JPS5978924A

JPS5978924A - 硫安の製造法

Info

Publication number: JPS5978924A
Application number: JP18914182A
Authority: JP
Inventors: Taizo Nakamura; 泰三中村; Kenji Yamashita; 健次山下
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1984-05-08
Anticipated expiration: 2002-10-29
Also published as: JPH0229610B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、硫安の製造法に係り、特にコークス炉ガス
（二値酸含有液を接触させた後生成したスラリーの母液
を振切って得られた硫安粉末から肥料用として最適な粒
度を有する硫安を製造する方法に関する。

肥料用として使用される硫安は、施肥の際に均一【二散
布することができ、風による飛散が少く、また、葉や茎
への付着がないこと等が要求されるほか、リン酸肥料や
カリ肥料と混合して施肥される場合には均一に混合する
ためＣ＝ニリン肥料やカリ肥料の粒度と略同じ粒度に揃
える必要があり、このため６〜１８メツシュ程度の粒度
分布であることが望ましい。

しかしながら、コークス炉ガス中に含有されているアン
モニアを原料にして硫安を製造した場合、大きい結晶の
硫安を得ることは困難であった。そこで、この問題を解
決するための多くの方法が検討され、例えば、第二鉄イ
オンの影響を除くためにピリジン回収母液の処理量を多
くしたり、アンモニア飽和器とは別に結晶槽を設けて滞
留時間を長くしたり、さらに遊離酸濃度とスラリー濃度
とを所定の範囲内に制御したりすることが提案されてい
る。しかし、この方法においても、１８メツシユ篩上の
歩留はＩＯ重量％程度にすぎず、工業的見地からして粒
度の大きい製品歩留の向上を図ることが重要な課題にな
っていた。

本発明者等は、かかる観点に鑑み、粒度が太きくして外
観が良好であり、しかも歩留がよい硫安の製造法につい
て鋭意研究を重ねた結果、コークス炉ガスに硫酸含有液
を接触させた後生成したスラリーの母液を振切って粗硫
安粉末を得、この粗硫安粉末を水に再溶解してｐＨ４〜
７に調整し、得られた硫安溶液を結晶缶に装入して攪拌
下に濃縮することにより硫安結晶を析出せしめ、結晶缶
の下部からは所定粒度以上の硫安結晶を主体とする下部
スラリーを抜き出すと共に結晶缶の上部からは所定粒度
以下の硫安結晶を主体とする上部スラリーを抜き出し、
下部スラリーについてはその母液を振切って硫安結晶を
取出すと共に上記母液を結晶缶に戻し、また、上部スラ
リーについては加熱及び上記硫安溶液を混合することに
より微細結晶の少くとも一部を再溶解して結晶缶に循環
させ、かつ、上記硫安溶液及び上記下部スラリーの母液
のいずれか一方又は双方を脱色処理することにより結晶
缶内で析出する硫安結晶の粒度の向上と着色防止とが達
成できることを見い出し、本発明に到達したものである
。

本発明において、粗硫安粉末の製造は従来公知の方法、
例えば、アンモニアを含有するコークス炉ガスをアンモ
ニア飽和器に導入し、このアンモニア飽和器内でコーク
ス炉ガスを硫酸水溶液等の硫酸含有液に接触させてコー
クス炉ガス中のアンモニアを硫安として捕集し、次いで
生成したスラリーを遠心分離機等にかけてその母液を振
切ること（二より得られる。また、このアンモニア飽和
器内には硫安を含有するピリジン母液、脱安母液１、脱
硫母液等をも装入することもある。このアンモニア飽和
器での遊離酸濃度は硫酸に換算して通常２〜８重量％で
、スラリー濃度は通常８０〜５０重量％である。また、
飽和器の他に結晶槽を付設する、二ともできる。飽和器
又は結晶槽から抜き出されたスラリーの母液を振切って
得られた粗硫安粉末は、一般にその粒度が小さく、通常
その８５〜９５重量％が２０〜１００メツシュ程度であ
り、また、この粗硫安粉末を水に溶解して得られた硫安
濃度４０重量％の硫安溶液は、ｐＨ２〜３程度である。

