Способ получения нитрата аммония и карбоната кальция

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕОНИХРЕСПУБЛИН 51)(21) 4346994/31 (2) 21,12,87 6) 23.12.89. (71) Белорусски с 1 итут им. С,1; венный научно-и проектный инсти ыхнога екс к азотнь основе водсвуремнй на азотнокислот1 х ФосФатов,жение содержа ения приретения ни я я м ат заф ни пресса конвер рного време пООДУК не еагентов вполучения а А, 1., Баглай.пнзча е а ка( та кальция версгю нит к л аздс лени ем с конвер и мсц яв ция к иц процесТ Р.-1 сост 2-6 ошенииМЛ 14 П РЛ-1 н 1 сет ь,сс:.бл. рси 1;, рак АТА А 11 НС 1 Н я к пра; звод 1 ых удобрений го разланеасит плек о обре)ениазотных Изствуна осния иЦе к нове азотнокисло риродных ФосФатол и зобретени Фтора в раствор интенсиФикацила счет сниженияебыванил исходнь ен; е содер ра та а л 4 ло:с кол вер(И жаниния праце сумл 4 а РНО 1 О ВРЕМЕгентов а и и зоне 11рехвг (мочг, 4 ОСУДАРСТБЕННЫИ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР Бнзл. )" 47й тех 1(ологицески ин 1(ирова и Гасударс.сследовательски йтут азотной пГ л 4 ь, пе 1 ов аргани 1 ескаг; синтс за(56) Гольдин в ААбРаМОВ О,В с АФстадийный способлальцил в карбонаммония, - Хи 1 иц1981, 1 2, с, 96154) СПОСОБ ПОЛУИ КАРБ 01"сТА 1(АЛЬ Герут 100 г четыта кальция сасаа,65, 8 (О, 411) ., НР)О, 16 (0,0113); Г 80153057 1 С 1/18 С О 1 Г 11/18 ра в растворе нит 1 енсиФикация проц счет снижения сум быванил исходных к-нверсии, Способ аммония и карбона двухстадийную кан ЦИЛ С ПОС)ЕДУЮЩ 1(М вьх прсдуктов, пр сии нитаа гз кальц нзм соатнош.(ии н Кса рб 01(а Ту с. ММОНИ Р равном 1; (О, 8- О, 9 на ВтОГОй с 1 аДи 14 ;(1,05-1,1) в теч температуре проце най (0-5)( С, 1 а 0,16 (0,0421); н,О 1(1,48 (1,69), наГОЕВаЮт да 40 С,ЕйтраЛИЗуЮт СясобСДНуО азотную кисл,т у, 1(април 4 ер карбона том алмо 1 ия, до рН 55 и добавляют расс вор ларбоната аммония с содерж;(нием в 100 г состч,ва, г(моль); ,Н.,:(О с 50 (11,625); лП 1.10,8 (0,635), 011 12, (082); НсО 28,6 (1,593), нагретый до 30 С, прицем малярное соот ошение Са (110,), и (1)11)4 СО равна 1: 0,8 (113,6 г раствора), Затем пр ладят реакцию конверсии при умеренном п - ремешивани; (ч 11 сло оборотов мешалки 10 об/мин) с осаждень ем основн и околичества карбоната кальция и в:егофтора. Через 20 мин в реакционныйсосуд добавляют оставшийся от стехио.метрического с 5 Ф-ным избытком раствор карбоната аммония, т.е. соотно 5шение реагирующих компонентов Са(ИОЗди (НН 4)СОз равно 1:1,05 (30 г раствора) . По истечении 2 мин карбонаткальция отделяют фильтрованием, Полу 10ченный раствор нитрата аммония содержит 0,0001, Фтора,Остальные примеры выполнены аналогично примеруи сведены в таблицу15Обработку раствора нитрата кальция раствором карбоната аммония предлагаемым способом осуществляют в двестадии при 40-54 С на каждой стадии:на первой стадии конверсии при моляр 20ном соотношении нитрата кальция к кар"бонату аммония в смешиваемых растворах 1;(0,8-0,95) в течение 20 мин,а на второй стадии - при соотношении1:(3,05-1,1) в течение 2-6 мин.Нижний предел температуры проведения реакции конверсии обусловлен температурой плавления четырехводногонитрата кальция, Верхний предел темературы проведения реакции конверсии обусловлен скоростью переходафтора из твердой фазы в раствор амми"ачной селитры. При температуре 55 Сскорость растворения фторида кальцияв растворе нитрата аммония не позволяет получить конечный продукт с кон- З 5центрацией фтора мене 0,001/, Нижний предел времени проведения второйстадии конверсии задается скоростьюколичественного протекания взаимодействия нитрата кальция с карбонатом аммония, которая согласно нашихэкспериментальных данных равна 0,51,0 мин, При проведении второй стадии за период времени больше 6 минв растворе нитрата аммония за счетперехода Фтора в жидкую фазу в условиях избытка иона СП