PL72623B1 - - Google Patents

Description

Ciagly sposób wytwarzania sztucznego nawozu azotowo-fosforowego lub azotowo-fosforowo-potasowego Przedmiotem wynalazku jest ciagly sposób wy¬ twarzania nawozu aizotowo-fosforowego lub azoto¬ wo-fosforowo-potasowego przecz rozpuszezenie su¬ rowego fosforytu za pomoca kwasu azotowego lub kwasu azotowego i kiwasu siarkowego, wytracenie rozpuszczonego wapnia w postaci gipsu przez do¬ danie kwasu siarkowego i/lub rozpuszczalnych siar¬ czanów, zwlaszcza siarczanu amonowego lub pota¬ sowego, odsaczenie powstalego gipsu, zobojetnienie i odparowanie lugu macierzystego, a nastepnie gra¬ nulowarnie otrzymanego stalego nawozu sztucznego.Jak wiadoimio, taka sposób wytwarzania nawozów daje tylko wtedy wylniki dolbre z gospodarczego i technologicznego punktu widzenia, gdy surowy fosforyt ulega prawie calkowitemu rozpuszczeniu, a osad gipsiu nie tworzy lepkiej masy, lecz daje sie latwo odsaczac i przemywac tak, ze na jednostke osadu mozna stosowac stosunkowo niewielka po¬ wierzchnie filtrujaca i mala ilojsc wody do przemy¬ wania. Poza tym proces powinien przebiegac spraw¬ nie nawet w przypadku odchylen w ilosci dodawa¬ nych skladników reakcji.Wiadomo, ze osad gipsu o dobrych wlasciwosciach otrzymuje sie wtedy, gdy do fazy stracania gipsu zawraca sie wojlne od gipsu lugi macierzyste lub ewenitual/nie juz utworzony .osad gipsu.Przy wytwarzaniu nawozu azotowo-fosforowego, w którym stosunek N : P205 jest mniejszy niz 1,7 : 1, to znaczy przy rozpuszczaniu surowego fosforytu za pomoca kwasu azotowego zmieszanego z kwa- 10 25 30 2 sem siarkowym, zachodzi niebezpieczenstwo, ze mala czesc fosforytu, na kitórym osadzila sie cienka warstwa gipsu, nie ulegnie rozpuszczeniu, co powo¬ duje, ze tylko okolo 97% zuzytego fosforytu roz¬ puszcza sde.Wynalazek ma na celu z jednej strony polepsze¬ nie stopnia rozpuszczenia sie fosforytu przy wy¬ twarzaniu sposobem ciaglym nawozów azotowo- -fosforowych i azloitowo-fosforoiwo-potasowych, w których stosunek wagowy N : P205 jest mniejszy niz 1,7 :1, a z drugiej strony polepszenie wlasciwo¬ sci stracanego gipsiu tak, ze na 1 m2 powierzchni filtracyjnej mozna w ciagu 1 godzimy przefiltrowac 0,75—1 tony gipsu.Wedlug wynalazku osiaga sie to w ten sposób, ze w pierwszej fazie procesu tyilko czesc surowego fosforytu, a mianowicie 25—<75% wagowych przera¬ bianej ilosci fosforytu, rozpuszcza sie w kwasie azotowym o stezeniu co najmniej 40, a korzystnie 5i0—55% wagowych, przy czym powstaje azoitan wapniowy i kwas fosforowy. Roztwór azotanu wa¬ pniowego i kwasu fosforowego rozciencza sie taka iloscia zawracanych lugów macierzystych, wolnych od gipsu i zawierajacych kwas fosforowy, ze po straceniu gipsu przeznaczona do odsaczania zawie¬ sina zawiera nie wiecej niz 30, a korzystnie 17— —23% wagowych gipsu. Gips wytraca sie przez do¬ danie kwasu siarkowego, przy czym odzyskuje sie kwas azotowy. W drugiej fazie procesu reszte su¬ rowego fosforytu rozpuszcza sie w kwasie azoto- 7262372623 wym