このようにして得られた粗硫安粉末は、溶解槽内に導入
され、水で再溶解してｐＨ４〜７、好ましくはｐＨ６〜
７に調整される。ｐＨが４より低いと硫安結晶の成長が
不充分であって製品歩留が低下し、また、ｐＨが７より
高くなるとアンモニアが遊離したり着色が起って製品の
品質を低下させる原因になる。

粗硫安粉末を溶解するための溶解水は、後述する結晶缶
のスチームエジェクターからのドレンやこの結晶缶から
出た蒸発水、あるいはｐＨ調整に使用される安水等を使
用することが有利である、。

また、粗硫安粉末を溶解するときの条件は、特に限定さ
れるものではないが、好ましくは攪拌下にできるだけ高
温で行うのがよく、通常４０℃以上、好ましくは５０℃
以上で行う。従って、上記各溶解水は、保温等の処置を
することにより温度低下の少い状態で溶解槽に導入する
のが好ましい。

この溶解槽で得られる硫安溶液は、その移送工程で結晶
が析出しないように不飽和溶液である必要があり、硫安
濃度については通常３５〜４５重量％、好ましくは３８
〜４２重量％である。硫安濃度が３５重量％より低いと
結晶缶での負荷が大きくなりすぎ、また、４５重量％よ
り高くなると移送工程で温度低下が生じた場合等に結晶
が析出する虞れがある。また、この硫安溶液の鉄イオン
濃度は、通常１１００ｐｐ以下、好ましくはｌｏｐｐｍ
以下にする。

次に、硫安溶液は、結晶缶に装入して攪拌下に濃縮し、
硫安結晶を析出させる。この結晶缶としては、連続式混
合晶析型のものが使用され、特に、結晶缶内にドラフト
、チューブ、攪拌翼等を内蔵し、チューブで仕切られた
攪拌域と静置域とを有し、この静置域で析出した結晶を
所定の粒度で沈降分離し、結晶缶の下部からは所定粒度
以上の結晶を主体とする下部スラリーを抜き出すと共（
二、結晶缶の上部からは所定粒度以下の結晶な主体とす
る上部スラリーを抜き出してこれを再び結晶缶内に循環
させるタイプのものが好ましい。

この結晶缶は、スラリーの缶内滞留時間３〜１０時間好
ましくは５〜８時間、缶内スラリー濃度２５〜５０重量
係好ましくは３５〜４５重量％、缶内温度５０゜Ｃ以上
の条件で減圧下に運転される。また、結晶缶の上部から
抜き出された上部スラリーは再び結晶山内に循環するが
、この上部スラリーの循環量は硫安溶液のツイード量Ｃ
二対して通常７〜２５倍、好ましくは１０〜２０倍であ
る。

結晶缶（二循環される上部スラリーは、その循環ライン
に設けられた加熱器で加熱され、そして不飽和溶液とし
て供給されるフィードの硫安溶液を混合され、微細結晶
の少くとも一部好ましくは全部若しくはその大部分が溶
解した状態で結晶缶内に装入される。また、結晶缶内の
温度は下部スラリーの循環ラインに設けられた加熱器か
らの熱により維持され、この結晶缶内の減圧は、例えば
スチームエジェクター等により行なわれる。

また、この結晶缶には、その中間位置にスラリー抜出口
を設けると共に、硫安溶液のフィードラインに結晶溶解
槽を設置し、結晶缶から抜き出される下部スラリー中の
硫安結晶の粒度が所望の粒度以下になった際に上記スラ
リー抜出口から所定粒度以下の硫安結晶を主体とする中
間部スラリーを抜き出し、結晶溶解槽に装入してフィー
ドの硫安溶液で再溶解することが望ましい。

上記結晶缶の下部から抜き出さ５れ、所定粒夏場れた硫
安結晶は乾燥機で乾燥されてから所定の粒度分布を持つ
種々の製品（二篩分けされる。また、この母液は結晶缶
に戻される。この母液を結晶缶に戻す方法としては、好
ましくは上部スラリーの循環ラインに装入し、この上部
スラリーと共に加熱器で加熱してからフィードの不飽和
硫安溶液に混合して結晶缶に装入する。

