Способ получения сложного азотно-фосфорного удобрения

Союз СоветскихСоциалистнчесннхРеспубпнн ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Кл. С 05 В 11/04 Государственный комнтет Опубликовано 25.01,80. Бюллетень Рй 3Дата опубликования описания 25.01 80 до делам нзобрвтеннй и открытнй(72) Авторы изобретения Ленинградский государственный научно-исследовательскийи проектный институт основной химической промышленностии Ленинградский ордена Трудового Красного Знаменитехнологический институт им. Ленсовета(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ УДОБРЕНИЙ Изобретение относится к способам переработки фосфатного сырья путем его азотно-сернокислотного разложения и может использо. ваться 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 т 1.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 Р 20, содержащийся в фосфате, превращается в фосфорную кислоту. Далее добавлением сульфата аммония присутству. ющнй в растворе нитрат кальция превращается;сульфат кальция. Фосфогипс отделяется и продукционный раствор аммоннзируется с полу. чением фосфата аммония 21.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 Рз 05 не превышает 93,4%, а содержание Р 205 и азота в отмытом осадке достигает 2,4 и 0,5% соответственно, что снижает степень использования фосфатного сырья.Цель изобретения - интенсификация процес. са 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 3с последуццццм смешением обоих потоковири 60 90 С в течение 30-120 миц.Кислотное разложение целесообразнее вестив течение 15 30 миц.При смешении потоков с сернокислотнойи азотцокислотной стадией процесса происходит взаимодействие ионов 04 и ионов кальция с образованием хорошо фильтрующихсякристаллов полугидрата сульфата кальция.Часть ацпщрита, пришедшего с сернокислотнойстадии, перекристаллизовывается при этом в по.лугидрат.В этих условиях обгцая продолжительностьпроцесса не превышает 180 мин, скоростьфильтрации составляет 600-800 кг/ч сухогоотмытого осадка с 1 и 2 фильтрующей поверхности, а степень отмывки достигает 96-98%.П р и м е р 1. Весь поток апатцтовогоконцентрата 100 вес.ч,), поступающего в про.цесс, делят ца две части. Одну из них, в количе-остве 40% от всего потока обрабатывают вреакторе 149,8 вес.ч, 60%-ной серной кислотыпри 95 С, Полезный объем реактора составляет0,25 м на 1 т сырья, что обеспечивает времяпребывания пульпы в реакторе 15 мин.За 25это время степень разложения,апатита достигает 96% и в газовую фазу выделяется 20%фтора от Количества, вводимого с апатитомна эту стадию.Вторую часть апатитового концентрата, и ко. золичестве 60% от всего потока, обрабатывают212,7 вес,ч. 55%-ной азотной кислоты и300 весл. оборотного раствора, содержащего 20%РзО и 35% НИОз, Продолжительностьазотцокислотного разложения составляет 30 мин, З 5а температура 50 С, при этом весь апатитовыйконцентрат, вводимый на эту стадию, разлагается практически целиком.Пульпу после первой и второй стадии смеошивают в реакторе-кристаллизаторе при 60 С 40в течение 30 мин. В этих условиях перекристаллизуется в полугидрат 75% всего ангидрита,который образовался ири серцокислотном разложении апатита, т.е, в состав фосфогипса входит90% полугидрата сульфата кальция и 10% аспид. 45рита. Такой состав фосфогипса, а также микрогранулометрическая характеристика кристалловобеспечивает производительность фильтрации950 кг сухого отмытого осадка в час, в степеньотмывки,по Рз 05 98,5%, ЫЧасть первого фильрата, в количестве, соответ.ствующем производительности по сырью, направляют на аммонизацию и дальнейшую дообработку доготового продукта. Общая продолжительностьпроцесса 75 мин.55Степень использования сырья, являющаясяпроизводной от степени отмывки фосфогипсаот РзО и коэффициента разложения, составляет 96,2%,4П р и м е р 2, Из 100 вес.ч. апатитовогоконцентрата, поступающего в процесс, 55 вес.ч.подают в 1 реактор с полезным объемом0,27 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 разложенияпульпа перетекает в смеситель-кристаллизатор.Одновременно 45 вес.ч. апатитового концентрата обрабатывают 212,7 вес.ч. 55%-ной азотнойкислоты и 300 вес.ч. оборотной смеси азотнойи фосфорной кислот, содержащей 19,2 РзО и33% НЙОз. Обработку апатита смесью азотнойи фосфорной кислот ведут при 60 С в течение20 мин, после чего пульпа также перетекаетв смеситель-кристаллизатор.В смесителе-кристаллизаторе при 75 С в течение 60 миц происходит кристаллизация полугидрата сульфата кальция и перекристаллизо.вывается 55% ацгидрита, пришедшего с сернокислотной стадии. Таким образом фосфогипссостоит на 25% из ангидрита и на 75% из полугидрата сульфата кальция.На сернокислотной стадии в газовую фазувыделяется 1,45 вес.ч. фтора, т.е. 85% от вве.денного ца эту стадию, или 46,8% от всего количества фтора, введенного в процесс с апатитом.После смесителя.кристаллизатора пульпуотфильтровывают на наливном вакуум-фильтрес производительностью 75 кг/м в час сухогоотмытого осадка и трехкратно противоточнопромывают, так что степень отмывки составляет 97,5%. Второй фильтрат, содержащий 14,5%Рз 05 и 27% НМОз, и первый фильтрат, содержащий 19,2% РзО и 33,1% НКОз, заворачи.вают на разложение апатита на азотнокислотнуюстадию, а часть первого фильтрата в количестве, соответствуюгцем производительности поапатиту, передают на аммонизацию и переработку в готовый продукт известными методами,Общая продолжительность процесса 100 мин,Степень использования сырья 95,6%,П р и м е р 3. Из общего количества в 100 вес.ч. апатитового концентрата, поступаю. щего 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% апа. гита 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% НИОз, Азотнокислотное разложение проСоставитель Т, ДокшинаТехред И Асталош Корректор Ю, Макаренко Редактор 3. Шубенко Заказ 8590/13 Тифаж 461. Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 711019 текает при 70 С в течение 20 мин, что обес.печивает 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 перекристаллизо.вывается 30% ангидрида, приходящего с сернокислотной стадии, После кристаллизатора пульпу фильтруют на вакуум-фильтре и осадок промывают горячей водой. В фосфогипсе со.держится 60% полутидрата сульфата кальция и 40% ангидрита.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-фос.форного удобрения, включающий разложение 6фосфатного сырья серной и азотной кислотамис последующей фильтрацией образовавшегосяфосфогипса,отличающийс я тем,что, с целью интенсификации процесса и увеличения степени использования сырья эа счетулучшения отмывки фосфогипса, 40.60% фос.фатного сырья обрабатывают серной кислотой,взятой в стехиометрическом количестве на связывание всего кальция, содержащегося в общеймассе фосфатного сырья, подаваемого в про.цесс, прн 95-130 С, а остальное количествофосфатного сырья обрабатывают азотной кис.лотой в присутствии оборотного фильтратапри 50-70 С, с последующим смешением обоихпотоков при 60-90 С в течение 30-120 мин.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что кислотное разложение фосфатного сырья ведут в течение 15-30 мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 491600, кл, С 05 В 106, 15.11.75.2, Патент Великобритании Х 1187952,кл, С 05 В 11/00, 15.04.70 (прототип),