Способ получения азотно-калийного удобрения

(5)5 С 05 С 5/02, С 01 О 9,/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Львовский политехнический институт (72) В.Т. Яворский, И.Ю. Костив и Н.И. Блаживский(56) Авторское свидетельство СССР М 916399, кл. С 01 О 9/04, 1979,Авторское свидетельство СССР М 1150224, кл, С 01 О 9/04, 1983.(57) Способ получения азотно-калийного удобрения иэ полиминеральной полимерной руды, включающей ее обработку оборотным раствором. с выделением осветленного раствора и нерастворившегося остатка, разложение последнего разбавИзобретение относится к области производства азотно-калийных удобрений из полименеральных калийных руд и может найти применение в технологии минеральн ых удобрений.Известен способ получения азотно-ка-, лийного удобрения из полиминеральной калийной руды, включающий ее азотнокислотное разложение, нейтрализацию полученного раствора известковым молоком, отделение образовавшегося гипса, упаривание нейтрализованного раствора с выделением хлорида натрия и кристаллизацию азотно-калийного удобрения при добавлении хлорида калия и метанола,Недостатками известного способа являются: высокий расход кислоты и извести; необходимость добавления хлорида калия и Ж 1778103 А 1 ленной азотной кислотой с получением азотно-кислотного солевого раствора и его смешение с осветленным рас 1 вором. нейтрализацию известковым молоком, фильтрование, упа рива ние фильтрата с отделением МаС, кристаллизацию с выделением продукта при охлаждении, причем азотную кислоту на стадии разложения берут в количестве, необходимом для установления соотношения МО зи 0 но . Юа ионов руды равным =(0,40 - 0,651;1, при этом перед смешением осветленного и аэотнокислого раствора осветленный раствор упаривают с выделением МаС 1, а азотнокислотный раствор нейтрализуют известковым молоком, а смешанный раствор перед кристаллизацией дополнительно упаривают. Получают удобрение, содержащее (мас.%) К 20 = 25,8, М 90 = 13,5, . = 10,2, й = 7,8, СГ = 2,2. 1 табл,метанола с дальнейшей регенерацией последнего; перевод всех сульфат-ионов из ру, ды в отходы гипса; высокие энергетические затраты на выпаривание; необходимость больших объемов дорогостоящего кислотостойкого оборудования; сложность упаривания насыщенного по гипсу нейтрализованного раствора, обусловленная накипеобразованием на трубках выпарных аппаратов; получаемый хлорид натрия загрязнен нитрат-ионами,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения азотно-калийного удобрения из полиминеральной калийной руды, включающий ее растворение в промывном растворе, отделение и осветление полученного раствора, азотнокислотное разложе 1778103ние нерастворившегося остатка, смешение осветленного и азотнокислотного растворов, добавление к ним азотной кислоты для установления эквивалентного равенства нитрат и сульфа-ионов, нейтрализацию раствора известковым молоком, фильтрование образовавшегося гипса, упаривание нейтрализованного раствора с выделением хлорида натрия, кристаллизацию азотно-калийного удобрения при добавлении хлорида калия и метанола.Недостатками известного способа являются; высокий расход кислоты и извести; необходимость добавления хлорида калия и метанола с дальнейшей регенерацией последнего; перевод всех сульфат-ионов из руды в отходы гипса; высокие энергетические затраты на выпаривание; необходимость больших объемов дорогостоящего кислотостойкого оборудования, сложность упаривания насыщенного по гипсу нейтрализованного раствора, обусловленная накипеобразованием на трубках выпарных апйаратов; получаемый хлорид натрия загрязнен нитрат-ионами и гипсом,Целью изобретения является повышение качества азотно-калийного удобрения за счет его обогащения серой и магнием при одновременном упрощении процесса за счет сокращения числа технологических операций.