uwolnionym przez wytracenie gipsu i w kwa¬ sie fosforowym zawartym w zawracanyim lugu ma¬ cierzystym. Nastepnie wytraca sie ponownie gips pjrzez traktowanie siarczanem amonowymi lub siar¬ czanem potasowym i ewentualnie kiwalem siarko¬ wym, po cizym odsacza sie calkowicie hub czescio¬ wo powstaly gips i czesc otrzymanego lugu macie¬ rzystego wolnego od gipsu zawraca do pierwszej fazy procesu, a reszte przerabia znanymi sposoba¬ mi na staly nawóz sztuczny, np. przez zobotfejtaiia- nie, odparowywanie i granulowanie. Czesc cieczy reakcyjnej zawierajacej gips zawraca sie równiez do pierwszej fazy stracania gipsu, a mianowicie w ilosci co najmniej równej tej ilosci $psu, która powstaje w pierwszej fazie pirocesw.Charakterystyczna cecha sposobu wedlug wyna¬ lazku jest prowadzenie procesu rozpuszczania su¬ rowego fosforytu w dwóch oddlzMnych fazach i stosowanie dwustopniowego stracania gipsu, dzie¬ ki czemu gips powstaje tyflko w wyniku reakcji jomów siarczanowych z juz rozpuszczonym fosfory¬ tem- Na rysunku przedstawiano schematycznie urza¬ dzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazku.Urzadzenie to sklada sie z kiOlku szeregowo pola¬ czonych kadzi 1, 2, 3, 4, 5, 6 z mieszadlami, filtru 8, przewodów 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17 i 18 oraz pomp 7, 9 i 12. Surowy fosforyft doproiwadlza sie do kadzi 1 przewodem 14, a kwas azotowy przewodem 15.W kadzi 1 odbywa sie rozpuszczanie fosforytu, przy czym powsitaje azotan wapmiowy i kwas fosforo¬ wy. Powstala ciecz wplywa pifzez przelew do kadzi 2, do której przewodem 10 doprowadza sie równo¬ czesnie wolny od gipsu roztwór roizcienczajacy, a przewodem 13 doprowadza sie ewedtualnie paste gipsowa. Do kadzi 2 przez przewód 16 dloprowadza sie równiez kwas siarkowy w itakiej ilosci, która wystarcza na przeprowadzenie rozpuszczonego azo¬ tanu wapniowego w gijps i kwas aizoitowy.Powstajaca w kadzi 2 zawiesina gipsu, zawiera¬ jaca wolny kwas azotowy, wplywa przez przelew do kadzi 3, do której przewodem 17 doprowadza sie reszte surowego fosforytu, który ma byc rozpusz¬ czony. Przez kadz 4, spelniajaca role dodatkowego reaktora, przeplywa rozjtwór zawierajacy azoitan wapniowy i wplywa do kadzi 5, w której odbywa sie drugie stracanie gipsu. Stracanie to zachodzi pod wplywem doprowadzanego przewodem 18 roz¬ tworu siarczanu amonowego lub siardzainu potaso¬ wego, a gdy roztwór zawiera fosforan jednowap- niowy, równiez pod wplywem odjpowiiedniej ilosci kwasu siarkowego. To drugie wytracanie gipsu roz¬ poczyna sie w kadzi 5 i konczy w nastepnej ka¬ dzi 6.Z kadzi 6, czesc utworzonej pasty gipsu zawTaca sie przez pompe 12 i przewód 13 do kadzi 2 lub 3, a reszte kieruje sie za pomoca pompy 7 na filtr 8.Ilosc powstajacego w tej fazie gipsu odpowiada ilosci wapnia zawartego w rozpuszczonym fosfory¬ cie. Gips ten odprowadza sie przewodem 9, podczas gdy otrzymany w ten sposób roztwór kwasu fosfo¬ rowego i azotanu amonowego i/lub azotanu pota¬ sowego zawraca sie czesciowo przez pompe 9 i