способ получения сложного удобрения

Формула изобретения

Способ получения сложного удобрения, включающий азотно-кислотное вскрытие природного кальцийфосфата с получением азотно-кислотной вытяжки, удаление части кальция из азотно-кислотной вытяжки кристаллизацией нитрата кальция при охлаждении с последующим отделением осадка нитрата кальция от маточного раствора фильтрацией, смешение азотно-кислотной вытяжки с маточным раствором и переработку раствора в удобрение, отличающийся тем, что азотно-кислотную вытяжку разделяют на два потока, один из которых направляют на кристаллизацию нитрата кальция, второй направляют на смешение с маточным раствором, полученным после отделения осадка нитрата кальция, а смешанный раствор направляют на переработку в удобрение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производствах сложных минеральных удобрений методом азотно-кислотной переработки природных фосфатов.

Известен способ получения сложного азотно-фосфорного удобрения с регулируемым соотношением водорастворимой формы фосфатной составляющей (P₂O_{5 водораств}) к усвояемой форме (P₂O_{5 усв}) [Позин М.Е. Технология минеральных солей, т.2, Л.: Химия, 1974, с. 1339-1346]. Известный способ включает азотно-кислотное вскрытие природного кальцийфосфата с получением азотно-кислотной вытяжки, удаление части кальция из азотно-кислотной вытяжки путем кристаллизации нитрата кальция при охлаждении с последующим отделением осадка нитрата кальция от маточного раствора фильтрацией или центрифугированием, переработку маточного раствора в удобрение известными приемами. При этом на кристаллизацию направляют всю азотно-кислотную вытяжку, а долю P₂O_{5 водораств} от общего количества P₂O_{5 усв} регулируют факторами, влияющими на степень выделения кальция в процессе кристаллизации нитрата кальция. Недостаток известного способа состоит в том, что при снижении степени выделения кальция с целью получения удобрения с уменьшенной долей P₂O_{5 водораств} от P₂O_{5 усв} заметно ухудшается фильтруемость осадка нитрата кальция, т.к. в этом случае в получаемом осадке возрастает массовое содержание нерастворимого остатка от фосфатного сырья.

Известен способ получения сложного удобрения [а.с. N 639840, кл. C 05 B 11/06, публ. 13.12.78] путем азотно-кислотного разложения фосфатного сырья с вымораживанием нитрата кальция из азотно-кислотной вытяжки, отделением нитрата кальция фильтрацией и последующей переработки полученного маточного раствора в удобрение, причем часть маточного раствора (70-80%) подвергают переохлаждению до минус 25 - минус 40^oC с помощью жидкого аммиака, а затем смешивают с азотно-кислотной вытяжкой, направляемой на вымораживание нитрата кальция. При этом достигается высокая степень удаления кальция: на 100 г переработанного апатита приходится 197 г удаляемого нитрата кальция. Этот способ наиболее близок к предлагаемому по совокупности существенных признаков.

Известный способ позволяет получить удобрение с низким содержанием кальция, благодаря чему P₂O₅ находится в основном в водорастворимой форме. Однако такие удобрения недостаточно эффективны для кислых почв, поскольку фосфор быстро вымывается почвенной влагой. Для указанных почв более эффективны удобрения со сниженной долей P₂O_{5 водораств} по отношению к общему количеству P₂O_{5 усв}. Известный способ не предусматривает получения таких удобрений.

Технической задачей настоящего изобретения является возможность получения удобрения с уменьшенной долей P₂O_{5 водораств} от общего количества P₂O_{5 усв} без ухудшения фильтрации на стадии выделения нитрата кальция.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения сложного удобрения, включающем азотно-кислотное вскрытие природного кальцийфосфата с получением азотно-кислотной вытяжки, удаление части кальция из азотно-кислотной вытяжки путем кристаллизации нитрата кальция при охлаждении с последующим отделением осадка нитрата кальция от маточного раствора фильтрацией, смешение азотно-кислотной вытяжки с маточным раствором и переработку раствора в удобрение, азотно-кислотную вытяжку разделяют на два потока, один из которых направляют на кристаллизацию нитрата кальция, второй поток направляют на смешение с маточным раствором, полученным после отделения нитрат кальция, а смешанный раствор направляют на переработку в удобрение.

Способ проверен в промышленном производстве.

Пример 1. Азотно-кислотную вытяжку, полученную азотнкислотным вскрытием апатитового концентрата в действующем производстве, взятую в количестве 99 т/ч и содержащую, % (здесь и далее проценты массовые): P₂O₅ 10,6; Ca 9,5; HNO₃ 6,7, делят на два потока. Один поток при расходе 79,5 т/ч направляют на узел кристаллизации нитрата кальция, где при охлаждении до температуры минус 5^oC выделяют осадок нитрата кальция. Степень кристаллизации нитрата кальция составляет 75% относительно содержания кальция в апатите. Удельная производительность фильтрования осадка нитрата кальция по исходной суспензии составляет 2,0 т/м²ч. Количество влажных кристаллов нитрата кальция, отделенных фильтрацией, 27 т/ч. Выход азотно-фосфорнокислого маточного раствора (фильтрата) 52,5 т/ч, раствор содержит, %: P₂O₅ 16,3; Ca 3,8. Полученный маточный раствор (52,5 т/ч) объединяют со вторым потоком азотно-кислотной вытяжки при расходе этого потока 19,5 т/ч. В результате смешения растворов результирующая степень выделения кальция составляет 61,5% отн. Объединенный раствор в количестве 72 т/ч направляют на переработку в удобрение с применением аммонизации, сушки и грануляции. Полученное удобрение содержит, %: азот 21, P₂O_{5 усв} 20,9, в т.ч. P₂O_{5 водораств} 10,8; CaO 11,1.

Пример 2 (контрольный). Для сравнения проведен опыт без разделения потоков, в котором степень выделения кальция регулировали путем изменения температуры кристаллизации нитрата кальция. Азотно-кислотную вытяжку, полученную азотно-кислотным вскрытием апатитового концентрата, взятую в количестве 100 т/ч и содержащую, %: P₂O₅ 10,7; Ca 9,1; HNO₃ 6,3, направляют на узел кристаллизации нитрата кальция, где при охлаждении до температуры плюс 5^oC выделяют осадок нитрата кальция. Степень кристаллизации нитрата кальция 60% относительно содержания кальция в апатите. Удельная производительность фильтрования осадка нитрата кальция по исходной суспензии 1,1 т/м²ч. Количество влажных кристаллов нитрата кальция 26,9 т/ч. Выход маточного раствора 73,1 т/ч, раствор содержит, %: P₂O₅ 14,4; Ca 5,4. Раствор направляют на узел аммонизации. Нейтрализованную аммиаком суспензию упаривают, сушат и гранулируют. Полученное удобрение содержит, %: азот 21,2; P₂O_{5 усв} 21,0, в т.ч. P₂O_{5 водораств} 10,5; CaO - 10,9.

Приведенные примеры показывают, что предлагаемый способ позволяет получить сложное удобрение с уменьшенной долей P₂O_{5 водораств} (на уровне 50% отн. ) при хорошей скорости фильтрации осадка нитрата кальция (2 т/м²ч против 1,1 т/м²ч в случае регулирования процесса кристаллизации температурным фактором). Способ выгодно отличается от прототипа отсутствием затрат жидкого аммиака на переохлаждение маточного раствора, сниженной нагрузкой на кристаллизаторы и фильтры.