RU2096394C1

RU2096394C1 - Method for production of granulated lime-ammonium fertilizer

Info

Publication number: RU2096394C1
Application number: RU96122209A
Authority: RU
Inventors: В.В. Дорошенко; В.В. Долгов; Н.Б. Жилякова; Т.А. Молчанова; М.А. Савельев; Н.Н. Федоров; В.Г. Казак; А.А. Бродский; Н.М. Бризицкая
Original assignee: АО "Дорогобуж"
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1997-11-20

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: conversion suspension which comprises calcium carbonate and ammonium nitrate is mixed with carbonate slime and with melt of ammonium nitrate, ratio of carbonate slime, melt of ammonium nitrate and conversion suspension is (0.05-0.3):(0.01-0.2):1, respectively. Mixture is then treated by neutralizing additive, granulation and drying are carried out at 210-270 C. Ammoniated nitrophosphate solution having pH 0.3-0.5 is used as neutralizing additive. EFFECT: improved efficiency 2 cl

Description

Изобретение относится к способам получения минеральных удобрений, широко используемых в сельском хозяйстве. The invention relates to methods for producing mineral fertilizers widely used in agriculture.

Известен способ получения известково-аммиачного удобрения (селитры) на основе плава амселитры и карбонатного шлама (мела) с последующим гранулированием в башнях приллирования [1]
Недостатком способа является необходимость проведения глубокой упарки плава (до влажности 2-3%), что повышает энергозатраты.A known method of producing lime-ammonia fertilizer (nitrate) based on melt amcelitrate and carbonate sludge (chalk), followed by granulation in prilling towers [1]
The disadvantage of this method is the need for deep evaporation of the melt (to a moisture content of 2-3%), which increases energy consumption.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ получения известково-аммиачного удобрения из конверсионной суспензии производства NPK-удобрений азотно-кислотным разложением апатита, включающий обработку конверсионной суспензии, содержащей карбонат кальция и аммиачную селитру, в присутствии нейтрализующей добавки, грануляцию и сушку продукта при повышенной температуре. По этому способу для предотвращения образования кальциевой селитры в суспензии, то есть разложения аммиачной селитры с потерей аммиака, в суспензию добавляют по одному из вариантов серную кислоту (нейтрализующую добавку). Обработку суспензии проводят следующим образом. Суспензия с температурой 70-80^oС и давлением 0,4 МПа поступает в теплообменник, где подогревается до 120-130^oС, затем дросселируется с целью удаления паров воды и отдувки аммиака и диоксида углерода. Далее суспензия подается на распыл в гранулятор барабанного типа (БГС), в котором осуществляются грануляция и сушка горячим теплоносителем. Температура сушки составляет 170^oС.Closest to the described technical essence and the achieved result is another known method for producing lime-ammonium fertilizer from a conversion suspension of NPK fertilizer production by nitric acid decomposition of apatite, including processing a conversion suspension containing calcium carbonate and ammonium nitrate in the presence of a neutralizing additive, granulation and drying the product at elevated temperature. According to this method, to prevent the formation of calcium nitrate in suspension, that is, decomposition of ammonium nitrate with loss of ammonia, sulfuric acid (neutralizing additive) is added to the suspension in one embodiment. The suspension is carried out as follows. The suspension with a temperature of 70-80 ^o C and a pressure of 0.4 MPa enters the heat exchanger, where it is heated to 120-130 ^o C, then throttled to remove water vapor and blow off ammonia and carbon dioxide. Next, the suspension is sprayed into a drum type granulator (BGS), in which granulation and drying with a hot coolant are carried out. The drying temperature is 170 ^o C.

Недостатком способа является достаточно сложная технология процесса, а также использование в процессе дорогостоящей и дефицитной серной кислоты. Кроме того, полученные удобрения обладают повышенной слеживаемостью и невысокой прочностью. Данный способ позволяет получать ограниченное количество марок удобрения. The disadvantage of this method is the rather complicated process technology, as well as the use of expensive and scarce sulfuric acid in the process. In addition, the resulting fertilizers have increased caking and low strength. This method allows you to get a limited number of brands of fertilizer.