prze¬ wód 10, a czesciowo odprowadza przewodem 11 do dalszej przeróbki. Ta druga czesc zawiera kwas fosforowy w ilasci odpowiadajacej tej, jaka jest zawarta w surowym fosforycie, doprowadzanym przewodami 14 i 17.W celu otrzymania dobrego osadu gipsu, mozna » w razie poteeby zawiesine gipsju z drugiego stra¬ cania zawracac do pierwszej fazy stracania, ko¬ rzystnie w takiej ilosci, która odjpowiiada ilosci giipsu która ma byc stracona.Proces zapoczatkowuje sie przy uzyciu niezbed- io nej ilasci wody obiegowej lub z góry przygotowa¬ nego roztworu zawierajacego kwas fosforowy i azo¬ tan amonowy lub zawiesine gipsu.Reakcje, zachodzace w poszczególnych fazach procesu az do otrzymania nawozu o stosunku za- 15 wartosci N : P205 = li: 1, przebiegaja w sposób ni¬ zej podany, przy zalozeniiu, ze surowy fosforyt ma wzór [Ca^POJda • GaF2.Reakcja w kadzi 1: [Ca3(P04)2]3 • CaF* + 24 HNC3 -»llOCa0NO5)2+ 20 / + 4 HN03 +. 6 HjPO* + 2 HF Reakcja w kadzi 2: 10 Ca(N03)2 + 10H2S04 +, 20 H^O - -»10 CaS04 • 21H20 + 20- HN03 25 Reakcja w kadzi 3 i 4: [Ca^PO^jJa • CaF2 + 24 HN03 -? / «*•10 Ca Reakcje w kadzi 5 i 6: 30 10 Ca(NQ3)2 +, 10 (NH4)2 SQ4 + 20 Kfi -* -? 10 CaSC4 • 2 H20 + 20 NH^Oj, Roizpuszczanie surowego fosforytu i wyttracanie gipsu mozna przedstawic nastepujacym równaniem sumarycznym: 35 2 [Ca3(P04)J3 • CAF2 + 24 HNiO* + 10 K^04 + + 10 (NH4)Z S04 + 40 H20 -* 1? HjPO* +' 4*HNO, + + 20 NH4N03 + 20Ca8O4 • 2 HjO +: 4j HF Po zobojetnieniu kwasu fosforowego amoniakiem i wytworzeniu fosforanu jednoamonowego, po od- 4° parowaniu i zgramulowaniu otrzymuje sie sztuczny nawóz o stosunku molowym N : P^05 = 60 : 6, czyli 0 stosunku wagowytm N : P2Og =, 1:1.Zmieniajac stosunek ilosciowy surowego fosfo¬ rytu rozpuszczonego w kadziach 1 i 3 oraz stosunek 45 ilosciowy kwasu azotowego i siarkowego, mozna otrzymac nawóz o innym stosunku N: P4O5. W celu otrzymania nawozu o stosunku N : P£5 wiekszym niz 1 :1 trzeba wprowadzic do kadzi 1 wiekszy nad- mte kwasu azotowego, dzieki czemu w ostatecz- 50 nym produkcie otrzymuje sie wieksza zawartosc azotanu amonowego, zas w celu otrzymania nawo¬ zu o stosunku N: P2O5 mniejszym niz 1:1 trzeba wprowadzic mniejsza ilosc kwasu azotowego.Przyklad. Do kadzi 1 z miesizadlem wprowa- 55 dza sie w ciagu 1 goidizilny 2,5 tony surowego fosfo¬ rynu, zawierajacego w stosunku wagowym 50% CaO i 32,6% P205. Równoczesnie wprowadza sie 5,7 tony kwasu azoitowego o stezeniu 52,5% wagowych, utrzy¬ mujac zawartosc kadizi w temperaturze 65°C. Otrzy- 60 many roztwór przeplywa do kadzi 2, do której oprócz tego przewodem 10 wprowadza sie w ciagu 1 godziny 27 ton zawiesiny gipsowej, zawierajacej 9% wagowych P205 i 19*5% wagowych gipsu, a prze¬ wodem 13 wprowadza sie 17,5 tony przesaczu wol- 85 nego od gipsu, a zawierajacego 11,5% wagowych72623 6 PjOs, przy czym do przesaczu dodaje sie 2,3 tony kwasu siarkowego. Masa reakcyjna przeplywa do kadzi 3, do której dodaje sie w ciagu 1 godlziny 2,5 tomy surowego fosforytu. Do masy reakcyjnej w kadzi 5 dodaje sie