Способ получения сложного азотно-фосфорного удобрения

 

Союз Советских

Социалистнчесннх

Респубпнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»> 711019

/

®, (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.12.7? (21) 2552713/23-26 с присоединением заявки И (28) Приоритет (51)M. Кл.

С 05 В Il>t04

Гасударственный комнтет

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень Рй 3

Дата опубликования описания 25.01 80

an делам нзобретеннй и открытнй (53) УДK 631.859. .13 (088.8) h.À. Копылев, Б. А. Дмигревский, М. А. Драновский,i

С. JI, KoHoBBJloBR, В. Л. Шишкин и Н. М. Каменская (72) Авторы изобретения

Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности и Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ УДОБРЕНИЙ

Изобретение относится к способам переработки фосфатного сырья путем его азотно-сернокислотного разложения и может использоваться в промышленности при получении сложных минеральных удобрений.

Известны способы получения сложных удобрений путем азотнокислотного разложения природного фосфата с последующей обработкой реакционной массы серной кислотой, отделением сульфата кальция фильтрацией и переработкой полученного фильтрата в конечный продукт.

С целью экономии серной кислоты часть ее можно заменять сульфатом аммония (11.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сложных удобрений, включающий разложение природного фосфата серной кислотой при 60-90 С так, что часть кальция, присутствующего в природном фосфате, превращается в сульфат кальция. Образовавшаяся пульпа взаимодействует с азотной кислотой, при этом Р20, содержащийся в фосфате, превращается в фосфорную кислоту. Далее добавлением сульфата аммония присутствующий в растворе нитрат кальция превращается

;сульфат кальция. Фосфогипс отделяется и продукционный раствор аммоннзируется с получением фосфата аммония (2J

Недостаток известного способа - значитель-, ная продолжительность процесса — 7 ч. Кроме ого, кристаллизация сульфата кальция проте; кает не в оптимальных условиях, что вызывает ухудшение показателей фильтруемостн и отмывки фосфогипса. Степень отмывки по Р205 не превышает 93 4%, а содержание Р205 и азота в отмытом осадке достигает 2,4 и 0,5% соответственно, что снижает степень использования фосфатного сырья.

Цель изобретения — интенсификация процесса и увеличение степени использования сырья за счет улучшения отмывки фосфогипса.

Цель достигается тем, что 40-60% фосфатного сырья обрабатывают серной кислотой, взятой в стехиометрическом количестве на связывание всего кальция, содержащегося в общей массе фосфатного сырья, подаваемого в процесс, при

95-130 С, а .остальное количество фосфатного сырья обрабатывают азотной кислотой в присутствии оборотного фильтрата при 50-70 С, 711019

3 с последующим смешением обоих потоков при 60-90 С в течение 30-120 Mw.

Кислотное разложение целесообразнее вести в течение IS-30 мин.

При смешении потоков с сернокислотной и азотнокислотной стадией процесса происходит взаимодействие ионов 04 и ионов кальция с образованием хорошо фильтрующихся кристаллов полугидрата сульфата кальция.

Часть анпщрита, пришедшего с сернокислотной стадии, перекристаллизовывается при этом в полугидрат.

В этих условиях обгцая продолжительность процесса не превышает 180 мин, скорость фильтрации составляет 600-800 кг/ч сухого отмытого осадка с 1 и 2 фильтрующей поверхности, а степень отмывки достигает 96-98%.

Пример 1. Весь поток апатитового концентрата (100 вес.ч.), поступающего в процесс, делят на две части. Одну из них, в количе-go стве 40% от всего потока обрабатывают в реакторе 149,8 вес.ч, 60%-ной серной кислоты при 95 С. Полезный объем реактора составляет

0,25 м на 1 т сырья, что обеспечивает время пребывания пульпы в реакторе 15 мин. За это время степень разложения,апатита достигает 96% и в газовую фазу выделяется 20% фтора от Количества, вводимого с апатитом на эту стадию.

Вторую часть апатитового концентрата, и ко- зо личестве 60% от всего потока, обрабатывают

212,7 вес.ч. 55%-ной азотной кислоты и

300 вес.ч. оборотного раствора, содержащего 20%

РзО и 35% HNO>. Продолжительность азотнокислотного разложения составляет 30 мин, З5 а температура 50 С, при этом весь апатитовый концентрат, вводимый на эту стадию, разлагается практически целиком.

Пульпу после первой и второй стадии смео шивают в реакторе-кристаллизаторе при 60 С 4О в течение 30 мин. В этих условиях перекристаллизуется в полугидрат 75% всего ангидрита, который образовался при сернокислотном разложении апатита, т.е, в состав фосфогипса входит

90% полугидрата сульфата кальция и 10% аспид- 45 рита. Такой состав фосфогипса, а также микрогранулометрическая характеристика кристаллов обеспечивает производительность фильтрации

950 кг сухого отмытого осадка в час, в степень отмывки по РзО 98,5%. $0

Часть первого филь|рата, в количестве, соответствующем производительности по сырью, направляNT на аммонизацию и дальнейшую дообработку до готового продукта. Общая продолжительность процесса 75 мин.