Задачей изобретения является создание способа получения гранулированного известково-аммиачного удобрения, позволяющего упростить и удешевить процесс, получать удобрения с хорошими физико-механическими свойствами при одновременном расширении ассортимента удобрений. The objective of the invention is to provide a method for producing granular lime-ammonia fertilizer, which allows to simplify and reduce the cost of the process, to obtain fertilizers with good physical and mechanical properties while expanding the range of fertilizers.

Поставленная задача решена в предлагаемом способе получения гранулированного известково-аммиачного удобрения, включающем обработку конверсионной суспензии, содержащей карбонат кальция и аммиачную селитру, в присутствии нейтрализующей добавки, грануляцию и сушку продукта при повышенной температуре, в котором конверсионную суспензию предварительно смешивают с карбонатным шламом и плавом амселитры при соотношении карбонатный шлам плав амселитры конверсионная суспензия, равном (0,05-0,3):(0,01-0,2):1 соответственно, в полученную смесь вводят нейтрализующую добавку, в качестве которой берут аммонизированный нитрофосфатный раствор с рН 0,3-0,5, а грануляцию и сушку ведут при температуре 210-270^oС
Целесообразно в качестве карбонатного шлама и нитрофосфатного раствора использовать отходы производства нитроаммофоски.The problem is solved in the proposed method for the production of granular lime-ammonia fertilizer, which includes processing a conversion suspension containing calcium carbonate and ammonium nitrate in the presence of a neutralizing additive, granulating and drying the product at an elevated temperature, in which the conversion suspension is pre-mixed with carbonate sludge and amelite nitrate. when the ratio of carbonate sludge melt amcelitra conversion suspension equal to (0.05-0.3) :( 0.01-0.2): 1, respectively, into the resulting mixture is introduced eytralizuyuschuyu additive which take as ammoniated nitrophosphate solution of pH 0.3-0.5, and granulating and drying is carried out at a temperature of 210-270 ^o C.
It is advisable to use nitroammophosque production waste as carbonate sludge and nitrophosphate solution.

Сущность способа заключается в следующем. При смешении конверсионной суспензии с плавом амселитры и карбонатным шламом происходит заметное снижение общей влажности смеси, повышается концентрация основного вещества в ней, что в конечном итоге приводит к увеличению производительности процесса и снижению энергозатрат на последующих стадиях грануляции и сушки продукта. Предложенные соотношения между компонентами выбраны исходя из получения целесообразной влажности смеси, поступающей на грануляцию и сушку продукта, из необходимости получения той или иной марки удобрения. При смешении полученной смеси с нейтрализующей добавкой предварительно аммонизированным нитрофосфатным раствором с рН 0,3-0,5 подвижная часть СаО смеси связывается в виде дикальцийфосфата, что предотвращает протекание процесса реконверсии на стадии сушки и гранулирования и снижает потери аммиака с отходящими газами. Присутствие дикальцийфосфата в гранулах известково-аммиачной селитры способствует повышению прочности гранул, снижает их слеживаемость. The essence of the method is as follows. When the conversion suspension is mixed with amcelitre melt and carbonate sludge, a noticeable decrease in the total humidity of the mixture occurs, the concentration of the basic substance in it increases, which ultimately leads to an increase in the process productivity and lower energy consumption in the subsequent stages of granulation and drying of the product. The proposed relations between the components are selected on the basis of obtaining the appropriate moisture content of the mixture supplied to the granulation and drying of the product, from the need to obtain a particular brand of fertilizer. When mixing the resulting mixture with a neutralizing additive with a pre-ammoniated nitrophosphate solution with a pH of 0.3-0.5, the mobile part of the CaO mixture is bound in the form of dicalcium phosphate, which prevents the reconversion process from occurring during the drying and granulation stages and reduces the loss of ammonia with exhaust gases. The presence of dicalcium phosphate in the granules of lime-ammonium nitrate helps to increase the strength of the granules, reduces their caking.

