Опубликовано 30.05.1987. Бюл. №18. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 Спосіб отримання складного азотно-фосфорного добрива, який включає розкладення збіднених фосфоритів нітратною кислотою, з отриманням нітрату кальцію та фосфорної кислоти, фільтрацію азотнокислотного розчину з вилученням нерозчиненого осаду, нейтралізацію відфільтрованого азотнокислотного розчину та випарювання, який відрізняється тим, що нейтралізацію здійснюють у дві стадії, причому на першій стадії нейтралізацію здійснюють при рН 2,9-3,1 з вилученням твердої фази СаНРO4, та здійснюють другу стадію нейтралізації при рН 2 UA 112184 C2 6,0-7,0, потім випарюваний розчин після другої стадії нейтралізації змішують з твердою фазою СаНРO4 з подальшою грануляцією та сушінням. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3