Способ получения очищенных фосфатов аммония

(71) Заявител ЛУЧЕНИЯ ОЧИЩЕННЫХ ФОСФАТО АММОНИЯ(Б 4) СПОСО Изобретение относится к способу получения очищенных фосфатов аммония, используемых в качестве минеральных удобрений.Известен способ получения очищенных Фосфатов аммония, заключающийся в обработке зкстракционной Фосфорной кислоты солями или гидроокисями ще-. лочных металлов с выделением в осадок кремнефторидов щелочных металлов и последующей аммонизацией очищенной кислоты. при котором возникают затруднения при отфильтровывании осадка, так как образуется мелкокристаллическая фаза, легко проходящая через фильтр. Степень обесфторивания при . исгользовании солей или гидроокисей щелочных металлов составляет лишь 60 ж Г 1 1,Наиболее близок к поеалагаемомч по технической сущности и аостигаемомч оезчльтатч способ получения очишенных Фосфатов, по которому экстракционную фосфорную кислоту обесфтори- . вают путем обработки ее гидроокисью, карбонатом или хлоридом щелочного,металла с отделением осадка кремнефторида; обесфторенную кислоту аммонизируют в две стадии: на первой до рН 6 и на второй под давлением 0-4,2 ати и температуре выше 54 оС до рН 3,5-6,0 Выделившийся гептааммонийтрифосфат сушат либо в атмосфере аммиака до получения диаммонийфосфата, либо воздухом с температурой 38-190 оС до полу чения мойоаммонийфосфата. Продукт гранулируют 2 .Недостатки способа состоят в большой потере готового продукта при аммонизации ЭФК за счет соосаждения с фосфатами металлов фосфата аммония (до 25-3 Я в пересчете на РО), сложности технологического процесса, связанной с наличием многократных стадий фильтрации и затруднениями в отделении мелкодисперсных кристаллов кремнефторидов от раствора кислоты, и малой интенсивности процесса, тре-содержание фтора до 0,2-0,65/, Внесение кремнийсодержащего реагентана первой стадии нецелесообразно,так как значительная часть его была/бы выделена с нелетучими примесями,Введение нитрата аммония обусловленонеобходимостью снижения вязкостисмеси. Введение в экстракционную фосфорную кислоту перед второй стадиейупарки нитрата аммония в мольном соотношении МН 4 О.МцО меньше 0,2 малоэффективно, так как снижение вязкости незначительно, а больше 1,0экономически нецелесообразно в связи с тем, что вязкость кислоты остается практически постоянной.При введении в экстракционнуюфосфорную кислоту перед второй стадией упарки активной двуокиси кремнияв количестве менее 100 от стехиометрически необходимого для переводафтора, присутствующего в виде ионаБ 1 Г , в тетрафторид кремния, степеньУсобесфторивания кислоты ниже 803,а увеличение нормы свь 1 ше 2003 не приводит к дальнейшему выделению фторав газовую фазу,Упаривание кислоты на 1-ой стадии до концентрации ниже 453 РО 5 непозволяет снизить содержание фтора вочищенном фосфате аммония менее,0,654, а упаривание до концентрациивыше 604 Р 05 приводит к получениюфосфорной кислоты, загустевающей приохлаждении до 15-20 РС.П р и м е р . 1, 100 кг экстракционной фосфорной кислоты, полученнойиз фосфоритов Каратау и содержащей,вес.3: РО 223 Г 16 0 286;СаО 0,21; ИцО 2,58; А 1 пО 0,87ГеО 0,7; 10 056 и взвесей 0,7,делят на две части. Одну из них в количестве 380.,5 жг подают на первуюстадию упариэания, после чего получают 438 кг кислоты концентрацией 453РОс. Упаренную кислоту смешивают составшейся частью 119,5 кг) исходнойкислоты. После смешения получают555 кг 40 по Рп 05 кислоты. В процессе смешения кислот присутствующиепримеси выпадают в осадок, для отделения которого фосфорная кислота поступает в отстойник. Ялам в количестве 50 кг направляют в экстрактор илиподмешивают к основному потоку аммофосной пульпы, идущей на сушку и грануляцию, а осветленную часть (507,5 кг),,содержащую 39,М РО 5, подают в приемный сборник второй стадии концент 3 939433 4бующего больших затрат времени наполучение и последующее разложениегептааммонийфосфата. При переработкемагнийсодержащего сырья этот способстановится еще более трудоемким всвязи с загустеванием фосфорной кислоты при ее обесфторивании.