Нейтрализующий нитрофосфатный раствор готовят смешением части продукционного нитрофосфатного раствора (маточного раствора), выделяемого при фильтрации нитрата кальция с нитрофосфатным раствором, поступающим с первой ступени аммонизации процесса производства нитроаммофоски, причем этот раствор подается в количестве, обеспечивающем получение аммонизированного нитрофосфатного раствора с рН 0,3-0,5. Смешение с нейтрализующей добавкой сопровождается разложением СаСО₃ и выделением паров воды и диоксида углерода. Свободный аммиак и избыток карбоната аммония связывается в виде NH₄NO₃. Указанное рН нейтрализующего аммонизированного нитрофосфатного раствора обусловлено получением пульпы с рН 6,5-7. Повышение температуры грануляции и сушки продукта по сравнению с прототипом объясняется следующим. Нейтрализация пульпы, приготовленной на основе конверсионной суспензии, плава амселитры и карбонатного шлама аммонизированным нитрофосфатным раствором сопровождается формированием пленки дикальцийфосфата на поверхности гранул. При этом при повышении температуры происходит как бы оплавление гранул, что в конечном итоге повышает их прочность и уменьшает пылеобразование за счет снижения истираемости гранул. Это способствует большей пожаро-взрывобезопасности процесса, одновременно снижается доля внутреннего ретура и время пребывания продукта в барабане. Повышение температуры выше 270^oС нецелесообразно, так как не происходит заметного увеличения прочности гранул, но увеличивает энергозатраты,пожаро- и взрывоопасность процесса.A neutralizing nitrophosphate solution is prepared by mixing a portion of the production nitrophosphate solution (mother liquor) released during the filtration of calcium nitrate with a nitrophosphate solution coming from the first stage of ammonization of the nitroammophosque production process, and this solution is supplied in an amount ensuring the production of an ammoniated nitrophosphate solution with a pH of 0.3- 0.5. Mixing with a neutralizing additive is accompanied by the decomposition of CaCO ₃ and the release of water vapor and carbon dioxide. Free ammonia and excess ammonium carbonate binds as NH ₄ NO ₃ . The specified pH of the neutralizing ammonized nitrophosphate solution is due to the production of pulp with a pH of 6.5-7. The temperature of granulation and drying of the product compared with the prototype is explained by the following. Neutralization of the pulp prepared on the basis of the conversion suspension, melt of amcelite and carbonate sludge with an ammoniated nitrophosphate solution is accompanied by the formation of a dicalcium phosphate film on the surface of the granules. At the same time, when the temperature rises, the granules melt, as it were, which ultimately increases their strength and reduces dust formation by reducing the abrasion of the granules. This contributes to greater fire and explosion safety of the process, while the proportion of internal retur and the residence time of the product in the drum are simultaneously reduced. The temperature increase above 270 ^o With impractical, since there is no noticeable increase in the strength of the granules, but increases energy consumption, fire and explosion hazard of the process.

Способ проиллюстрирован следующими примерами. The method is illustrated by the following examples.

