RU2217400C2 - Method for preparing complex fertilizers - Google Patents

Method for preparing complex fertilizers Download PDF

Info

Publication number
RU2217400C2
RU2217400C2 RU2002105276/12A RU2002105276A RU2217400C2 RU 2217400 C2 RU2217400 C2 RU 2217400C2 RU 2002105276/12 A RU2002105276/12 A RU 2002105276/12A RU 2002105276 A RU2002105276 A RU 2002105276A RU 2217400 C2 RU2217400 C2 RU 2217400C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phosphoric acid
fertilizers
acid
sulfate
pulp
Prior art date
Application number
RU2002105276/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002105276A (en
Inventor
Б.А. Дмитревский
М.А. Шапкин
Н.В. Грачев
Н.Н. Треущенко
Т.Г. Мильбергер
А.В. Карпов
Original Assignee
ОАО "Металлург"
ООО "Эвольвента"
Дмитревский Борис Андреевич
Шапкин Михаил Анатольевич
Грачев Николай Васильевич
Треущенко Надежда Николаевна
Мильбергер Теодор Георгиевич
Карпов Андрей Викторович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Металлург", ООО "Эвольвента", Дмитревский Борис Андреевич, Шапкин Михаил Анатольевич, Грачев Николай Васильевич, Треущенко Надежда Николаевна, Мильбергер Теодор Георгиевич, Карпов Андрей Викторович filed Critical ОАО "Металлург"
Priority to RU2002105276/12A priority Critical patent/RU2217400C2/en
Publication of RU2002105276A publication Critical patent/RU2002105276A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2217400C2 publication Critical patent/RU2217400C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: fertilizers. SUBSTANCE: invention relates to methods for preparing complex fertilizers, in part, nitrogen- phosphorus-potassium fertilizers. Method for preparing complex fertilizers involves neutralization of phosphoric acid with potassium-containing alkaline reagent, mixing the prepared pulp with sulfate-containing reagents at pH = 3.8-5.3, granulation and drying the ready product. Phosphoric acid is neutralized preliminary with phosphoric acid slime in the ratio P2O5 of slime/P2O5 of acid = (0.02-0.4): 1. Sulfuric acid and ammonium sulfate are used as sulfate-containing reagent in the ratio = H2SO4 : (NH4)2SO4 = (0.02-0.09):1. Method provides utilization of slimes obtained in treatment of phosphoric acid and rendering harmless of phosphate solutions and also ammonium sulfate that as by-side product in many chemical and petrochemical manufactures. EFFECT: improved preparing method, simplified method, reduced cost in preparing high-quality fertilizers. 3 cl, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к способам получения сложных удобрений, в частности азотно-фосфорно-калийных туков на основе фосфорной и серной кислот, а также калий- и азотсодержащих реагентов. The present invention relates to methods for producing complex fertilizers, in particular nitrogen-phosphorus-potassium fertilizers based on phosphoric and sulfuric acids, as well as potassium and nitrogen-containing reagents.

Известен способ получения комплексных удобрений путем смешения смеси фосфорной и серной кислот с калийными солями с последующей аммонизацией смеси до рН 4-4,5, ее охлаждения и отделения кристаллического осадка. Для уменьшения слеживаемости в удобрение добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ) (авт. свид. СССР 707901, С 05 G 3/06, oп. 07.01.80). Недостатками известного способа являются сложность и длительность процесса, необходимость введения ПАВ, а также неуравновешенность состава удобрений компонентам. A known method of producing complex fertilizers by mixing a mixture of phosphoric and sulfuric acids with potassium salts, followed by ammonization of the mixture to a pH of 4-4.5, its cooling and separation of the crystalline precipitate. To reduce caking, surfactants are added to the fertilizer (ed. Certificate. USSR 707901, C 05 G 3/06, op. 07.01.80). The disadvantages of this method are the complexity and duration of the process, the need for the introduction of surfactants, as well as the unbalanced composition of the fertilizer components.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения сложных удобрений путем нейтрализации фосфорной и серной кислот калийсодержащим щелочным реагентом и аммиаком, грануляции и сушки готового продукта, в котором нейтрализацию ведут в две стадии: сначала фосфорную кислоту нейтрализуют щелочным калийсодержащим реагентом при рН 3,5-7,2, а затем серную кислоту в присутствии фосфатов калия нейтрализуют аммиаком при рН 3,8-5,3 (патент РФ 2107055, С 05 G 1/06, оп. 20.03.98). Недостатком известного способа является сложность процесса, связанная с применением газообразного аммиака, а также высокая стоимость удобрения в связи с использованием дорогих фосфорной и серной кислот. Closest to the claimed is a method of producing complex fertilizers by neutralizing phosphoric and sulfuric acids with a potassium alkaline reagent and ammonia, granulating and drying the finished product, in which neutralization is carried out in two stages: first, phosphoric acid is neutralized with an alkaline potassium reagent at pH 3.5-7, 2, and then sulfuric acid in the presence of potassium phosphates is neutralized with ammonia at pH 3.8-5.3 (RF patent 2107055, C 05 G 1/06, op. 20.03.98). The disadvantage of this method is the complexity of the process associated with the use of gaseous ammonia, as well as the high cost of fertilizer in connection with the use of expensive phosphoric and sulfuric acids.

