RU2171245C1

RU2171245C1 - Method of preparing complex fertilizer

Info

Publication number: RU2171245C1
Application number: RU2000111101/12A
Authority: RU
Inventors: Б.И. Дрождин; А.С. Дедов; В.В. Зуб; Г.Н. Мачехин; В.В. Уткин; Н.Д. Логинов; О.Б. Абрамов; А.Л. Гольдинов; Е.В. Афанасенко; В.А. Сеземин; В.В. Шустов; Г.А. Молодцов; П.В. Киселевич
Original assignee: Открытое акционерное общество "Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б.П. Константинова"
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2001-07-27

Abstract

FIELD: manufacture of complex mineral fertilizers by nitric acid processing of natural phosphates. SUBSTANCE: nitric acid is divided into two 2 streams. From one of streams calcium nitrate is removed by crystallization during cooling operation and by filtration, mother liquor is mixed with second stream of nitric acid extract and processed into fertilizer using ammonation, drying and granulation to prepare fertilizer with reduced amount of water-soluble P₂O₅ from total amount of P₂O₅. EFFECT: more efficient preparation method. 2 ex

Description

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производствах сложных минеральных удобрений методом азотно-кислотной переработки природных фосфатов. The invention relates to the chemical industry and can be used in the production of complex mineral fertilizers by the method of nitric acid processing of natural phosphates.

Известен способ получения сложного азотно-фосфорного удобрения с регулируемым соотношением водорастворимой формы фосфатной составляющей (P₂O₅ _водо _раств) к усвояемой форме (P₂O₅ _усв) [Позин М.Е. Технология минеральных солей, т.2, Л.: Химия, 1974, с. 1339-1346]. Известный способ включает азотно-кислотное вскрытие природного кальцийфосфата с получением азотно-кислотной вытяжки, удаление части кальция из азотно-кислотной вытяжки путем кристаллизации нитрата кальция при охлаждении с последующим отделением осадка нитрата кальция от маточного раствора фильтрацией или центрифугированием, переработку маточного раствора в удобрение известными приемами. При этом на кристаллизацию направляют всю азотно-кислотную вытяжку, а долю P₂O₅ _водо _раств от общего количества P₂O₅ _усв регулируют факторами, влияющими на степень выделения кальция в процессе кристаллизации нитрата кальция. Недостаток известного способа состоит в том, что при снижении степени выделения кальция с целью получения удобрения с уменьшенной долей P₂O₅ _водо _раств от P₂O₅ _усв заметно ухудшается фильтруемость осадка нитрата кальция, т.к. в этом случае в получаемом осадке возрастает массовое содержание нерастворимого остатка от фосфатного сырья.A known method of producing complex nitrogen-phosphorus fertilizer with an adjustable ratio of the water-soluble form of the phosphate component (P ₂ O ₅ _water _solution ) to the digestible form (P ₂ O ₅ _assimilation ) [Pozin M.E. Technology of mineral salts, vol. 2, L .: Chemistry, 1974, p. 1339-1346]. The known method includes nitric acid opening of natural calcium phosphate to obtain a nitric acid extract, removing part of the calcium from the nitric acid extract by crystallization of calcium nitrate upon cooling, followed by separation of the precipitate of calcium nitrate from the mother liquor by filtration or centrifugation, processing the mother liquor into fertilizer by known methods . In this case, the entire nitric acid extract is directed to crystallization, and the fraction of P ₂ O ₅ _aqueous _solution of the total amount of P ₂ O ₅ _{absorption is} regulated by factors affecting the degree of calcium evolution during crystallization of calcium nitrate. The disadvantage of this method is that when reducing the degree of calcium excretion in order to obtain fertilizer with a reduced proportion of P ₂ O ₅ _water _solution from P ₂ O ₅ _{assimilation,} the filterability of the precipitate of calcium nitrate noticeably worsens. in this case, the mass content of the insoluble residue from the phosphate feed increases in the resulting precipitate.

Известен способ получения сложного удобрения [а.с. N 639840, кл. C 05 B 11/06, публ. 13.12.78] путем азотно-кислотного разложения фосфатного сырья с вымораживанием нитрата кальция из азотно-кислотной вытяжки, отделением нитрата кальция фильтрацией и последующей переработки полученного маточного раствора в удобрение, причем часть маточного раствора (70-80%) подвергают переохлаждению до минус 25 - минус 40^oC с помощью жидкого аммиака, а затем смешивают с азотно-кислотной вытяжкой, направляемой на вымораживание нитрата кальция. При этом достигается высокая степень удаления кальция: на 100 г переработанного апатита приходится 197 г удаляемого нитрата кальция. Этот способ наиболее близок к предлагаемому по совокупности существенных признаков.A known method of producing complex fertilizer [and.with. N 639840, class C 05 B 11/06, publ. 12/13/78] by nitric acid decomposition of phosphate raw materials with freezing of calcium nitrate from a nitric acid extract, separation of calcium nitrate by filtration and subsequent processing of the resulting mother liquor into fertilizer, and part of the mother liquor (70-80%) is subjected to supercooling to minus 25 - minus 40 ^o C using liquid ammonia, and then mixed with a nitric acid extract, aimed at freezing calcium nitrate. A high degree of calcium removal is achieved: 100 g of processed apatite accounts for 197 g of the removed calcium nitrate. This method is closest to the proposed combination of essential features.