содержаниефтор-иона в растворе аммиачной селитры превышает 0,0011. Уменьшение нор"мы расхода карбоната аммония ниже 500,8 от стехиометрицеской на первой стадии не оказывает заметного влиянияна снижение концентрации Фтора в полученном растворе аммиачной селитры,но может способствовать получению 55тонкодисперсного мела, цто затрудняет Фильтрацию. Использование напервой стадии карбонатного раствора по норме, превышающей 0,95 от стехиометрического соотношения, не обеспечивает требуемого избытка ионов+2Са , которые необходимы для осаждения фторида кальция и тем самым не обеспечит низкого содержания ионов фтора в получаемом растворе нитрата аммония, Время проведения первой стадии обуславливается получением мела заданного качества. При времени менее 20 мин мел может получаться мелкодисперсный и как следствие ухудшение фильтрации. При времени более 20 мин ухудшается количественная характеристика процесса, т.е. производительность.Для конверсии используется плав четырехводного нитрата кальция, содержащий Д: Са 14"16, НМО 2,5-5;Р О 0,1-0,35; Р 0,1-0,2, и раствор карбоната аммония, содержащий,: ИН МОз 50, ИН 10,8; СО 12,4. В результате конверсии получается раствор аммиачной селитры с содержанием основного вещества 58-62 и не более 0,001 Ж Г,Предлагаемый способ позволяет понизить содержание фтора до 0,001 в получаемом растворе нитрата аммония против 0,01 в существующем процессе и тем самым в 1 О раз снизить загрязнение окружающей среды соединениями фтора, увеличить срок службы выпарного оборудования за счет снижения коррозионной активности раствора нитрата аммония и уменьшения скорости коррозии до приемлемого уровня 0,1 мм в год, а также увеличить интенсивность конверсии и понизить расход энергозатрат.формула изобретенияСпособ получения нитрата аммония и карбоната кальция путем двухстадийной конверсии нитрата кальция, содержащего Фтор, карбонатом аммония с последующим разделением целевых продук" тов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения содержания фтора в растворе нитрата аммония и интенсификации процесса конверсии за счет снижения суммарного времени пребывания исходных реагентов в зоне конверсии, процесс конверсии нитрата кальция ведут при молярном соотношении нитрата кальция к карбонату аммония на первой стадии, равном 1:(0,8-0,95)1530571о в течение 20 мин на второй стадии чение 2-6 мин при температуре процес)о при соотношении 1:(1)05-1)1) в те- са конверсии 40"54 С. Содержаниефтора в получаемом растворе аммиачной селитры)Ф Примечание Соотношениереагирующихкомпонентовна стадии Времл проведенияпроцесса на стадии,мин Температура рео акции, С При мер 0,0001 0,0006 0,0004 0,0009 0,002 11,05 20 1:1,05 20 1 т 105 20 1:1,1 20 1:1,05 20 1:0,81:0,951:0,81;0,881;1 40 47 40 54 40 3 6 6 Не удовлетворяет требованиям технологии 1:1,05 1:1,05 1:105 0,0040,0070,0004 20 6 47 54 8 4020 Мел плохогокачества 20 1;0,75 0,0006 0,0009 20 1:1,05 1:1,05 9 47 10 54 11 60 То же 20 0,00150,0030,0060,00040,0010,00070,000010,000010,0001 20 1;1,05 1:105 20 12 60 20 1:1;1,14 1:1,15 1:115 1:1,05 1:1)1 1:1,05 Перерасходрастворакарбонатааммония 20 20 20 Содержание кальция превышает допустимый предел 20 20 20 0,0001 0,0003 0,0005 20 1:1,05 20 1:1,11:1,05 20 0,0015 0,004 0005 0,0001 0,0001 20 1:1,05 20 20 1:1,05 годержаниекальция превышает допустимый предел 20 20 0)0001 0,0002 Мел плохогокачестваТо же 8 1:1,05 0,00030,00050,01 1:1 1:1 05 7 Соотно- Суммарноешение по времяИННСО 40 мин1:15 Соотношение по НН 1: 1,02, по СО1:1,06 13 60 14 4054 1617 40 18 47 19 54 20 4047 22 54 23 40 24 47 25 54 26 40 27 47 28 54 29 40 30 47 31 54 32 (по известному способу) 1:0,751:0,751,0871:0)951:0,81;0,951;0,881:0,81:0,951:0,81: 0,881:0,81; 0,881: 0,951:0,81: 0,881:0951 т 0,81:0951: 0,951;0,81: 0,881:О 95Температура первой стадии60-75 С