Цель изобретения - повышение выхода продукта, упрощение и интенсификация процесса при обработке магний- щсодержащего сырья.Поставленная цель достигается вспособе, включающем обесфториваниеэкстракционной фосфорной кислоты аммонизации аммиаком, сушку и грануляцию продукта экстракционную кислотуупаривают в две стадии, на первой изкоторых до 40-454 РР 5, смешивают еес оставшейся частью исходной кислоты,нерастворимые соединения отделяют, 2 Одобавляют нитрат аммония и активнуюдвуокись кремния и упаривают на второй стадии до 45-603,Аммонизацию ведут непрерывным контактированием аммиака с поверхностьюдвижущего слоя фосфорной кислоты содновременной сушкой и грануляциейпродукта.Целесообразно на первую стадиюупаривания подавать 80-90 исходнойфосфорной кислоты.С целью снижения вязкости кислотыпри ее обесфторивании, нитрат аммониявводят в кислоту в мольном соотношении МНИМО.М 90=0,2-1,0, а активнуюдвуокись кремния - в количестве 10035200 от стехиометрически необходимого,Упаривание на 1-ой стадии .80-903исходной фосфорной кислоты до концен.трации 40-454 РО и смешение ее со40оставшейся частью исходней кислотыпозволяет выкристаллизовать присутствующие примеси и осадить их в донную фазу. Упаривание кислоты на 1-ойстадии до концентрации ниже 403 РОнецелесообразно, так как после смешения с исходной кислотой концентрация ее снижается ниже 353 Рп 05 в ре"зультате чего не достигается необходимая полнота выделения примесей.Упаривание до концентрации выше 453РО 5 нежелательно вследствие значительного повышения ее вязкости и сни.жения скорости испарения воды.Введение кремнийсодержащего реагента после первой стадии упариванияв сочетании с высокой концентрациейкислоты позволяет снизить остаточное461 кг кислоты, концентрацией 45 Р 105.На 1-ой стадии концентрирования ЭФКв газовую фазу выделяется 4,88 кгфтора, а на вторую -ой стадии 5,97 кг. Общее количество фтора выделившегося в газовую фазу, составляет 10,85 кг. Фтор улавливается всистеме абсорбции водой с получением 114 кг 123 Н)5, 461 кг упаренной кислоты, содержащей, кг: НРО286; 50 30,5: Са 0,96; Иа 13,6;А 1 3,86; Ге 0,27 5079; 2 95Ма 0,35; К 0,15; МНИМО 51,6 и Н 06996 направляют на аммониэацию,где 42,2 кг аммиака подают на слой.фосфорной кислоты со скоростью 12.м/с.После аммонизации пульпа поступаетдля распыления в форсунку, расположенную в верхней части башни, гдеза счет тепла реакции нейтрализации происходит испарение 55,92 кг воды. В процессе аммонизации получено409 кг гранулированного росфата аммония, содержащего 50,6 ь Р)ОВ10,72 ж М; 0,Д Р и 1,6 Ф НО.П р и м е р 3 1000 кг экстракционной фосфорной кислоты аналогично.го примеру 1 состава делят на 2, чОдну из них в количестве 900 кг подают на первую стадию .упаривания,после чего получают 467 кг кислоты концентрацией 43 Р 105. Упареннуюкислоту смешивают со 100 кг исходнойкислоты и из полученной 39,Ц-нойкислоты выделяют шлам в количестве65,0 кг. К 502 кг осветленной кис-,лоты концентрацией 41,73 Р 20 Ъобавляют 5,78 кг киэельгура, содержащего728 5102 (100 от стехиометрическойнормы) и 10,32 кг нитрата аммонияМННар.нааьнае соотнавенне в в АЙ 0,2) 518 кг раствора, содержащего 405 Р 05, направляют на 1-ую стадию кон. центрирования, где получают 351 кг 603-ной по Р 05 кислоты.На 1-ой стадии концентрирования ЭФК в газовую фазу выделяется 46 кг фтора, а на второй - 7,2 кг. Общее количество фтора, выделившегося в газовую фазу, составляет 11,8 кг. фтор улавливается в системе абсорбции водой с получением 125 кг 123 Н 51 Г . 351 кг упаренной кислоты содержащей, кг: НРО) 289 50 д 18,85;Ь.Са 0,30; Ид 11,6; А 1 2;75 Г 007 510 04 р Ма 0,4; КО 0,15; МНИМО 10,32 направляют на аммониэацию, где 50 кг аммиака подают на слой фосфор 5 939" 33 6рирования кислоты. В этот же сборникдобавляют 80 кг киэельгура, содержащего 72,8 основного вещества (150от стехиометрической нормы) и 15 кгнитрата аммония (мольное соотношениеМНИМО"= 0,29)е Раствор фосфорной кисИцОлоты, содержащей 37,4 Ж Р 05(535,5 кг)подают на вторую стадию упарки, гдеполучают 387 кг кислоты концентрацией 1051, 8 ь РО. На 1-ой стадии концентри-.