Известный способ позволяет получить удобрение с низким содержанием кальция, благодаря чему P₂O₅ находится в основном в водорастворимой форме. Однако такие удобрения недостаточно эффективны для кислых почв, поскольку фосфор быстро вымывается почвенной влагой. Для указанных почв более эффективны удобрения со сниженной долей P₂O₅ _водо _раств по отношению к общему количеству P₂O₅ _усв. Известный способ не предусматривает получения таких удобрений.The known method allows to obtain fertilizer with a low content of calcium, due to which P ₂ O ₅ is mainly in water-soluble form. However, such fertilizers are not effective enough for acidic soils, since phosphorus is quickly washed away by soil moisture. For these soils, fertilizers with a reduced proportion of P ₂ O ₅ _water _solution in relation to the total amount of P ₂ O ₅ _{assimilation are more effective} . The known method does not provide for such fertilizers.

Технической задачей настоящего изобретения является возможность получения удобрения с уменьшенной долей P₂O₅ _водо _раств от общего количества P₂O₅ _усв без ухудшения фильтрации на стадии выделения нитрата кальция.An object of the present invention is the ability to obtain fertilizer with a reduced proportion of P ₂ O ₅ _aqueous _solution of the total amount of P ₂ O ₅ _absorption without impairing filtration at the stage of calcium nitrate isolation.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения сложного удобрения, включающем азотно-кислотное вскрытие природного кальцийфосфата с получением азотно-кислотной вытяжки, удаление части кальция из азотно-кислотной вытяжки путем кристаллизации нитрата кальция при охлаждении с последующим отделением осадка нитрата кальция от маточного раствора фильтрацией, смешение азотно-кислотной вытяжки с маточным раствором и переработку раствора в удобрение, азотно-кислотную вытяжку разделяют на два потока, один из которых направляют на кристаллизацию нитрата кальция, второй поток направляют на смешение с маточным раствором, полученным после отделения нитрат кальция, а смешанный раствор направляют на переработку в удобрение. The problem is solved in that in a method for producing a complex fertilizer, including nitric acid opening of natural calcium phosphate to obtain a nitric acid extract, removing part of the calcium from the nitric acid extract by crystallizing calcium nitrate upon cooling, followed by separation of the precipitate of calcium nitrate from the mother liquor by filtration , mixing the nitric acid extract with the mother liquor and processing the solution into fertilizer, the nitric acid extract is divided into two streams, one of which is directed to crystallization of calcium nitrate, the second stream is directed to mixing with the mother liquor obtained after separation of calcium nitrate, and the mixed solution is sent for processing to fertilizer.

Способ проверен в промышленном производстве. The method is tested in industrial production.

Пример 1. Азотно-кислотную вытяжку, полученную азотнкислотным вскрытием апатитового концентрата в действующем производстве, взятую в количестве 99 т/ч и содержащую, % (здесь и далее проценты массовые): P₂O₅ 10,6; Ca 9,5; HNO₃ 6,7, делят на два потока. Один поток при расходе 79,5 т/ч направляют на узел кристаллизации нитрата кальция, где при охлаждении до температуры минус 5^oC выделяют осадок нитрата кальция. Степень кристаллизации нитрата кальция составляет 75% относительно содержания кальция в апатите. Удельная производительность фильтрования осадка нитрата кальция по исходной суспензии составляет 2,0 т/м²•ч. Количество влажных кристаллов нитрата кальция, отделенных фильтрацией, 27 т/ч. Выход азотно-фосфорнокислого маточного раствора (фильтрата) 52,5 т/ч, раствор содержит, %: P₂O₅ 16,3; Ca 3,8. Полученный маточный раствор (52,5 т/ч) объединяют со вторым потоком азотно-кислотной вытяжки при расходе этого потока 19,5 т/ч. В результате смешения растворов результирующая степень выделения кальция составляет 61,5% отн. Объединенный раствор в количестве 72 т/ч направляют на переработку в удобрение с применением аммонизации, сушки и грануляции. Полученное удобрение содержит, %: азот 21, P₂O₅ _усв 20,9, в т.ч. P₂O₅ _водо _раств 10,8; CaO 11,1.Example 1. Nitrogen-acid extract obtained by nitric acid opening of apatite concentrate in the current production, taken in the amount of 99 t / h and containing,% (hereinafter, percent by weight): P ₂ O ₅ 10.6; Ca 9.5; HNO ₃ 6,7 divided into two streams. One stream at a flow rate of 79.5 t / h is sent to the crystallization site of calcium nitrate, where when cooled to a temperature of minus 5 ^o C precipitate calcium nitrate. The degree of crystallization of calcium nitrate is 75% relative to the calcium content in apatite. The specific productivity of filtering the precipitate of calcium nitrate in the initial suspension is 2.0 t / m ² • h. The number of wet crystals of calcium nitrate, separated by filtration, 27 t / h The output of nitric phosphate mother liquor (filtrate) 52.5 t / h, the solution contains,%: P ₂ O ₅ 16.3; Ca 3.8. The resulting mother liquor (52.5 t / h) is combined with a second nitrogen-acid extract stream at a flow rate of 19.5 t / h. As a result of mixing the solutions, the resulting degree of calcium release is 61.5% rel. The combined solution in the amount of 72 t / h is sent for processing into fertilizer using ammonization, drying and granulation. The resulting fertilizer contains,%: nitrogen 21, P ₂ O ₅ _usb 20.9, incl. P ₂ O ₅ _aqueous _solution 10.8; CaO 11.1.

