RU2019307C1

RU2019307C1 - Method of complex fertilizer making

Info

Publication number: RU2019307C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Спицын; В.С. Ломазов; С.Б. Кулыгин; Ю.Ф. Коровин; В.Г. Чупринко; А.В. Зубровский; К.Н. Овчинникова
Original assignee: Производственное объединение "Приднепровский химический завод"
Priority date: 1992-05-25
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1994-09-15
Also published as: UA7157C2

Abstract

FIELD: fertilizers. SUBSTANCE: method involves decomposition of phosphate raw with nitric acid, feeding of suspension prepared for neutralization at the ratio of CaO:CaO:P₂O₅=(1,3-1,5):1 = (1.3-1.5):1. Neutralization is carried out up to attainment of ratio between tri- and dicalcium phosphate in pulp at the range 1:(8-13). Prepared pulp is granulated and product is dried. EFFECT: improved method of fertilizer preparing. 1 tbl

Description

Изобретение относится к способу получения сложного удобрения, например нитрофоса, полученного азотнокислой переработкой фосфатного сырья и широко используемого в сельском хозяйстве. The invention relates to a method for producing a complex fertilizer, for example, nitrophos obtained by nitric acid processing of phosphate raw materials and widely used in agriculture.

Известен способ получения сложного удобрения заключающийся в разложении фосфатного сырья азотной кислотой и последующей нейтрализации полученной азотно-кислотной вытяжки газообразным аммиаком. Нейтрализацию ведут до рН = 1-1,65 при 50-60^оС в течение 1,5-2,0 ч, при этом 80% P₂O₅ остается в виде монокальцийфосфата - в водорастворимой форме. Образовавшуюся пульпу разделяют на компоненты экстракцией органическим растворителем.A known method of producing complex fertilizer consisting in the decomposition of phosphate raw materials with nitric acid and subsequent neutralization of the obtained nitric acid extract with gaseous ammonia. Neutralization is carried out until the pH = 1-1,65 at 50-60 ^{° C} for 1.5-2.0 hr, with 80% P ₂ O ₅ is in the form of monocalcium - in water-soluble form. The resulting pulp is separated into components by extraction with an organic solvent.

Недостатком способа является получение удобрения с повышенной гигроскопичностью, а также отсутствие у него пролонгированного действия. The disadvantage of this method is to obtain fertilizers with increased hygroscopicity, as well as the absence of a prolonged action.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ получения сложного удобрения, включающий разложение фосфатного сырья азотной кислотой, нейтрализацию продукта реакции аммиаком с получением азотнофосфатной пульпы с последующей грануляцией и сушкой готового продукта. По этому способу фосфатное сырье (Каратау) разлагают азотной кислотой в течение 60 мин при 50^оС. Из полученной суспензии фильтрацией выделяют нерастворимый остаток. Полученную азотнофосфорнокислую вытяжку с соотношением в ней CaO к P₂O₅, равным 1, подают на нейтрализацию. Нейтрализацию ведут до рН 1,6-2,5. Затем в эту пульпу вводят мочевиноформальдегидный раствор, перемешивают при температуре 40-80^оС до загустевания пульпы и подают ее на грануляцию и сушку. Смешение нейтрализованной пульпы с мочевиноформальдегидным раствором приводит к установлению фиксированного соотношения между водной и усвояемой частями P₂O₅ и сообщает удобрению пролонгированное действие.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is another known method for producing complex fertilizer, including the decomposition of phosphate raw materials with nitric acid, neutralization of the reaction product with ammonia to obtain nitrogen phosphate pulp, followed by granulation and drying of the finished product. According to this method, raw phosphate (Tau) is decomposed by nitric acid for 60 min ^at 50 C. From the resulting suspension is isolated by filtration the insoluble residue. The obtained nitric phosphate extract with a ratio of CaO to P ₂ O ₅ equal to 1 in it is fed to neutralization. Neutralization is carried out to a pH of 1.6-2.5. Then, this pulp is introduced urea-formaldehyde solution is stirred at a temperature of ^40-80 ° C until thickening pulp and fed it to granulation and drying. Mixing the neutralized pulp with a urea-formaldehyde solution leads to the establishment of a fixed ratio between the water and digestible parts of P ₂ O ₅ and tells the fertilizer a prolonged effect.