рования ЭФК выделяется 5,34 кг фтора,, а на второй - 6,36 кг. Суммарный выход фтора .в газовую фазу составляет11,7 кг. Фтор улавливают в системе 1абсорбции водой с получением 123 кгН.,51 ГЬ.387,0 кг упаренной кислоты, содержащей, кг: Р 10 200 или НРО,.276; 50 35,6; ИЯО 12,75; Са 0,6 20Г 1,55; Ге 4,65; А 1 3,6; МНИМО 15;5 Оп 1,4; Ма 0,35 К 0 15; Н 20 34направляют в реактор на аммониэацию,где 46,8 кг аммиака подают на слойфосфорной кислоты тангенциально соскоростью 5 м/с. При этом температуГра повышается до 150-200 ОС. После ам.монизации пульпа поступает для распыливания в форсунку, расположеннуюв верхней части башни, где за счеттепла реакции нейтрализации происходит испарение 31,4 кг воды. Приэтом продукт высушивается.и за счетсоздания кипящего слоя (подачей воздуха снизу) гранулируется.3В процессе аммониэации получено,398 кг очищенного фосфата аммония,содержащего 50,23 Р 05, 114 М040 Г и 094 Н)10.П р и м е р 2. 1000 кг экстракционной фосфорной кислоты аналогичного примеру 1 состава делят на 2 ч.Одну из них в количестве 800 кг подают на первую стадию упаривания,после чего получают 397 кг кислотыконцентрацией 454 Р 105. Упареннуюкислоту смешивают с оставшимися 200 кгисходной кислоты и из полученной37 й-ной кислоты выделяют шлам вколичестве 40 кг. К 557 кг осветленной ЭФК концентрацией 37,24 Р 05добавляют 11,56 кг кизельгура, содержащего 728 50.(200 от стехиометрической нормы) и 51,6 кг нитрата7 9394ной кислоты со скоростью 20 мс, Пос. ле аммониэации пульпа поступает для распыления в форсунку, расположенную в верхней части башни, где за счет тепла реакции нейтрализации испаряется 15,64 кг воды.В процессе аммонизации получено 380 кг очищенного гранулированного фосфата аммония, содержащего 58 Р)10 11,033 М,М, 0,18 Г и 0 3 НО. 10П р и м е р 4, 1000 кг экстракционной фосфорной кислоты, полученной иэ фосфоритов Каратау, аналогичного примеру 1 состава делят на 2 ч, Одну из них в количестве 800 кг подают на 15 первую стадию упаривания, после чего получают 562 кг кислоты концентрацией 404 Р)О, Упаренную кислоту смешивают с оставшимися 200 кг исходной кислоты и из полученной 29)3-ной 20 кислоты выделяют шлам в количестве 30 кг. К 732 кг осветленной кислоты концентрацией 29,2/ Р)10добавляют 11,56 кг кизельгура, содержащего 72,84 510 (200 от стехиометричес з кого количества) и 25,8 кг ИН 4 ИОМНИМО(мольное соотношение ф =0,5)Мд769)36 кг раствора ЭФК, содержащего 284 Р)105, направляют на 11-ую стадию з 0 упаривания, где получают 428 кг кис- лоты концентрацией 503 Р)105. На 1-ой стадии концентрирования ЭФК в газовую фазу выделяется 0,40 кг фтора, а на 1-ой - 12,41 кг, Общее количество фтора, выделившегося в газовую фазу, составляет 12,81 кг. Фтор улавливается в системе абсорбции водой с получением 135 кг 12 Н 51 Г . 428 кг упаренной кислоты, содержащей, кг; НР 04 40 296; 501 32; 1; Мд 14,4; А 1 4,13; Ге ,2,72; Ма 0,15; К 0,04; 51 1,74; Са 0,83; Г 1,72; МН 4 МОЭ 25,8 и Н)0 45,22, направляют на аммониэацию, где 50,9 кг аммиака подают на слой фосфорной кислоты со скоростью 15 м/с. После аммонизации пульпа поступает для распыления в форсунку, расположенную в верхней части башни,где за счет тепла реакции нейтрализации происходит испарение 38,32 кг воды.В процессе аммонизации получено 430 кг гранулированного фосфатааммония, содержащего 49)7 Р)10 оц, 10,8 М,щ, О,й Г и 1,64 Н О.П р и м е р 5. Для получения ЭФК используют рядовые руды месторождения Каратау, содержащие 23)0 Р 05 и 4,0 МдО 1000 кг зкстракционной 33 8фосфорной кислоты, содержащей, вес.4:Р)10 20)3) Г 1,72; 510) 0)50; 509 3)11А 10 0,8; Ге)2 ОЭ 1,2; СаО 0,40;Ма 0 0,35; К)10 0,20; МдО 3,8 и вэвесей 1,0, делят на две части. Одну изних в количестве 900 кг подают напервую стадию упаривания, после чегополучают 406 кг кислоты концентрацией 451 РО. Упаренную кислоту смешивают с оставшейся частью (100 кг)исходной кислоты. После смешения получают 506 кг 40,1 по Р)0 кислоты.