上記溶解槽から供給される硫安溶液のフィードライン及
び／又は上記下部スラリーの母液を結晶缶に戻すフィー
ドバックラインには脱色槽を讃け、溶解槽で硫安溶液の
ｐＨ調整を行った際に沈降した鉄分等を連続的又は間欠
的に取り除く。この除去効果はｐＨ４以上好ましくは５
〜７のときに優れている。脱９色槽は沈降した鉄分等を
沢過又は吸着（二より分離除去できるものであれば如何
なるタイプのものであってもよいが、沢過と同時に吸着
も行う活性炭使用の脱色槽が好ましい。この脱色槽の使
用により、結晶缶内の鉄イオン濃度を通常５０ｐｐｍ以
下に維持する。

次Ｃ二、本発明の実施の一例を示すフローシートに基づ
いて本発明を具体的に説明する。

コークス炉ガスは、ライ′ン（１）よりアンモニア飽和
器（２）内に入り、ライン（３）から入る硫酸含有液と
接触してアンモニアが捕集され、ライン（４）から排出
される。アンモニア飽和器（２）内で生成した硫安はス
ラリーとなってライン（５）から抜き出され、遠心分離
機（６）で固液分離されて粗硫安粉末となる。

この粗硫安粉末は、ライン（７）から溶解槽（８）内に
装入され、ライン（９）及びα１から装入される溶解水
によって再溶解され、また、ライン０１から装入される
安水によってｐＨ４〜７に調整される。

溶解槽（８）でｌ）ＨＨ整された硫安溶液は、そのフィ
ードラインα埠に設けられた脱色槽α１を連続的又は間
欠的に通過し、また、このフィードラインαつに設けら
れた結晶溶解槽αゆを通過して結晶缶α→に装入される
。

この結晶缶内には、その上部に所定粒度以下の硫安結晶
を主体とする上部スラリーを抜き出し、゛この上部スラ
リーを硫安溶液のフィードラインαつに混合して再び結
晶缶αうに循環させるための循環ライン０・が設けられ
ており、この循環ラインαＱに設けられた熱交換型の加
熱器αηにより上部スラリーを加熱し所要熱量の実質的
全部を供給できるようになっている。また、結晶缶（６
）の下部には、所定粒度以上の硫安結晶を主体とする下
部スラ９−を抜き出すための結晶抜出ライン０鴎が設け
られており、この結酩抜出ライン０印から抜き出σれた
下部スラリーが遠心分離機ｕ９で固液分離され、ライン
（ホ）から硫安結晶を取出すと共にこの下部スラリーの
母液はライン０υからＰ液槽Ｑに集められるようになっ
ている。

」二記′ｌ”液槽四に集められた下部スラリーの母液は
、この１戸液槽Ｑ→から抜き出され、フィードバックラ
イン翰を経て加熱器αりに入る循環ラインαＱ（二装人
てれ、この循環ラインαＱを流れる下部スラリーと共に
再度結晶缶（１９に戻されるようになっている。

また、結晶缶ｑ９には、その中間部分に下部スラリー中
の硫安結晶の粒度が所望の粒度以下になった際に中間部
スラリーを抜き出すためのライン（ハ）が設けられてお
り、このライン（ハ）から中間部スラリーを抜き出すこ
とにより下部スラリーの硫安結晶を所定粒度以上に整え
ると共（二、この抜き出した中間部スラリーを硫安溶液
のフィードライン０２に設けた結晶溶解槽αゆに装入し
、結晶を溶解して再び結晶缶αりに装入するようになっ
ている。

図中、符号（ハ）は結晶缶αＱ内を減圧Ｃ二してこの結
晶缶α９内（＝装入される硫安溶液を濃縮するためのス
チームエジェクターであり、ライン（ハ）からスチーム
が導入され、ライン（イ）からその凝縮水が出る。