Недостатком способа является достаточно большое количество водорастворимой формы P₂O₅ 12,7-16%, а усвояемой - 16,1-17,0%, что во многих случаях нерентабельно для сельского хозяйства. Кроме того, способ требует проведения трудоемкой стадии фильтрации после разложения и введения в процесс мочевиноформальдегидного раствора.The disadvantage of this method is a sufficiently large amount of water-soluble form of P ₂ O ₅ 12.7-16%, and digestible - 16.1-17.0%, which in many cases is unprofitable for agriculture. In addition, the method requires a laborious filtration step after decomposition and introduction of a urea-formaldehyde solution into the process.

Предложен способ получения сложного удобрения, включающий разложение фосфатного сырья азотной кислотой, нейтрализацию полученной суспензии аммиаком с получением азотнофосфатной пульпы, грануляцию и сушку продукта, в котором на нейтрализацию подают суспензию с соотношением в ней CaO:P₂O₅ = (1,3-1,5): 1 и процесс нейтрализации ведут до получения азотнофосфатной пульпы с соотношением три- и дикальцийфосфата в пределах 1:(8-13).A method for producing a complex fertilizer is proposed, including the decomposition of phosphate raw materials with nitric acid, neutralizing the resulting suspension with ammonia to produce nitrogen phosphate pulp, granulating and drying the product, in which a suspension with a ratio of CaO: P ₂ O ₅ = (1.3-1 , 5): 1 and the process of neutralization is carried out to obtain nitrogen phosphate pulp with a ratio of tri- and dicalcium phosphate in the range 1: (8-13).

Отличием способа является то, что на аммонизацию подают суспензию с определенным соотношением в растворе CaO и P₂O₅ и нейтрализацию ведут до определенного соотношения в пульпе три- и дикальцийфосфата.The difference between the method is that a suspension with a certain ratio in a solution of CaO and P ₂ O _{5 is} fed for ammonization and neutralization is carried out to a certain ratio in the pulp of tri- and dicalcium phosphate.

Сущность способа заключается в том, что необходимо получить сложное удобрение, в котором часть P₂O₅ находится в лимонорастворимой форме. Большую роль для получения определенного состава удобрения имеет в первую очередь суспензия, которая поступает на нейтрализацию и сам процесс нейтрализации. Способ не предусматривает проведение фильтрации после стадии разложения, вся масса (суспензия) поступает дальше на переработку. Состав ее зависит от таких факторов, как применяемое сырье, концентрации и количества азотной кислоты. Для достижения желаемого результата необходимо получить строго определенное соотношение CaO:P₂O₅ в растворе разложения. При снижении этого соотношения менее 1,3 в готовом продукте падает доля P₂O₅ в цитратнорастворимой форме, что связано с образованием некоторого количества монокальцийфосфата при нейтрализации этой суспензии. При условии увеличения этого соотношения более 1,5 усвояемая форма P₂O₅ в готовом продукте также уменьшается за счет увеличения доли неразложенной части фосфата.The essence of the method lies in the fact that it is necessary to obtain a complex fertilizer in which part of P ₂ O ₅ is in a lemon-soluble form. The suspension, which enters the neutralization and the neutralization process itself, plays an important role in obtaining a certain fertilizer composition. The method does not provide for filtering after the decomposition stage, the entire mass (suspension) goes further for processing. Its composition depends on such factors as the raw materials used, the concentration and amount of nitric acid. To achieve the desired result, it is necessary to obtain a strictly defined ratio of CaO: P ₂ O ₅ in the decomposition solution. When this ratio decreases to less than 1.3 in the finished product, the proportion of P ₂ O ₅ in a citrate-soluble form decreases, which is associated with the formation of a certain amount of monocalcium phosphate upon neutralization of this suspension. If this ratio increases more than 1.5, the digestible form of P ₂ O ₅ in the finished product also decreases due to an increase in the proportion of the undecomposed portion of phosphate.