Пример 2 (контрольный). Для сравнения проведен опыт без разделения потоков, в котором степень выделения кальция регулировали путем изменения температуры кристаллизации нитрата кальция. Азотно-кислотную вытяжку, полученную азотно-кислотным вскрытием апатитового концентрата, взятую в количестве 100 т/ч и содержащую, %: P₂O₅ 10,7; Ca 9,1; HNO₃ 6,3, направляют на узел кристаллизации нитрата кальция, где при охлаждении до температуры плюс 5^oC выделяют осадок нитрата кальция. Степень кристаллизации нитрата кальция 60% относительно содержания кальция в апатите. Удельная производительность фильтрования осадка нитрата кальция по исходной суспензии 1,1 т/м²•ч. Количество влажных кристаллов нитрата кальция 26,9 т/ч. Выход маточного раствора 73,1 т/ч, раствор содержит, %: P₂O₅ 14,4; Ca 5,4. Раствор направляют на узел аммонизации. Нейтрализованную аммиаком суспензию упаривают, сушат и гранулируют. Полученное удобрение содержит, %: азот 21,2; P₂O₅ _усв 21,0, в т.ч. P₂O₅ _водо _раств 10,5; CaO - 10,9.Example 2 (control). For comparison, an experiment was conducted without flow separation, in which the degree of calcium release was controlled by changing the crystallization temperature of calcium nitrate. Nitric acid extract obtained by nitric acid opening of apatite concentrate, taken in an amount of 100 t / h and containing,%: P ₂ O ₅ 10.7; Ca 9.1; HNO ₃ 6.3, sent to the crystallization site of calcium nitrate, where when cooled to a temperature of plus 5 ^o C precipitate calcium nitrate. The degree of crystallization of calcium nitrate is 60% relative to the calcium content in apatite. The specific productivity of filtering the precipitate of calcium nitrate in the initial suspension of 1.1 t / m ² • h. The number of wet crystals of calcium nitrate is 26.9 t / h. The output of the mother liquor 73.1 t / h, the solution contains,%: P ₂ O ₅ 14.4; Ca 5.4. The solution is sent to an ammonization unit. The suspension neutralized with ammonia is evaporated, dried and granulated. The resulting fertilizer contains,%: nitrogen 21.2; P ₂ O ₅ _usb 21.0, incl. P ₂ O ₅ _aqueous _{solution of} 10.5; CaO - 10.9.

Приведенные примеры показывают, что предлагаемый способ позволяет получить сложное удобрение с уменьшенной долей P₂O₅ _водо _раств (на уровне 50% отн. ) при хорошей скорости фильтрации осадка нитрата кальция (2 т/м²•ч против 1,1 т/м²•ч в случае регулирования процесса кристаллизации температурным фактором). Способ выгодно отличается от прототипа отсутствием затрат жидкого аммиака на переохлаждение маточного раствора, сниженной нагрузкой на кристаллизаторы и фильтры.The above examples show that the proposed method allows to obtain complex fertilizer with a reduced proportion of P ₂ O ₅ _water _solution (at a level of 50% rel.) With a good filtration rate of calcium nitrate sediment (2 t / m ² • h versus 1.1 t / m ² • h if the crystallization process is controlled by the temperature factor). The method compares favorably with the prototype in the absence of the cost of liquid ammonia for supercooling the mother liquor, and the reduced load on the crystallizers and filters.

Claims

A method of producing a complex fertilizer, including nitric acid opening of natural calcium phosphate to obtain a nitric acid extract, removing part of the calcium from the nitric acid extract by crystallization of calcium nitrate upon cooling, followed by separation of the precipitate of calcium nitrate from the mother liquor by filtration, mixing the nitric acid extract with the mother liquor solution and processing the solution into fertilizer, characterized in that the nitric acid extract is divided into two streams, one of which is sent to the crystallization of nitrate calcium, the second is sent for mixing with the mother liquor obtained after separation of the precipitate of calcium nitrate, and the mixed solution is sent for processing to fertilizer.