Поставленная цель достигается тем, что в способе получения азотно-калийного удобрения из полиминеральной калийной руды, включающем растворение руды в промывном растворе, отделение и осветле- ние полученного раствора, разложение нерастворившегося остатка в растворе азотной кислоты, смешение полученных растворов, нейтрализацию аэотнокислотного раствора известью, фильтрование гипса, выпаривание раствора с выделением хлорида натрия и кристаллизацию продукта при охлаждении согласно изобретению азотную кислоту используют лишь для разложения нерастворившегося остатка руды, в количестве, необходимом для установления соотношения КОЗ ионов к 50 4- ионам руды (0,40 - 0,65): 1 (в эквивалентах), осветленный раствор перед смешением с нейтрализованным упаривают с выделением хлорида натрия, нейтрализацию азотно- кислого раствора осуществляют перед его смешением с осветленным раствором, а смешанный раствор дополнительно упэривают перед кристаллизацией продукта.Первым отличием предлагаемого способа является то, что азотную кислоту используют лишь для разложения нерастворившегося остатка в количестве, нов руды), приведет к перерасходу кислоты и извести и образованию гипса в растворе, подаваемом на кристаллизацию,П р и м е р 1, 500 г полиминеральной 55 калийной руды состава (мас,о); К+ 9,59;Мц 4,88; Са 1,02; М13,70 С 25,75;30 а 27,26; Н 20 6,73; н. о, 11,07 растворяют в 2000 г раствора. полученного при смешении оборотных растворов с последующих стадий (раствора после промывки ила и час 5 1015202530354045 50 необходимом для установления соотношения ИОз-ионов к БО -ионам руды (0.40 - 0,65); 1 (в эквивалентах), а по прототипу ее используют и для разложения нерастворившегося остатка и для установления эквивалентного равенства между сульфат- и нитрат-ионами, Это позволяет уменьшить не только расход кислоты и извести, но и количество сульфат-ионов, выводимых с отходами гипса, В результате раствор, подаваемый на кристаллизацию, содержит МОз -2 и 30 4-ионы в количестве, позволяющем получать из него азотно-калийное удобрение, содержащее серу и магний, в то времякак по известным способам можно получатьудобрение, содержащее лишь азот и калий.Вторым отличием является то, что осветленный раствор упаривают с выделением хлорида натрия перед смешением с нейтрализованным раствором, полученнымпосле азотнокислотного разложения нерастворившегося остатка, а по прототипу осветленный и азотнокислотно-солевой растворы вначале смешивают, а затем нейтрализуют и упаривают с выделением хлорида натрия. Это позволяет получать более качественный хлорид натрия (без примесей нитратов и гипса) и избежать накипеобраэования при упаривании.Третьим отличием является то, что нейтрализацию азотнокислотного раствора, полученного после разложения нерастворившегося остатка, осуществляют перед смешением с осветленным раствором, Этопозволяет уменьшить обьемы испольэуемого кислотостойкого оборудования и количество фильтруемой суспензии (см. также второе отличие),Четвертым отличием является, дополнительное упаривание раствора перед кристаллизацией продукта, что позволяет увеличить его выход.Уменьшение количества азотной кислоты менее соотношения йО 3 к ЯО 4 - ионам руды 0,40:1, как видно иэ таблицы, ведет к неполному разложению нерастворившегося остатка и потерям ценных веществ, а увеличение более соотношения 0,65:1 будет избыточным (т. к. в нерастворившемся остатке содержится 65 исходных сульфатио 177810355 ти упаренного раствора после отделенияйаС) и воды, состава (масс,%): К 2,86; Мдг2,48; Са 0,03; йа 1,91; СГ 10,02; 50 43,89;НгО 78,81. Суспенэию глинистого шлама отделяют декантацией, фильтруют и подают 5на промывку. В результате растворенияполучают 2256 г раствора состава (масс.%):К 3,63, Мд 2,64; Са 0,02; йа 4,62; СГ14,31; ЯО 4 5,39: НгО 69,39 и 163 г нерастворившегося остатка состава (масс.%): К 1013,64; Мдг 8,69; Саг+1,93; йа 1,44; С 3,81;ЯО 4 53,58; НгО 11,16; н, о. 5,75.Раствор упаривают, выпавший осадокотфильтровывают, Получают 217 г йаС и1228 г упаренного раствора, 618 г которого 15возвращают на растворение руды, а остальное направляют на кристаллизацию удобрения.Нерастворившийся остаток растворяютв 326 г 20%-ного раствора НйОзг что соответствует соотношению йО зЯО 4 = 0,4: 1(в эквивалентах). Полученную суспензиюнейтрализуют 128 г известкового молока,содержащего 28% Са(ОН)г, и расфильтровывают. 