Пример 1. 19 т/ч конверсионной суспензии состава, NH₄NО₃(17,8% N_общ) 51; СаСО₃ 14,5; Са(NO₃)₂ 1,2; Р₂0_5усв 2,3; N_амм 0,6; Н₂О 30,9 смешивают с плавом амселитры, содержащим 90% NH₄NO₃ и 10% Н₂О_гигр, в количестве 0,13 т/ч и карбонатным шламом (мелом) состава, СаСО₃ 85; Н₂О 13; СаF₂, СаНРО₄ 2 в количестве 2,96 т/ч (в соотношении мел плав АС конверсионная суспензия 0,3:0,01: 1). Полученную суспензию СаСО₃ в количестве 13,09 т/ч в растворе амселитры обрабатывают частично аммонизированным нитрофосфатным раствором с рН 0,3 в количестве 1,06 т/ч состава, Р₂О_5общ 16; Р₂О_5усв 15,4; N_общ 13; СаО 2,8; Н₂О 30,0 для нейтрализации избыточной щелочности и связывания подвижной формы СаО. Нейтрализованная пульпа ИАС с рН 6,5 состава, NH₄NO₃ 0,42 СаСО₃ 26,61; СаНFО₄+примеси 6,11; Н₂О 26,61 в количестве 14,15% поступает на грануляцию и сушку в аппарат БГС при температуре топочных газов 260^oС. В результате сушки и грануляции получают 10,46 т/ч готового продукта известково-аммиачную селитру (ИАС) с содержанием 19,15% N_общ состава, NH₄NO₃ 54,71; СаСО₃ 36,02; СаНРО₄ + примеси 8,27 при влажности 1%
Физико-механические характеристики продукта: прочность гранул 32 кг/см² (3,2 МПа); слеживаемость 24,5 Па.Example 1. 19 t / h conversion suspension of the composition, NH ₄ NO ₃ (17.8% N _total ) 51; CaCO ₃ 14.5; Ca (NO ₃ ) ₂ 1.2; P ₂ 0 _5USB 2.3; N _amm 0.6; H ₂ O 30.9 is mixed with amcelitre melt containing 90% NH ₄ NO ₃ and 10% H ₂ O _gig , in an amount of 0.13 t / h and carbonate sludge (chalk) composition, CaCO ₃ 85; H ₂ O 13; CaF ₂ , CaHRO ₄ 2 in the amount of 2.96 t / h (in the ratio of chalk melt melt AC conversion suspension 0.3: 0.01: 1). The resulting suspension of CaCO ₃ in an amount of 13.09 t / h in a solution of amcelite is treated with a partially ammoniated nitrophosphate solution with a pH of 0.3 in an amount of 1.06 t / h of the composition, P ₂ O _{5 total} 16; R ₂ About _5USD 15.4; N _total 13; CaO 2.8; H ₂ O 30.0 to neutralize excess alkalinity and to bind the mobile form of CaO. Neutralized pulp IAS with a pH of 6.5 composition, NH ₄ NO ₃ 0,42 CaCO ₃ 26,61; CaHFO ₄ + impurities 6.11; H ₂ O 26.61 in an amount of 14.15% goes to granulation and drying in a BGS apparatus at a flue gas temperature of 260 ^o C. As a result of drying and granulation, 10.46 t / h of the finished product is obtained from lime-ammonium nitrate (IAS) with the content of 19.15% N _total composition, NH ₄ NO ₃ 54,71; CaCO ₃ 36.02; CaNRO ₄ + impurities 8.27 at a moisture content of 1%
Physico-mechanical characteristics of the product: granule strength 32 kg / cm ² (3.2 MPa); caking 24.5 Pa.

Пример 2. 10 т/ч конверсионной суспензии (состав по примеру 1) смешивают с плавом амселитры (состав по примеру 1) в количестве 1,095 т/ч и мелом (состав по примеру 1) в количестве 0,98 т/ч (в соотношении мел плав АС конверсионная суспензия 0,1:0,11:1). Полученную известково-аммиачную суспензию в количестве 12,075 т/ч обрабатывают частично аммонизированным нитрофосфатным раствором с рН 0,4 состава, Р₂О_5усв 15,8; N_общ 12,2; СаО 2,6; Н₂О_гигр 31,3; в количестве 1,15 т/ч. Частично нейтрализованная пульпа ИАС с рН 6,8 в количестве 13,12 т/ч состава, NH₄NO₃ 50,19; СаСО₃ 16,46; СаНРО₄ + примеси 5,25; Н₂О 28,10 поступает на грануляцию и сушку в аппарат БГС при температуре топочных газов 230^oС. В результате получают 9,53 т/ч готового продукта ИАС с содержанием N_общ 24,19% и влажностью 1% состава, NH₄NO₃ 69,11; СаСО₃ 22,66; СаНРО₄ + примеси 7,23.Example 2. 10 t / h conversion suspension (composition according to example 1) is mixed with amcelite melt (composition according to example 1) in an amount of 1.095 t / h and chalk (composition according to example 1) in an amount of 0.98 t / h (in the ratio chalk melt AC conversion suspension 0.1: 0.11: 1). The resulting lime-ammonia suspension in an amount of 12.075 t / h is treated with partially ammoniated nitrophosphate solution with a pH of 0.4 composition, P ₂ About _5USB 15.8; N _total 12.2; CaO 2.6; H ₂ O _gig 31.3; in the amount of 1.15 t / h. Partially neutralized pulp of IAS with a pH of 6.8 in the amount of 13.12 t / h of the composition, NH ₄ NO ₃ 50.19; CaCO ₃ 16.46; CaHRO ₄ + impurities 5.25; H ₂ O 28.10 is fed to granulation and drying in a BGS apparatus at a flue gas temperature of 230 ^o C. As a result, 9.53 t / h of the finished product of IAS are obtained with a content of N _total 24.19% and a humidity of 1%, NH ₄ NO ₃ 69.11; CaCO ₃ 22.66; CaHRO ₄ + impurities 7.23.

