способ получения сложного удобрения

Формула изобретения

1. Способ получения сложного удобрения, включающий разложение фосфатного сырья с использованием азотной кислоты, аммонизацию фосфорсодержащего раствора, смешение аммонизированной суспензии с хлоридом калия, грануляцию и сушку целевого продукта греющими газами в барабанном грануляторе-сушилке, отличающийся тем, что аммонизированную суспензию перед смешением с хлоридом калия упаривают до влажности 9,1-11 мас.%, влажность смеси упаренной аммонизированной суспензии с хлоридом калия, направляемой в барабанный гранулятор-сушилку, поддерживают в пределах 7-13 мас.%, а температуру греющих газов на входе в барабанный гранулятор-сушилку поддерживают не выше 185^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру газов на входе в барабанный гранулятор-сушилку поддерживают в пределах 160-180^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения сложных удобрений и может быть использовано в производстве тройных удобрений типа нитроаммофоски с применением в качестве калиевой составляющей хлорида калия.

Известен способ получения сложного удобрения, включающий азотно-кислотное разложение фосфатного сырья, аммонизацию кислого фосфорсодержащего раствора, выпарку до остаточной влажности 10-20 мас.%, смешение аммонизированной суспензии с сульфатом калия, грануляцию и сушку целевого продукта [патент РФ 2141462, кл. С 05 В 11/06, 7/00, 1999].

Недостатком указанного способа является использование в качестве калиевой составляющей дефицитного реагента - сульфата калия, что затрудняет широкое применение способа в промышленности.

Известен также способ получения сложного удобрения типа нитрофоски, наиболее близкий к предлагаемому по совокупности существенных признаков [Позин М.Е. Технология минеральных солей, ч.2. Л., изд-во "Химия", 1974, с. 1325-1329] . Известный способ включает разложение фосфатного сырья с использованием азотной кислоты, аммонизацию фосфорсодержащего раствора, смешение аммонизированной суспензии с хлоридом калия, грануляцию и сушку целевого продукта греющими газами в барабанном грануляторе-сушилке (БГС, сферодайзер). Содержание воды в подаваемой на грануляцию смеси 15-20%, что соответствует 18-24%-ному содержанию воды в аммонизированной суспензии, подаваемой на смешение с хлоридом калия. Температуру греющих газов на входе в БГС поддерживают в пределах 220-250^oС.

Известный способ предусматривает использование в качестве калиевой составляющей доступного реагента - хлорида калия, тем самым устраняет недостаток предыдущего способа. Однако и этот известный способ имеет существенный недостаток, который состоит в потенциальной опасности процесса грануляции и сушки. Сложные удобрения, содержащие в своем составе аммоний, нитраты и хлориды, склонны к самораспространяющемуся разложению с образованием газообразных токсичных веществ (оксиды азота, хлор, хлористый водород), что создает опасность реализации такого процесса в аппаратах БГС с выбросом значительного количества токсичных веществ в окружающую среду. Из опыта работы производств по получению нитрофоски известно, что разложению подвергается сначала продукт, налипший на стенках аппарата и пребывающий долгое время при высокой температуре. Вероятность начала процесса разложения возрастает с увеличением температуры и времени пребывания продукта при высокой температуре. Опасной является температура удобрения 190^oС и выше. Поддержание температуры греющих газов на входе БГС в пределах 220-250^oС, предусмотренных известным способом, не исключает нагрева хотя бы незначительной части налипшего продукта в БГС до температуры, при которой начинается самораспространяющееся разложение удобрения. Снижение температуры греющих газов на входе БГС в рамках известного способа приведет к резкому снижению производительности аппарата.

Техническая задача настоящего изобретения состоит в повышении безопасности процесса грануляции и сушки удобрения без снижения производительности БГС.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения сложного удобрения, включающем разложение фосфатного сырья с использованием азотной кислоты, аммонизацию фосфорсодержащего раствора, смешение аммонизированной суспензии с хлоридом калия, грануляцию и сушку целевого продукта греющими газами в барабанном грануляторе-сушилке, согласно изобретению аммонизированную суспензию перед смешением с хлоридом калия упаривают до влажности 9,1-11 мас. %, влажность смеси упаренной аммонизированной суспензии с хлоридом калия, направляемой в барабанный гранулятор-сушилку, подлерживают в пределах 7-13 мас.%, а температуру греющих газов на входе в барабанный гранулятор-сушилку поддерживают не выше 185^oC, предпочтительно в пределах 160180^oC.

Нижний предел по содержанию воды в аммонизированной суспензии (9,1%), подаваемой на смешение с хлоридом калия, определяется условиями работы выпарных аппаратов: при более глубокой упарке возрастает вязкость среды, что негативно отражается на работе оборудования. При содержании воды в упаренной суспензии свыше 11% затрудняется поддержание оптимальной влажности смеси, подаваемой в барабанный гранулятор-сушилку, что в конечном итоге отражается на его производительности.

Подача греющих газов в барабанный гранулятор-сушилку с температурой не выше 185^oС исключает возможность перегрева продукта в барабане и тем самым исключает вероятность самораспространяющегося разложения.

Оптимальное содержание воды в смеси аммонизированной суспензии с хлоридом калия, подаваемой в БГС, составляет 7-13%. Нижний предел указанного интервала определяется физико-механическими свойствами смеси: при снижении влажности смеси повышается ее вязкость, что ухудшает процесс грануляции; при содержании воды в смеси свыше 13% для обеспечения требуемой производительности БГС необходимо повышение температуры греющих газов, что снижает безопасность процесса грануляции и сушки.

Совокупность заявленных отличительных признаков обеспечивает положительный технический результат изобретения - безопасное получение сложного удобрения типа нитроаммофоски без уменьшения производительности барабанного гранулятора-сушилки.

Пример.

Апатитовый концентрат разлагают азотной кислотой с получением азотно-кислотной вытяжки, состоящей из смеси фосфорной и избыточной азотной кислот, нитрата кальция и нерастворимого остатка от апатита. Азотно-кислотную вытяжку охлаждают и выделяют часть нитрата кальция кристаллизацией. Осадок тетрагидрата нитрата кальция отделяют фильтрованием и конвертируют в раствор нитрата аммония и карбонат кальция. Полученный фильтрат - азотно-фосфорный раствор (АФР) - смешивают с раствором нитрата аммония для уравновешивания соотношения N: Р₂О₅ и подают на аммонизацию (нейтрализацию) в трехкорпусной противоточной батарее с доупариванием, где аммонизированную суспензию выпаривают до остаточной влажности 9,1-11 мас.%. Упаренную суспензию смешивают с твердым хлоридом калия и разбавленными технологическими суспензиями, образующимися в производстве при очистке газов от пыли удобрений, промывке оборудования и т.п. Расход хлорида калия поддерживают для обеспечения в целевом продукте заданного соотношения Р₂О₅: К₂О (1:1, 1:0,75 или 1:0,5). Расход разбавленных суспензий устанавливают исходя из получения смеси с содержанием воды в ней в пределах 7-13 мас.%. Температуру смеси поддерживают в пределах 130-140^oС. Смесь подают на грануляцию и сушку в барабанный гранулятор-сушилку. Сушку гранул осуществляют за счет подачи в БГС греющих газов с температурой 160-185^oС. Содержание влаги в гранулах на выходе из БГС составляет 0,5 мас.%.

После охлаждения и рассева гранул получают целевой продукт - сложное удобрение нитроаммофоску, содержащее основные питательные компоненты в заданном соотношении. При получении удобрения 1:1:1 содержание питательных веществ N:Р₂O₅:К₂О составляет по 16 мас.% каждого.