Задачей данного изобретения является упрощение и удешевление процесса получения удобрения за счет вовлечения в технологию твердых и жидких отходов и полупродуктов, содержащих фосфор и азот. The objective of the invention is to simplify and reduce the cost of the fertilizer production process by involving solid and liquid wastes and intermediates containing phosphorus and nitrogen in the technology.

Заявляемый способ получения сложных удобрений заключается в нейтрализации фосфорной кислоты калийсодержащим щелочным реагентом при рН 3,5-7,2, смешении полученной пульпы с сульфатсодержащими реагентами при рН 3,8-5,3, грануляции и сушке готового продукта, при этом фосфорную кислоту предварительно нейтрализуют фосфорно-кислотным шламом в массовом соотношении P2O5 шлама/Р2О5 кислоты = 0,02-0,4:1, а в пульпу вводят серную кислоту и сульфат аммония в массовом соотношении Н2SO4:(NH4)2SO4=0,02-0,09:1.The inventive method for producing complex fertilizers consists in neutralizing phosphoric acid with a potassium alkaline reagent at pH 3.5-7.2, mixing the resulting pulp with sulfate-containing reagents at pH 3.8-5.3, granulating and drying the finished product, while phosphoric acid is preliminarily neutralize the phosphoric acid sludge in a mass ratio of P 2 O 5 sludge / P 2 O 5 acid = 0.02-0.4: 1, and sulfuric acid and ammonium sulfate are introduced into the pulp in a mass ratio of H 2 SO4: (NH 4 ) 2 SO 4 = 0.02-0.09: 1.

Использование части фосфора в процессе в виде фосфорно-кислотного шлама, образующегося при обезвреживании фосфатных растворов, с массовой долей P2O5 от 0,1 до 5%, кальцийсодержащими реагентами, например оксидом, и/или гидроксидом и/или карбонатом кальция до рН 6,0-9,0, либо при очистке экстракционной фосфорной кислоты содержащей 20-35% P2O5, карбонатами, и/или гидроксидами щелочных металлов до рН 3,5-7,5, и замена части серной кислоты на твердый сульфат аммония или его растворы, являющиеся побочными продуктами многих химических производств, приводит к значительному удешевлению целевого продукта-удобрения, а исключение введения газообразного аммиака в процесс приводит к существенному его упрощению. Дозировка фосфорно-кислотного шлама на стадию нейтрализации фосфорной кислоты щелочным калийным реагентом позволяет перевести содержащийся в кислоте и шламе фтор в неусвояемую и безопасную форму в виде фторида кальция и фторсиликата калия, что увеличивает экологическую ценность NPK удобрений.The use of a part of phosphorus in the process in the form of phosphoric acid sludge formed during the neutralization of phosphate solutions, with a mass fraction of P 2 O 5 from 0.1 to 5%, calcium-containing reagents, for example oxide, and / or calcium hydroxide and / or calcium carbonate to pH 6.0-9.0, or when purifying extraction phosphoric acid containing 20-35% P 2 O 5 , carbonates, and / or alkali metal hydroxides to pH 3.5-7.5, and replacing part of sulfuric acid with solid sulfate ammonia or its solutions, which are by-products of many chemical industries, leads to a significant reduction in the cost of the target fertilizer product, and the exclusion of the introduction of gaseous ammonia into the process leads to its substantial simplification. The dosage of phosphoric acid sludge to the stage of neutralization of phosphoric acid with an alkaline potassium reagent allows the fluorine contained in the acid and sludge to be converted into an unapproachable and safe form in the form of calcium fluoride and potassium fluorosilicate, which increases the environmental value of NPK fertilizers.

Сущность технологии поясняется примерами. The essence of technology is illustrated by examples.