В процессе смешения кислот присутствующие примеси выпадают в осадок,для отделения которого фосфорная кислота поступает в отстойник. Илам вколичестве 53,6 кг направляют в экст.рактор или подмешивают к основномупотоку аммофосной пульпы, идущей насушку и грануляцию, а осветленнуючасть (452,4 кг) содержащую 40,493Р)10, подают в приемный сборник второй стадии концентрирования кислоты.В этот же сборник добавляют 10 кгкизельгура, содержащего 78 кг основного вещества (1504 от стехиометрической нормы) и 34,2 кг нитрата аммоМН МО ния (мольное соотношение фмо=0,5) ) Раствор фосфорной кисЛоты(496,6 кг), содержащий МдО 36,89 РО,подают на1-Ую стадию упарки, гдеполучают 366 39 кг Фосфорной кислоты концентрацией 50 Р)105. На 1-ойстадии концентрирования ЭФК выделяет.ся 2,2 кг, а на 1-ой - 10,39 кг Фтора. Суммарный выход фтора в газовуюфазу составляет 12,59 кг. Фтор улавливается в системе абсорбции, водой сполучением 132,5 кг 123 Н)5 Гб366, 39 кг упаренной кислоты, содержащей, кг: Р)20 183,2 или НР 04252,8; 50 20,28; Г 2,01; Н)0 8,67;5 О2)05; А 12 О 6,76; Ге 20 9,32;СаО 1,32; Ма)0 2,98; КО 0,65; МдО 34,24; МН 4 МОВ 34,2, направляют в реактор на аммонизацию, где подают 36)59 кг аммиака, После аммониэации в вертикальной башне за счет тепла нейтрализации происходит испарение 6,66 кг воды. При этом продукт высушивается и за счет создания кипящего слоя (подачей воздуха снизу) гранулируется.В процессе аммснизации получено 396,32 кг аммония, содержащего 46,22.; Р 00, 9,113 М 1, 0,51 Г; 0)51 НО) 0)52350)1") 5)11 503; 1,70 о Я 1 п 0;8,633 МдО; 8,621 МНИМО9 9394При этом выход продукта (РО) составляет 90,23, а степень обесфторивания ЭФК - 88,3 1.Такое ведение процесса позволяет достичь 90-954-ного (в пересчете на Р 10 р) выхода готового продукта, повысить до 80-953 степень его обесфторивания, упростить процесс эа счет исключения многократных стадий фильтрации и аммониэации, а также 10 снизить энергозатраты, интенсифицировать процессы обесфторивания и ам. монизации. Кроме того, способ дает возможность испольэовать бедные магнийсодержащие руды.и получать Фосфа- И ты аммония высокого качества. И, наконец, способ позволяет получить дополнительные продукты высокого качества (например Н 51 Г,) формула изобретения Составитель Т.ДокшинаРедактор Л.Пчелинская Техред И. Гайду Корректор Ю,Макаренко Заказ 4584/34 Тираж 440 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,1. Способ получения очищенных фосфатов аммония, включающий обесфторивание экстракционной фосфорной .кис- у лоты, ее аммонизацию, сушку и грануляцию продукта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью повышения вы хода продукта, упрощения и интенсификации процесса при обработке магний- содержащего фосфатного сырья, а также повышения степени обесфторивания,33 10экстракционную кислоту предварительно упаривают в две стадии, на первойиз которых кислоту упаривают до 40453 РО, смешивают ее с оставшейсячастью исходной кислоты и отделяютнерастворимюе соединения, а передвторой стадией упаривания добавляютнитрат аммония н активную двуокиськремния, аммонизацию ведут непрерывным контактированием аммиака с повер.хностью движущегося слоя фосфорнойкислоты с одновременной сушкой и грануляцией продукта.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на первую стадиюупаривания подают 80-90 исхоДной .Фосфорной кислоты.3. Способ по пп.1 и 2, о т л и- ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения вязкости кислоты при ееобесфториваии, нитрат аммония вводят в кислоту в мольном соотношенииМН, ИО.Мд 0=0,2-1,0, а активную двуокись кремния - в количестве 100-200от стехиометрически необходимого, затем кислоту упаривают до 45-60 РОу.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ВеликобританииИ 1219002, кл. С 1 А, 05.04,68.2. Патент СЮА Ю 3420623кл. 23-106, 07.01.68,