Степень использования сырья, являющаяся производной от степени отмывки фосфогипса от РзО и коэффициента разложения, составляет 96,2%.

Пример 2. Из 100 вес.ч. апатитового концентрата, поступающего в процесс, 55 вес.ч. подают в 1 реактор с полезным объемом

0,27 м 1 т сырья, где обрабатывают 149,8 вес.ч.

60%-ной серной кислоты, Общее время пребывания пульпы в реакторе составляет 20 мин, температура разложения поддерживается 125 С, После окончания сернокислотного разложения пульпа перетекает в смеситель-кристаллизатор.

Одновременно 45 вес.ч. апатитового концентрата обрабатывают 212,7 вес.ч. 55%-ной азотной кислоты и 300 вес.ч. оборотной смеси азотной и фосфорной кислот, содержащей 19,2 РзО и

33% HNOq. Обработку апатита смесью азотной и фосфорной кислот ведут при 60 С в течение

20 мин, после чего пульпа также перетекает в смеситель-кристаллизатор.

В смесителе-кристаллизаторе при 75 С в течение 60 мин происходит кристаллизация полугидрата сульфата кальция и перекристаллизовывается 55% ангидрита, пригцедше о с сернокислотной стадии. Таким образом фосфогипс состоит на 25% из ангидрита и на 75% из полугидрата сульфата кальция.

На сернокислотной стадии в газовую фазу выделяется 1,45 вес.ч. фтора, т.е. 85% от введенного на эту стадию, или 46,8% от всего количества фтора, введенного в процесс с апатитом.

После смесителя-кристаллизатора пульпу отфильтровывают на наливном вакуум-фильтре с производительностью 75 кг/м в час сухого отмытого осадка и трехкратно противоточно промывают, так что степень отмывки составляет 97,5%. Второй фильтрат, содержащий 14,5%

РзО и 27% HNOq, и первый фильтрат, содержащий 19,2% РзО, и 33,1% НКОз, заворачивают на разложение апатита на азотнокислотную стадию, а часть первого фильтрата в количестве, соответствующем производительности по апатиту, передают на аммонизацию и переработку в готовый продукт известными методами.

Общая продолжительность процесса 100 мин.

Степень использования сырья 95,6%.

Пример 3. Из общего количества в 100 вес.ч. апатитового концентрата, поступающего в процесс, 60% подают в первый реактор, где в течение 30 мин обрабатывают

149,8 вес.ч. серной кислоты, содержащей 60%

Нз 804. Температуру разложения поддерживают равной 180 С. При этом разлагается 95% апатита и в газовую фазу выделяется 85% (1,6 вес.ч.) фтора от вводимого на эту стадию.

Вторую часть апатита в количестве 40% от всей массы сырья обрабатывают 212,7 вес.ч.

55%-ной азотной кислоты и 300 вес.ч. оборотной смеси кислот, содержащей 18% РзО и

30% HNO>. Азотнокислотное разложение про20

Составитель Т. Докшина

Техред И Асталош Корректор Ю. Макаренко

Редактор 3. Шубенко

Заказ 8590/13 Тифаж 461 . Подписное

UHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 11019 текает при 70 С в течение 20 мин, что обеспечивает разложение сырья на 99,2%.

В реакторе-кристаллизаторе в течение

120 мин происходит смешение потоков пульпы с сернокислотной и азотнокислотной стадией процесса. Температуру в кристаллизаторе поддерживают 90 С, при этом перекристаллизовывается 30% ангидрида, приходящего с сернокислотной стадии. После кристаллизатора пульпу фильтруют на вакуум-фильтре и осадок промывают горячей водой. В фосфогипсе содержится 60% полутидрата сульфата кальция и 40% ангндрита.

Скорость фильтрации составляет 600 кг/ч сухого отмытого осадка, а степень отмывки фосфогипса от РзО, 95%.

Общая продолжительность процесса 170 мин, степень использования сырья 93,1%.

Формула изобретения

1. Способ получения сложного азотно-фосфорного удобрения, включающий разложение

6 фосфатного сырья серной и азотной кислотами с последующей фильтрацией образовавшегося фосфогипса,отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса и увеличения степени использования сырья эа счет улучшения отмывки фосфогипса, 40-60% фосфатного сырья обрабатывают серной кислотой, взятой в стехиометрическом количестве на связывание всего кальция, содержащегося в общей массе фосфатного сырья, подаваемого в процесс, прн 95-130 С, а остальное количество фосфатного сырья обрабатывают азотной кислотой в присутствии оборотного фильтрата при 50-70 С, с последующим смешением обоих потоков при 60-90 С в течение 30-120 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислотное разложение фосфатного сырья ведут в течение 15-30 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 491600, кл. С 05 В 1/06, 15.11.75.

2. Патент Великобритании N 1187952, кл. С 05 В 11/00, 15.04.70 (прототип) .