また、結晶缶αυ内で蒸発した水蒸気は、ライン（ハ）
から外部に抜き出され、凝縮器（ハ）で凝縮されて未凝
縮蒸気がスチームエジェクター（ハ）内（二導入され、
また、凝縮液はライン（社）の凝縮水と合流されるよう
になっている。このライン（ハ）に集められた凝縮水は
、図示外のラインを経てラインαＱに導かれ、溶解槽（
８）内（二装入されて粗硫安粉末を溶解するために使用
される。さらに、ライン（ト）は加熱器αりにスチーム
を導入するためのラインであり、この加熱器（１７）で
循環ラインαＱを流れる上部スラリーと熱交換して凝縮
した凝縮水はライン（９）から溶解槽（８）に装入され
、粗硫安粉末を溶解するために使用きれる。

このフローンート（二おいては、結晶缶α→が１基だけ
描かれているが、硫安結晶のフィードライン０望を２本
以上設けたりあるいは枝分れさせ、２基あるいはそれ以
上の結晶缶を並設することが有利であり、この場合に各
結晶缶の缶内温度に温度差を設け、高温側の結晶缶から
抜き出される水蒸気のライン（図中符号（財）（二相光
）を低温側の結晶缶に設けられた循環ラインの加熱器に
導入し、熱源として利用することが望ましい。

また、このフローンートにおいては、脱色槽（１３が硫
安溶液のフィードラインα壜二設けられているが、図中
一点鎖線で示すように、これｃ二枚えであるいはこれと
は別に、下部スラリーの母液を結晶缶（１Ｇに戻すフィ
ードバックライン翰に設け、第二鉄分をン濾過又は吸着
して脱色するようｆ二してもよい。

本発明によれば、粒度の大きい硫安結晶を効率良く製造
できるほか、着色を防止することができ、その製品価値
を向上することができる。

なお、本発明方法（二おいて、硫安溶液中にリンゴ酸、
クエン酸、カプロラクタム、オキシム等の媒晶剤を共存
させ、これら媒晶剤の媒晶効果により硫安結晶をより大
きく成長させることもできる。

また、下部スラリーの母液を振切って得られた硫安結晶
の乾燥工程や篩分は工程で回収される硫安結晶の微粉末
については、これを再度溶解槽に装入して硫安結晶の製
造系Ｃ：戻すこともできる。

以下、本発明方法を実施例（二基づいて説明する。

〔実施例〕

アンモニア飽和器でコークス炉ガスを硫酸含有液と接触
させて得られたスラリーから表′に示す粒度分布の粗硫
安粉末を得た。この粗硫安粉末を溶解槽で再溶解し、安
水でｐＨ調整をして得られたｐＨ６、硫安濃度４１重量
係の硫安溶液を結晶缶（二装入し、結晶の滞留時間５〜
８時間、缶内スラリー濃度３５〜４５重量係、缶内ｐＨ
３〜４．６、缶内温度５５〜５８°Ｃ、スラリー循環量
と硫安溶液フィード量との比１４という条件でこの結晶
缶を運転し、硫安結晶を製造した。得られた硫安結晶の
粒度分

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法の一例を示すフローシートである。

Claims

【特許請求の範囲】

コークス炉ガスに硫酸含有液を接触させた後生成したス
ラリーの母液を振切って粗硫安粉末を得、この粗硫安粉
末を水に再溶解してｐＨ４〜７に調整し、得られた硫安
溶液を結晶缶に装入して攪拌下に濃縮することにより硫
安結晶を析出せし込、結晶缶の下部からは所定粒度以上
の硫安結晶を主体とする下部スラリーを抜き出すと共に
結晶缶の上部からは所定粒度以下の硫安結晶を主体とす
る上部スラリーを抜き出し、下部スラリーについてはそ
の母液を振切って硫安結晶を取出すと共に上記母液を結
晶缶Ｃ二戻し、また、上部スラリー（二ついては加熱及
び上記硫安溶液を混合することにより微細結晶の少くと
も一部を再溶解して結晶缶に循環させ、かつ、上記硫安
溶液及び上記下部スラリーの母液のいずれか一方又は双
方を連続的又は間欠的に脱色処理することを特徴とする
硫安の製造法。