Opublikowano: 20.V.1967 53460 ¦KI 16, 6 /IGct AA l&b MKP A-W-a £r&6Wj UDK Wspóltwórcy wynalazku: Witold Mazgaj, Maciej Sarnowski, Jerzy Dan- kiewicz, Kazimierz Baran, Zbigniew Malczew¬ ski, Tadeusz Romotowski Wlasciciel patentu: Instytut Nawozów Sztucznych, Tarnów (Polska) Sposób wytwarzania nawozu kompleksowego o wysokiej rozpuszczalnosci P2O5 w wodzie Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia ureafoski, nawozu kompleksowego o wysokiej rozpuszczalnosci P205 w wodzie, przez rozklad fo¬ sforytów kwasem azotowym, kompleksowanie o- trzymanej pulpy mocznikiem oraz wprowadzenie 5 do otrzymanej mieszaniny soli potasowej.Znane przemyslowe metody otrzymywania na¬ wozów kompleksowych droga rozkladu fosforytów lub apatytów kwasem azotowym posiadaja pod¬ stawowa wade, polegajaca na zbyt malej zawar- 10 tosci P205 rozpuszczalnego w wodzie w produkcie koncowym, co wynika z za duzego stosunku CaO: P2^5 w roztworze pokonwersyjnym. Dla zmniejszenia tego stosunku uzywa sie w tych me¬ todach dodatkowych reagentów, jak np.: H3P04, 15 fosforanów, (NH4)2S04, H2S04, C02 i NH3 (czesto z MgS04), wzglednie usuwa sie czesc wapnia dro¬ ga „wymrazania" Ca(N03)2.Wymienione sposoby prowadza do zwiazania pewnej ilosci wapnia na CaS04 lub CaC03. 20 W sklad produktu koncowego wchodza zwykle: NH4N03, CaS04, CaHP04, CaC03 itd. Otrzyma¬ ne tymi metodami nawozy zlozone zawieraja P205 rozpuszczalne w wodzie w ilosci nie przekraczaja¬ cej50%. 25 W znanych metodach do rozkladu surowców fosforowych stosuje sie nadmiar stezonego kwasu azotowego, tak ze fosfor zawarty w surowcu zo¬ staje calkowicie przeprowadzony w kwas fosforo¬ wy. Rozklad fosforytu (np. typu Maroko) do kwa- 30 su fosforowego akcji: przebiega wówczas wedlug re- Ca,F(P04)3CO: 3 + I2HNO3 6Ca(N03)2 3H3P04 + f HF + H20 + C00 (1) P205 w surowcu po- Wynika stad, ze na 1 mol trzeba 8 moli HN03. Uzyskana w wyniku powyz- , szej reakcji mieszanine kompleksuje sie nastep¬ nie mocznikiem, przy czym ilosc mocznika dobie¬ ra sie tak, azeby na 1 mol P205 zawartego w su¬ rowcu przypadalo 12 moli mocznika. Otrzymany produkt zawiera zwiazek kompleksowy Ca(N03)2 • • 4CO(NH2)2.W sposobie wedlug wynalazku rozklad fosfory¬ tu stezonym kwasem azotowym prowadzi sie mniejsza iloscia HN03 w stosunku do P205 za¬ wartego w surowcu, tak azeby fosfor obecny w surowcu przeprowadzic w Ca(H2P04)2, po czym do otrzymanej mieszaniny wprowadza sie mocz¬ nik.Wedlug wynalazku' fosforyt roztwarza sie taka iloscia 53—56% kwasu azotowego, azeby na 1 mol ^?05 zawartego w surowcu przypadalo 6 moli HNÓ3. Do otrzymanej mieszaniny poreakcyjnej zwanej dalej pulpa wprowadza sie nastepnie mocz¬ nik, najkorzystniej krystaliczny, w ilosci 6 moli mocznika na 1,5 mola P205 zawartego w surowcu wyjsciowym. W wyniku takiego postepowania otrzymuje sie zwiazki kompleksowe: Ca(NOs)2 • CO(NH2)2 oraz HN03 • CO(NH2)2. - 53 46053 460 Reakcje roztwarzania fosforytu, jak tez kom- pleksowania pulpy przedstawione sa równaniami 2 i 3.Ca6F(P04)3C03 + 9HN03 = l,5Ca(H2P04)2 + ~f- 4,5Ca(N03)2 + HF + H20 + C02 l,5Ca(H2P04)2 + 4,5Ca(N03)2 z± 3CaHP04 + 3Ca(N03), + 3HNOo ' CO(NH2)2 + 6CO(NH2)2 3/2 CO(NH2)2 + (2) (3) W miejsce krystalicznego mocznika mozna sto¬ sowac do kompleksowania