Пример 1. Example 1

100 кг экстракционной фосфорной кислоты (23% Р2О5) нейтрализуют 2 кг шлама, содержащего 23% P2O5, 8% F, 40% влаги, а затем 71,5 кг 47%-ного раствора поташа (22,2 кг К2O). Соотношение P2O5 шлама/P2О5 кислоты отвечает 0,02: 1. Процесс осуществляют при 80oС в течение 20 мин. При этом в газовую фазу выделяется 10,4 кг СO2 и 5 кг воды. Масса нейтрализованной фосфорно-кислотной пульпы составляет 15,8 кг, рН пульпы 3,5. Затем пульпу направляют на смешение с 3,1 кг 70%-ной серной кислотой и твердым сульфатом аммония в количестве 109 кг при рН 3,8. Соотношение H2SO4:(NH4)2SO4=0,02:1. Количество пульпы составляет 280 кг. При этом в газовую фазу уходит 10 кг воды. Нейтрализованную пульпу направляют на грануляцию и сушку. Масса готового продукта составляет 181,5 кг. Состав удобрения N - 13,4%, P2O5 - 13,3%, К2О - 12,9%. Сумма питательных веществ достигает 39,6%.100 kg of extraction phosphoric acid (23% P 2 O 5 ) neutralize 2 kg of sludge containing 23% P 2 O 5 , 8% F, 40% moisture, and then 71.5 kg of 47% potash solution (22.2 kg K 2 O). The ratio of P 2 O 5 sludge / P 2 O 5 acid corresponds to 0.02: 1. The process is carried out at 80 o C for 20 minutes In this case, 10.4 kg of CO 2 and 5 kg of water are released into the gas phase. The mass of neutralized phosphoric acid pulp is 15.8 kg, pulp pH 3.5. Then the pulp is sent for mixing with 3.1 kg of 70% sulfuric acid and solid ammonium sulfate in an amount of 109 kg at pH 3.8. The ratio of H 2 SO 4 : (NH 4 ) 2 SO 4 = 0.02: 1. The amount of pulp is 280 kg. In this case, 10 kg of water goes into the gas phase. The neutralized pulp is sent to granulation and drying. The mass of the finished product is 181.5 kg. The fertilizer composition N is 13.4%, P 2 O 5 is 13.3%, K 2 O is 12.9%. The amount of nutrients reaches 39.6%.

Пример 2. Example 2

100 кг экстракционной фосфорной кислоты (23% P2O5) нейтрализуют 27 кг шлама, содержащего 17% Р2O5, 6 % F, 45% влаги и 84,3 кг 47%-ного раствора поташа (27 кг К2O). Соотношение P2O5 шлама/Р2О5 кислоты отвечает 0,2:1. Процесс осуществляют при 80oС в течение 20 мин. При этом в газовую фазу уходит 12,6 кг СO2 и 5 кг воды. Масса нейтрализованной фосфорно-кислотной пульпы (рН 6) составляет 193,7 кг. Затем пульпу смешивают с 5,4 кг 80%-ной серной кислоты и 204 кг 30%-ного раствора сульфата аммония при рН 4,5. Соотношение H2SO4:(NH4)2SO4=0,07:1. Количество пульпы составляет 392 кг. При этом в газовую фазу уходит 11 кг воды. Нейтрализованную пульпу направляют на грануляцию и сушку. Масса готового продукта составляет 120 кг. Состав удобрения N - 10,8%, P2O5 -23%, K2O - 22,5%. Сумма питательных веществ: 56%.100 kg of extraction phosphoric acid (23% P 2 O 5 ) neutralize 27 kg of sludge containing 17% P 2 O 5 , 6% F, 45% moisture and 84.3 kg of 47% potash solution (27 kg K 2 O ) The ratio of P 2 O 5 sludge / P 2 O 5 acid corresponds to 0.2: 1. The process is carried out at 80 o C for 20 minutes In this case, 12.6 kg of CO 2 and 5 kg of water go into the gas phase. The mass of neutralized phosphoric acid pulp (pH 6) is 193.7 kg. Then the pulp is mixed with 5.4 kg of 80% sulfuric acid and 204 kg of a 30% solution of ammonium sulfate at pH 4.5. The ratio of H 2 SO 4 : (NH 4 ) 2 SO 4 = 0.07: 1. The amount of pulp is 392 kg. In this case, 11 kg of water goes into the gas phase. The neutralized pulp is sent to granulation and drying. The mass of the finished product is 120 kg. The fertilizer composition N is 10.8%, P 2 O 5 is 23%, K 2 O is 22.5%. Amount of nutrients: 56%.