w ciagu 1 godziny 7,8 tony roztworu siarczanu amonowego o stezeniu 40% wa¬ gowych.!Po przesaczeniu otrzymuje sie w ciagu i godizlny 14,2 tony macierzystego lugu, zawierajacego 3,8 to¬ ny azotanu amonowego i 2,23 tony kwasu fosforo¬ wego. Rozfflwdr ten zobojetnia sie za pomoca 0,17 tony NH3, a nastepnie odparowuje i granuluje, otrzymujac 6,5 tony sztucznego nawozu. Eiflltruje sie w urzadzeniu o powierzchni filtracyjnej wynoszacej 10 m2, przy czym w ciagu 1 godziny oitrzymuje sde 7,7 tony wilgotnego ciasta gipsowego, o zawartosci 8,2% wagowych OaO i 045% wagowych P^05. Sto¬ pien rozpuszczenia surowego fosforytu wynosi 90% w stosunku do teoretycznego.Postepujac w sposób odmienny od wyzej opisane¬ go, a mianowicie stosujac do pierwszego stracania gipsu siarczan amonowy, a do drugiego stracania kwas siarkowy, otrzymuje sie sitopien rozpuszcze- nia tylko 97~98%. PL PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia p a te n to we 1. Ciagly sposób wytwarzania sztucznego nawozu azotowo-fbsfiorowego lub azoitowo-cfosfog:owo-pota¬ sowego przez rozpusizczariie surowego fosforynu za pomoca kwasu azotowego i kwasu siarkowego, wy¬ tracenie wapnia w posteuci gipsu aa pomoca kwasu siairkowego i siarczanu amonowego lub siarczanu potasowego, odsaczanie gipsu, zobojetnienie i od¬ parowanie przesaczu i granulowanie stalego nawo¬ zu, znamienny tym, ze w pierwstzej fazie procesu rozpuszcza sie w kwasie azotowym o stezeniu wy- 5 noszacym 40% wagowych 25—75% wagowych suro¬ wego fosforytu przeznaczonego do przeróbki i po¬ wstajacy roztwór azotanu wapniowego i kwasu fos¬ forowego rozciencza sie taka iloscia zawracanego lugu macierzystego, wolnego od gipsu, a zawiera¬ lo jacego kwas fosforowy, aby po wytraceniu gipsu przeznaczona do odsaczania zawiesina zawieirala nie wiecej niz 30, a korzystnie 17—123% wagowych gipsu, przy czym gips wytraca sie przez dodawanie kwasu siarkowego, po czym w drugiej fazie proce- 15 su reszte przeznaczonego do pnizeróbki surowego fosforytu rozpuszcza sie w kwasie azotowym uwol¬ nionym przez wytracenie gipsu i w kwasie fosfo¬ rowym zawartym w zawracanym lugu macieirzys- tym, a nastepnie z otrzymanej mieszaniny wyttraca 20 sie gips przez traktowanie siarczanem amonowym lub siarczanem potasowym i ewentualnie kwasem siarkowym, po czym odsacza sie calkowicie lub czesciowo powstaly gips i czesc otrzymanego lugu macierzystego wolneigó od gipsu zawiraca do pierw- 2* Sizej fazy procesu, zas pozostala ilosc lugu macie¬ rzystego przerabia znanymi sposobami na sitaly na¬ wóz sztuczny.

2. sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze z drugiej faizy stracania gipsu zawraca sie do pierw- 30 szej fazy stracania gipsu ciecz reakcyjna zawiera¬ jaca gips w ilosci co najmniej równej tej ilosci gipsu, która powstaje w pierwszej fazie sitracania gipsu.KI. 16a, 11/06 72623 MKP C05b 11/06 14 15 16 +A cJ AL' V 10 CsJO 4 •13 uy9 T -M- 17 i o«o co T 18 5' 4 lp o*o F '8 4 Druk. Techn. Bytom — Zam. 268 — naklad 105 egz. Cena 10 zl PL PL PL