Физико-механические характеристики продукта: прочность гранул 35 кг/см² (3,5 МПа); слеживаемость 28 кПа.Physico-mechanical characteristics of the product: granule strength 35 kg / cm ² (3.5 MPa); caking 28 kPa.

Пример 3. 10 т/ч конверсионной суспензии (состав по примеру 1) смешивают с плавом амселитры (состав по примеру 1) в количестве 1,56 т/ч и карбонатным шламом (состав по примеру 1) в количестве 0,11 т/ч в соотношении мел:плав АС: суспензия 0,01:0,16:1. Полученную суспензию карбоната кальция в растворе амселитры в количестве 11,67 т/ч обрабатывают 1,22 т/ч частично аммонизированным нитрофосфатным раствором с рН 0,5 состава, Р₂О_5общ 16; Р₂О_5усв 15,2; N_общ 13,5; СаО 2,2; Н₂О_гигр 30,5.Example 3. 10 t / h conversion suspension (composition according to example 1) is mixed with amcelite melt (composition according to example 1) in an amount of 1.56 t / h and carbonate sludge (composition according to example 1) in an amount of 0.11 t / h in the ratio of chalk: melt AC: suspension of 0.01: 0.16: 1. The resulting suspension of calcium carbonate in a solution of amcelite in an amount of 11.67 t / h is treated with 1.22 t / h of partially ammoniated nitrophosphate solution with a pH of 0.5 composition, P ₂ About _{5 total} 16; P ₂ O _5USB 15.2; N _total 13.5; CaO 2.2; H ₂ O _gig 30.5.

Нейтрализованная суспензия ИАС с рН 7 в количестве 12,89 т/ч состава, NH₄NO₃ 54,88; СаСО₃ 10,97; СаНРО₄ 5,78; Н₂О 27,93 поступает на грануляцию и сушку в аппарат БГС при температуре топочных газов 210^oС.A neutralized suspension of IAS with a pH of 7 in the amount of 12.89 t / h of the composition, NH ₄ NO ₃ 54.88; CaCO ₃ 10.97; CaHRO ₄ 5.78; H ₂ O 27.93 is fed to granulation and drying in a BGS apparatus at a flue gas temperature of 210 ^o C.

В результате получают 9,38 т/ч готового продукта ИАС с содержанием 26,4% N_общ и влажностью 1% состава, NH₄NO₃ 75,39; СаСО₃ 13,74; СаНРО₄ + примеси 7,94.The result is 9.38 t / h of the finished product IAS with a content of 26.4% N _total and a moisture content of 1% composition, NH ₄ NO ₃ 75.39; CaCO ₃ 13.74; CaHRO ₄ + impurities 7.94.

Физико-механические характеристики продукта ИАС: прочность гранул 34 кг/см² (3,4 МПа); слеживаемость 31 кПа.Physico-mechanical characteristics of the IAS product: granule strength 34 kg / cm ² (3.4 MPa); caking 31 kPa.

Claims

1. A method of producing a granular lime-ammonia fertilizer, comprising treating a conversion suspension containing calcium carbonate and ammonium nitrate in the presence of a neutralizing additive, granulating and drying the product at elevated temperature, characterized in that the conversion suspension is pre-mixed with carbonate slurry and ammonium nitrate melt at the ratio of carbonate sludge melt ammonium nitrate conversion suspension equal to (0.05 0.3) (0.01 0.2) 1, respectively, the resulting mixture is treated with neutral uyuschey additive which take as ammoniated nitrophosphate solution of pH 0.3 0.5, and granulating and drying is carried out at 210 270 ^o C.

2. The method according to claim 1, characterized in that as the carbonate sludge and nitrophosphate solution using waste production nitroammofoski.