Пример 3. Example 3

100 кг экстракционной фосфорной кислоты, содержащей 23% P2O5, нейтрализуют 61,3 кг шлама, содержащего 15% P2O5, 4% F, 50% влаги, и 88,4 кг 47%-ного раствора поташа (28,3 кг К2O). Соотношение P2O5 шлама/P2O5 кислоты - 0,4:1. Процесс осуществляют при 80oС в течение 20 мин. При этом в газовую фазу уходит 13,3 кг СO2 и 5 кг воды. Масса нейтрализованной фосфорно-кислотной пульпы составляет 170 кг, рН пульпы 7,2. Затем в пульпу вводят 7,3 кг 93% серной кислоты и 188,5 кг 40%-ного раствора сульфата аммония при рН 5,3. Соотношение H2SO4: (NH4)2SO4=0,09:1. Количество пульпы - 406 кг. При этом в газовую фазу уходит 10 кг воды. Нейтрализованную пульпу направляют на грануляцию и сушку. Масса готового продукта составляет 183 кг. Состав удобрения N - 8,7%, P2O5 - 17,6%, К2О - 16,4%. Сумма питательных веществ: 42,7%.100 kg of extraction phosphoric acid containing 23% P 2 O 5 neutralize 61.3 kg of sludge containing 15% P 2 O 5 , 4% F, 50% moisture, and 88.4 kg of 47% potash solution (28 , 3 kg K 2 O). The ratio of P 2 O 5 sludge / P 2 O 5 acid is 0.4: 1. The process is carried out at 80 o C for 20 minutes In this case, 13.3 kg of CO 2 and 5 kg of water go into the gas phase. The mass of neutralized phosphoric acid pulp is 170 kg, the pH of the pulp is 7.2. Then 7.3 kg of 93% sulfuric acid and 188.5 kg of a 40% solution of ammonium sulfate are introduced into the pulp at pH 5.3. The ratio of H 2 SO 4 : (NH 4 ) 2 SO 4 = 0.09: 1. The amount of pulp is 406 kg. In this case, 10 kg of water goes into the gas phase. The neutralized pulp is sent to granulation and drying. The mass of the finished product is 183 kg. The fertilizer composition N is 8.7%, P 2 O 5 is 17.6%, K 2 O is 16.4%. Amount of nutrients: 42.7%.

Уменьшение количества шлама ниже соотношения P2O5 шлама: P2O5 кислоты = 0,02:1 не даст существенного эффекта в отношении экономии фосфорной кислоты. Увеличение соотношения P2O5 шлама: P2O5 кислоты выше 0,4: 1 приводит к значительному снижению содержания питательных веществ в удобрении. Уменьшение соотношения H2SO4: (NH4)2SO4 менее 0,02: 1 ухудшает физические свойства удобрений. Увеличение соотношения серной кислоты и сульфата аммония выше 0,09: 1 приводит к снижению рН готового продукта, что ухудшает его агрохимическую безопасность.Reducing the amount of sludge below the ratio of P 2 O 5 sludge: P 2 O 5 acid = 0.02: 1 will not have a significant effect on saving phosphoric acid. An increase in the ratio of P 2 O 5 sludge: P 2 O 5 acid above 0.4: 1 leads to a significant reduction in the nutrient content of the fertilizer. A decrease in the ratio of H 2 SO 4 : (NH 4 ) 2 SO 4 less than 0.02: 1 impairs the physical properties of the fertilizer. An increase in the ratio of sulfuric acid and ammonium sulfate above 0.09: 1 leads to a decrease in the pH of the finished product, which affects its agrochemical safety.

В таблице приведена характеристика готовой продукции, полученной по предлагаемому и известному способам. The table shows the characteristics of the finished product obtained by the proposed and known methods.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет выпускать качественные удобрения с использованием шламов, получаемых при очистке фосфорной кислоты и обезвреживании фосфатных растворов, а также сульфата аммония, являющего побочным продуктом химических и нефтехимических производств. As can be seen from the table, the proposed method allows to produce high-quality fertilizers using sludges obtained during the purification of phosphoric acid and the neutralization of phosphate solutions, as well as ammonium sulfate, which is a by-product of chemical and petrochemical industries.