25Нейтрализованный раствор смешиваютс упаренным и дополнительно упариваютдоначала кристаллизации солей. Получают 958г конечного раствора состава (масс,%); К6,04; Мд 5,25; Са 0,01; йа 1,79; СГ 11,28; 30ЯО 411,29, йО з 6,92; НгО 57,42. Его охлаждают до 278 К. Выкристаллизовавшийсяосадок отфильтровывают и сушат, Получают183 г удобрения (в пересчете на сухой продукт) с содержанием(масс,%): КгО 22,5; МдО 3517,0; Б 14,2; й 5,5; С 2,9,П р и м е р 2. Нерастворившийся остаток, полученный по примеру 1, растворяютв 407 г 20%-ного раствора НйОз что соответствует соотношению йОз: ЬО 4 = 0,5: 1 40(в эквивалентах). Полученную суспензиюсмешивают со 171 г известкового молока,содержащего 28% Са(ОН)г, и расфильтровывают.Нейтрализованный раствор смешивают 45с упаренным раствором (по примеру 1) идополнительно упаривают до начала кристаллизации солей. Получают 986 г конечно-го раствора состава (масс.%): К 6,06; Мс +5,27; Са 0,01; йа 1,83; С 11,71; 504 5010,07; йО з 7,98; НгО 57,07. Его охлаждаютдо 278 К. Выкристаллизовавшийся осадокотфильтровывают и сушат. Получают 189 гудобрения (в пересчете на сухой продукт),содержащего (масс,%): КгО 23,8; МдО 15,1; Я 12,3; й 6,4; О 2,4.П р и м е р 3. Нерастворившийся остаток, полученный по примеру 1, растворяют в 529 г 20%-ного раствора НйОз что соответствует соотношению йО зЯО 4 = 0,65: 1 (в эквивалентах), Полученную суспензию смешивают с 222 г известкового молока, содержащего 28% Са(ОН)г, и расфильтровывают.Нейтрализованный раствор смешивают с упаренным раствором (по примеру 1) и дополнительно упаривают до начала кристаллизации солей. Получают 1011 г конечного раствора состава (масс.%): К 6,09; Мд 5,30; Са 0,01; йа 2,00; С 11,93;50 4 8,66; йО 3 10,09; НгО 55,92. Его охлаждают до 278 К. Выкристаллизовавшийся осадок отфильтровывают и сушат. Получают 197 г удобрения (в пересчете на сухой продукт), содержащего (масс.%): КгО 25,8, МдО 13,5; Я 10,2; й 7,8; СГ 2,2.Получаемое по предлагаемому способу удобрение является более ценным и универсальным по сравнению с удобрением, получаемым по известным способам, поскольку; содержит четыре питательных элемента (й, 5, К, Мд) в отличие от двух (й. К), содержащихся в сравниваемом удобрении; в нем уменьшено содержание нитрат- ионов, приводящих к ухудшению качества продуктов питания, за счет введения сульфат-ионов, также необходимых для питания растений,Проведение процесса по предлагаемому способу требует меньше материальны (снижение расхода азотной кислоты и гидроксида кальция, исключение затрат хларида калия и метанола), энергетических (уменьшение количества выпаоиваемай воды и исключение затрат на регенерацию метанола) и капитальных затрат, Упрощение процесса Заключается в исклюении стадий ввода хлорида калия и метанола, стадии регенерации метанола, Предлагаемый способ позволяет уменьшить количество отходов гипса, избежать накипеабразавания при упаривании, получать хлор ., натрия, не эагрязненнь й нитрат-ионами и гипсом,Формула изобретения Способ получения азотна-калийного удобрения иэ полиминеральной хали.наз руды, включа ющий ее обработку обаратнь, растворам с выделением осветленного ,.:с - твора и нерастварившегася остатка, разложение последнего разбавленной азо 1 ной кислотой с получением азотна-кислотного солевого раствора и ега смешение с осветленным раствором, нейтрализацию известковым молоком, упаривание фильтрата с отделением хлорида натрия, кристаллизацию с выделением продукта при охлаждении, отличающийся тем,что,сцелью повышения качества продукта, эа счет его обогащения серой и магнием при одновременном упрощении процесса за счет сокращения1778103 числа технологических операций, азотную кислоту на стадии разложения нерастворившегося остатка вводят в количестве, необходимом для установления соотношения ИОз-ионов и 304-ионов руды, равного 5 (0,40-0,65):1, при этом перед смешением осветленного и азотно-кйслотного солевого Составитель В, ЯворсТехред М.Моргентал Корректор Н, Коро Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Редактор Заказ 4161 ВНИИПраствора осветленный раствор упаривают с выделением хлорида натрия, азотно-кислотный раствор нейтрализуют известковым молоком, а перед кристаллизацией смешанный раствор дополнительно упаривают.