Не менее важным для получения удобрения с определенным количеством P₂O₅ в лимонорастворимой форме является и проведение стадии нейтрализации. Эта стадия может быть проведена при различных условиях (температуре, глубине аммонизации, при разном составе пульпы), но при этом необходимо провести процесс так варьируя эти условия, чтобы соотношение три- и дикальцийфосфата после нейтрализации перед грануляцией были строго определены. Так, при увеличении этого соотношения в пульпе, идущей на грануляцию, присутствует некоторая доля монокальцийфосфата, приводящего к тому, что в удобрении появляется водорастворимая форма. При увеличении доли трикальцийфосфата и снижении соотношения получают удобрение с ограниченной степенью применения, так как оно будет требовать и повышенной кислотности почвы, чтобы в ней усваиваться.Equally important for obtaining fertilizer with a certain amount of P ₂ O ₅ in a lemon-soluble form is the neutralization stage. This stage can be carried out under various conditions (temperature, depth of ammonization, with different pulp composition), but it is necessary to carry out the process by varying these conditions so that the ratio of tri- and dicalcium phosphate after neutralization before granulation is strictly determined. So, with an increase in this ratio, a certain proportion of monocalcium phosphate is present in the pulp going to granulation, which leads to the appearance of a water-soluble form in the fertilizer. With an increase in the proportion of tricalcium phosphate and a decrease in the ratio, fertilizer with a limited degree of application is obtained, since it will require increased soil acidity in order to be absorbed in it.

Целесообразность выбранных интервалов проиллюстрирована в таблице. The appropriateness of the selected intervals is illustrated in the table.

П р и м е р 1. 0,385 т природного фосфата разлагают 0,495 т 45%-ной азотной кислотой в течение 3 ч при температуре 40^оС. Получается суспензия с соотношением в растворе CaO:P₂O₅ = 1,3. Полученную суспензию в количестве 0,880 т направляют на нейтрализацию, которую ведут аммиаком в течение 1,5 ч до получения в азотнофосфатной пульпе соотношения между дикальцийфосфатом и трикальцийфосфатом, равным (8:1). Полученную пульпу подают на грануляцию в барабанный гранулятор и далее на сушку, которую проводят при температуре 100^оС. Получают готовый продукт следующего состава, %: содержание азота (общ. ) 21,1, P₂O_5общ. 16,9, P₂O_5усв. 14,3,P₂O_5лимон. 1,8%, P₂O_5водн.0, прочность гранул 30 мПа, влага 1,0%, степень разложения фосфата 97%.EXAMPLE EXAMPLE 1 Natural phosphate 0.385 m 0.495 m decomposed 45% nitric acid for 3 hours at 40 ^C. The resulting suspension ratio in solution CaO: P ₂ O ₅ = 1.3. The resulting suspension in an amount of 0.880 tons is sent for neutralization, which is carried out with ammonia for 1.5 hours until the ratio between dicalcium phosphate and tricalcium phosphate in the nitrogen phosphate pulp is equal to (8: 1). The resultant pulp is fed to the granulation in a drum granulator and further the drying is carried out at a temperature of 100 ^° C to give the final product of the following composition,%: nitrogen content (agg.) 21,1, P ₂ O _5obsch. 16.9, P ₂ O ₅ 14.3, P ₂ O _{5 limon} . 1.8%, P ₂ O _{5 aq.} 0, the strength of the granules 30 MPa, moisture 1.0%, the degree of decomposition of phosphate 97%.