Claims (3)

1. Способ получения сложных удобрений, заключающийся в нейтрализации фосфорной кислоты калийсодержащим щелочным реагентом при рН 3,5-7,2, смешении полученной пульпы с сульфатсодержащими реагентами при рН 3,8-5,3, грануляции и сушке готового продукта, отличающийся тем, что фосфорную кислоту предварительно нейтрализуют фосфорнокислотным шламом в массовом соотношении Р2О5 шлама/ Р2О5 кислоты=0,02-0,4:1, а в пульпу в качестве сульфатсодержащего реагента вводят смесь серной кислоты с сульфатом аммония в массовом соотношении H2SO4:(NH4)2SO4=0,02-0,09:1.1. The method of producing complex fertilizers, which consists in neutralizing phosphoric acid with a potassium alkaline reagent at pH 3.5-7.2, mixing the resulting pulp with sulfate-containing reagents at pH 3.8-5.3, granulating and drying the finished product, characterized in that phosphoric acid is pre-neutralized with phosphoric acid sludge in a mass ratio of P 2 O 5 sludge / P 2 O 5 acid = 0.02-0.4: 1, and a mixture of sulfuric acid with ammonium sulfate in a mass ratio H is introduced into the pulp as a sulfate-containing reagent 2 SO 4 : (NH 4 ) 2 SO 4 = 0.02-0.09: 1. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют фосфорно-кислотный шлам, образующийся при обезвреживании фосфатных растворов, с массовой долей Р2О5 от 0,1 до 5%, кальцийсодержащими реагентами, например, оксидом, и/или гидроксидом, и/или карбонатом кальция до рН 6,0-9,0.2. The method according to claim 1, characterized in that they use phosphoric acid sludge generated during the neutralization of phosphate solutions, with a mass fraction of P 2 O 5 from 0.1 to 5%, calcium-containing reagents, for example, oxide, and / or hydroxide , and / or calcium carbonate to a pH of 6.0-9.0. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют фосфорно-кислотный шлам, образующийся при очистке экстракционной фосфорной кислоты, содержащей 20-35% Р2О5, карбонатами, и/или гидроксидами щелочных металлов до рН 3,5-7,5.3. The method according to claim 1, characterized in that the use of phosphoric acid sludge generated during the purification of extraction phosphoric acid containing 20-35% P 2 O 5 , carbonates, and / or alkali metal hydroxides to a pH of 3.5-7 ,5.
RU2002105276/12A 2002-02-26 2002-02-26 Method for preparing complex fertilizers RU2217400C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002105276/12A RU2217400C2 (en) 2002-02-26 2002-02-26 Method for preparing complex fertilizers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002105276/12A RU2217400C2 (en) 2002-02-26 2002-02-26 Method for preparing complex fertilizers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002105276A RU2002105276A (en) 2003-08-27
RU2217400C2 true RU2217400C2 (en) 2003-11-27

Family

ID=32027467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002105276/12A RU2217400C2 (en) 2002-02-26 2002-02-26 Method for preparing complex fertilizers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2217400C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Технология фосфорных и комплексных удобрений./Под ред. С.Д. Эвенчика, А.А. Бродского. - М.: Химия, 1987, с.240. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2217400C2 (en) Method for preparing complex fertilizers
US4007030A (en) Process for the simultaneous manufacture of phosphoric acid or the salts thereof and a complex multi-component mineral fertilizer
US20230303400A1 (en) Method For Manufacturing Ammonium Sulphate And Calcium Carbonate From Phosphogypsum
RU2412140C2 (en) Method of producing compound fertilisers
CN111517832B (en) Separation method of P, Ca in medium-low grade phosphate ore and method for producing fertilizer
RU2400459C2 (en) Method and mechanism for sulfur-containing nitrogenous fertilisers production
US6821311B1 (en) Method for treating fertilizer process solutions
RU2107055C1 (en) Method of producing compound fertilizers
Alimov et al. The insoluble part of phosphorus fertilizers, obtained by processing of phosphorites of central kyzylkum with partially ammoniated extraction phosphoric acid
RU2157354C1 (en) Complex fertilizer production process
RU2051089C1 (en) Method for production of monohydrate of copper-ammonium phosphate
IL257286A (en) Method for manufacturing an ammonium phosphate fertilizer having low cadmium content
RU2188809C1 (en) Method of production of phosphorus-potassium fertilizers
RU2200139C1 (en) Complex fertilizer production process
SU893977A1 (en) Method of producing complex fertilizer
RU2228322C1 (en) Method for preparing complex water-soluble fertilizers
RU2201394C1 (en) Ammonium phosphate production process
RU2404947C1 (en) Method of obtaining complex fertilisers
SU1165673A1 (en) Method of obtaining fertilizers
RU2243196C1 (en) Method of processing phosphorus-containing waste into mineral fertilizers
RU2276123C2 (en) Method of manufacturing complex mineral fertilizer
RU2263652C1 (en) Method for preparing nitrogen-phosphorus fertilizer
RU2221758C1 (en) Mixed nitrogen-phosphorus fertilizer and a method for production thereof
RU2230026C1 (en) Method for preparing ammonium phosphate
RU2145316C1 (en) Method of preparing complex fertilizers

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20041214

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110227