pulpy mocznik w roz¬ tworze wodnym, jednakze wówczas nalezy odpo¬ wiednio podniesc stezenie kwasu azotowego, i tak np. dla 80°/o roztworu mocznika stezenie kwasu winno wynosic 60°/o.Reakcja (3) przebiega w prawo na skutek usu¬ wania wody ze srodowiska podczas suszenia pro¬ duktu. W glebie w miare nawilgacania, fosforan drugorzedowy ulega przejsciu na pierwszorzedowy - - reakcja (3) przebiega wiec w lewo. Do miesza¬ niny poreakcyjnej uzyskanej w wyniku komplek¬ sowania mocznikiem wprowadza sie nastepnie sól potasowa, po czym calosc, granuluje sie i suszy wedlug znanych powszechnie sposobów. Jako sól potasowa mozna wprowadzic np. KO, K2S04, gla- zeryt (3 K2S04 • Na2S04).W wyniku takiego postepowania uzyskuje sie produkt o 90% rozpuszczalnosci P205 w wodzie.W celu zwiekszenia stosunku P205: N w goto¬ wym produkcie mozna wprowadzac do niego do¬ datkowo zwiazki fosforu.Sposób wedlug wynalazku wykazuje te zalety w porównaniu z dotychczasowymi, ze przy niz¬ szym zuzyciu zarówno kwasu azotowego, jak i mocznika, pozwala na uzyskanie bardziej warto¬ sciowego nawozu.Przyklad. Do reaktora zaopatrzonego w mie¬ szadlo i plaszcz grzejny wprowadza sie równolegle fosforyt Maroko w ilosci 0,281 t i kwas azotowy 55% HN03 w ilosci 0,453 t, przy czym temperature 5 rozkladu utrzymuje sie na poziomie 60—80°C.Rozklad ten prowadzi sie w reaktorach ustawio¬ nych kaskadowo. Nastepnie do pulpy odprowa¬ dzonej do mieszalnika lopatkowego dodaje sie kry¬ staliczny mocznik w ilosci 0,184 t w celu skom- 10 pleksowania pulpy, a nastepnie wprowadza sie KC1 w ilosci 0,280 t. Dalej mase poreakcyjna gra¬ nuluje sie, suszy i klasyfikuje. 15 PLPublished: 20.V.1967 53 460 ¦KI 16, 6 / IGct AA l & b MKP AWa £ r & 6Wj UDK Inventors of the invention: Witold Mazgaj, Maciej Sarnowski, Jerzy Dan- kiewicz, Kazimierz Baran, Zbigniew Malczewski, Tadeusz Romotowski Patent owner: Institute Fertilizers, Tarnów (Poland) Method for the production of complex fertilizer with high solubility of P2O5 in water. introducing 5 to the obtained mixture of potassium salt. The known industrial methods of obtaining complex fertilizers by the decomposition of phosphorites or apatites with nitric acid have the basic disadvantage of too low content of water-soluble P205 in the final product, which results from too much the ratio of CaO: P2 ^ 5 in the post-conversion solution. In order to reduce this ratio, additional reagents are used in these methods, such as, for example, H3PO4, phosphates, (NH4) 2SO4, H2SO4, CO2 and NH3 (often with MgSO4), or some calcium is removed from the freezing point. Ca (NO3) 2.The mentioned methods lead to the binding of a certain amount of calcium to CaSO4 or CaCO3.20 The final product usually consists of: NH4NO3, CaSO4, CaHPO4, CaCO3, etc. The composite fertilizers obtained by these methods contain P205 soluble in water in an amount not exceeding 50% 25 In known methods, an excess of concentrated nitric acid is used to decompose phosphorus raw materials, so that the phosphorus contained in the raw material is completely converted to phosphoric acid. Decomposition of phosphate rock (eg Morocco type) to acid 30 action of phosphorus: it is then according to re- Ca, F (P04) 3CO: 3 + I2HNO3 6Ca (NO03) 2 3H3P04 + f HF + H20 + C00 (1) P205 in the raw material, it follows that for 1 mole you need 8 moles of HNO3. The mixture obtained as a result of the above reaction is complexed then with urea the amount of urea is chosen so that there are 12 moles of urea per 1 mole of P 2 O 5 contained in the raw material. The obtained product contains the complex compound Ca (NO3) 2 · • 4CO (NH2) 2. In the method according to the invention, the decomposition of phosphorus with concentrated nitric acid is carried out with a lower amount of HNO3 compared to the P205 contained in the raw material, so that the phosphorus present in the raw material is to convert it into Ca (H 2 PO 4) 2, then urea is introduced into the mixture obtained. According to the invention, phosphorus is dissolved in such an amount of 53-56% of nitric acid that there is 6 moles of HNO 3 per 1 mole of the raw material. Urea, most preferably crystalline, is then introduced into the resulting reaction mixture, known as pulp, in an amount of 6 moles of urea per 1.5 moles of P2O5 contained in the starting material. As a result of this procedure, the following compounds are obtained: Ca (NOs) 2 • CO (NH2) 2 and HN03 • CO (NH2) 2. - 53 46 053 460 Reactions of digestion of phosphate rock, as well as pulp complexation are presented by equations 2 and 3. Ca6F (P04) 3CO3 + 9HNO3 = 1.5Ca (H2P04) 2 + ~ f- 4.5Ca (NO3) 2 + HF + H20 + CO2 1.5Ca (H2PO4) 2 + 4.5Ca (NO3) 2 with ± 3CaHP04 + 3Ca (NO3), + 3HNOo 'CO (NH2) 2 + 6CO (NH2) 2 3/2 CO (NH2) 2 + (2) (3) In place of crystalline urea, urea can be used to complex the pulp in an aqueous solution, but then the concentration of nitric acid should be appropriately increased, and so, for example, for an 80% urea solution, the acid concentration should be 60%. The reaction (3) is right due to the removal of water from the environment during the drying of the product. In the soil, as it is moistened, the secondary phosphate changes to the primary - - reaction (3) goes to the left. The potassium salt is then introduced into the post-reaction mixture obtained from urea complexation, and the whole is then granulated and dried according to commonly known methods. As the potassium salt, for example, KO, K2SO4, glycerite (3 K2SO4 • Na2SO4) can be introduced. As a result of this procedure, a product with 90% solubility of P205 in water is obtained. In order to increase the P205: N ratio in the finished product, it is possible to add The method according to the invention has these advantages over the prior art in that, with a lower consumption of both nitric acid and urea, it allows obtaining a more valuable fertilizer. Moroccan phosphate in the amount of 0.281 t and nitric acid 55% HNO3 in the amount of 0.453 t are introduced in parallel to the reactor equipped with a stirrer and a heating jacket, while the decomposition temperature is maintained at 60-80 ° C. This composition is carried out in reactors arranged in a cascade. Crystalline urea in an amount of 0.184 tons is then added to the pulp discharged into the paddle mixer to compact the pulp, and then KCl is introduced in an amount of 0.280 tons. The reaction mass is then granulated, dried and classified. 15 PL