П р и м е р 2. На разложение берут 100,0 кг фосфата с содержанием 32,4% P₂O₅, добавляют 123,8 кг 47% HNO₃. Разложение ведут 3 ч при температуре 50^оС. Полученная суспензия содержит в растворе разложения соотношение CaO: P₂O₅, равное 1,5. Эта суспензия направляется на нейтрализацию аммиаком в течение 1,5 ч при температуре 80^оС. Нейтрализацию ведут до получения в азотнофосфатной пульпе соотношения между CaHPO₄ и Ca₃(PO₄)₂, равным 10:1.PRI me R 2. For decomposition take 100.0 kg of phosphate with a content of 32.4% P ₂ O ₅ add 123.8 kg of 47% HNO ₃ . Decomposition lead 3 hours at 50 ^C. The resulting suspension contains in solution decomposition ratio of CaO: P ₂ O _5, of 1.5. This slurry is routed to neutralization with ammonia for 1.5 h at 80 ^C. The neutralization is carried out to obtain a ratio between the pulp azotnofosfatnoy CaHPO ₄ and Ca ₃ (PO ₄₎ ₂ to 10: 1.

Далее полученную пульпу подают на грануляцию и сушку при температуре 110^оС. Получают готовый продукт следующего состава, %: содержание азота общ. 21,3, P₂O_5общ. 14,85, P₂O_5усв. - 13,4,P₂O_5лим.1,3, P₂O_5вод. 0; прочность гранул 28 мПа; степень разложения фосфата 99%.Next, the resultant pulp is fed to the granulation and drying at 110 ^C. A final product with the following composition,%: total nitrogen content. 21.3, P ₂ O _{5 total.} 14.85, P ₂ O ₅ - 13.4, P ₂ O _5lim. 1.3, P ₂ O _{5 water.} 0; granule strength 28 MPa; the degree of decomposition of phosphate 99%.

П р и м е р 3. 1000 кг природного фосфата разлагают 1,286 т 47%-ной азотной кислотой в течение 2 ч при температуре 60^оС. В полученной суспензии соотношение CaO:P₂O₅ = 1,4:1. Данную суспензию направляют на нейтрализацию аммиаком при температуре 70^оС. Нейтрализацию ведут при интенсивном перемешивании реакционной массы. Далее пульпу с соотношением CaHPO₄:Ca₃(PO₄)₂ = 13: 1 направляют на сушку, грануляцию с получением готового продукта следующего состава, % : P₂O_5усв. 14,0, N_общ. 21,0, P₂O_5общ.14,4, P₂O_5лим.1,1 с влажностью до 1%.EXAMPLE EXAMPLE 3 1,000 kg of natural phosphate is decomposed 1.286 m 47% nitric acid for 2 hours at ⁶⁰ ° C. The resulting suspension ratio of CaO: P ₂ O ₅ = 1.4: 1. This suspension is sent to neutralization with ammonia at a temperature of 70 ^about C. The neutralization is carried out with vigorous stirring of the reaction mass. Next, the pulp with a ratio of CaHPO ₄ : Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ = 13: 1 is sent to drying, granulation to obtain the finished product of the following composition,%: P ₂ O ₅ 14.0, N _total 21.0, P ₂ O _{5 total.} 14.4, P ₂ O _5lim. 1.1 with humidity up to 1%.

Использование предложенного способа позволит получить удобрение пролонгированного действия, применяемого на почвах, склонных к закислению и слабокислых. Using the proposed method will allow to obtain a fertilizer of prolonged action, used on soils prone to acidification and slightly acidic.

Способ прост в технологическом оформлении, так как исключает трудоемкую и длительную стадию фильтрации. Позволяет более полно использовать фосфатное сырье, снижает количество отходов. Удобрение обладает мелиорирующими свойствами. The method is simple in technological design, as it eliminates the time-consuming and lengthy stage of filtration. Allows more complete use of phosphate raw materials, reduces waste. Fertilizer has ameliorating properties.

Claims

METHOD FOR PRODUCING COMPLEX FERTILIZER, including decomposition of phosphate raw materials with nitric acid, neutralization of the resulting suspension with ammonia to produce nitrogen phosphate pulp and its subsequent feeding to granulation and drying, characterized in that the suspension is fed to neutralization with a ratio of CaO: P ₂ O ₅ = ( 1.3 - 1.5): 1 and the neutralization process is carried out until the ratio between tri- and dicalcium phosphate is obtained in the pulp within 1: (8-13).