RU2259941C1 - Способ получения моноаммонийфосфата - Google Patents

Способ получения моноаммонийфосфата Download PDF

Info

Publication number
RU2259941C1
RU2259941C1 RU2004122052/15A RU2004122052A RU2259941C1 RU 2259941 C1 RU2259941 C1 RU 2259941C1 RU 2004122052/15 A RU2004122052/15 A RU 2004122052/15A RU 2004122052 A RU2004122052 A RU 2004122052A RU 2259941 C1 RU2259941 C1 RU 2259941C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
content
acid
phosphoric acid
production
monoammonium phosphate
Prior art date
Application number
RU2004122052/15A
Other languages
English (en)
Inventor
В.А. Гриневич (RU)
В.А. Гриневич
Б.В. Левин (RU)
Б.В. Левин
А.В. Гриневич (RU)
А.В. Гриневич
А.М. Кержнер (RU)
А.М. Кержнер
М.И. Резеньков (RU)
М.И. Резеньков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я.В. Самойлова" (ОАО "НИУИФ")
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 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я.В. Самойлова" (ОАО "НИУИФ") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я.В. Самойлова" (ОАО "НИУИФ")
Priority to RU2004122052/15A priority Critical patent/RU2259941C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2259941C1 publication Critical patent/RU2259941C1/ru

Links

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения моноаммонийфосфата, широко используемого в качестве минерального удобрения. Способ включает разложение фосфата смесью фосфорной и серной кислот, разделение реакционной массы с выделением продукционной кислоты, очистку ее от примесей, концентрирование, аммонизацию с получением фосфатной пульпы и последующие гранулирование и сушку, при этом отделенную продукционную кислоту концентрируют, а затем подвергают очистке от примесей и аммонизируют, поддерживая на этих стадиях содержание Р2О5 в концентрированной кислоте в пределах 52-56%, содержание SO3 - 1,5-3,2%, остаточное содержание твердых примесей осветленной концентрированной кислоты - 0,2-0,6% по массе, а мольное отношение NH33PO4 в пределах 1,01-1,16. Управление выходом на требуемую марку моноаммонийфосфата по содержанию основных питательных веществ и их соотношению осуществляют изменением содержания SO3 в слабой фосфорной кислоте и изменением величины мольного отношения NH33PO4 при аммонизации. Технический результат состоит в увеличении содержания суммы питательных веществ в удобрении и повышении прочности гранул и их однородности. 1 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к способу получения моноаммонийфосфата, широко используемого в качестве минерального удобрения, основанному на разложении фосфатного сырья смесью фосфорной и серной кислот с получением фосфорной кислоты и дальнейшей ее переработкой на моноаммонийфосфат.
Известны способы получения моноаммонийфосфата из апатитового концентрата разложением его с получением фосфорной кислоты, нейтрализации ее аммиаком в одну или две стадии до мольного отношения NH33PO4, равного 1,03-1,2, грануляции и сушки готового продукта (Технология фосфорных и комплексных удобрений./ Под ред. С.Д.Эвенчика и А.А.Бродского. М.: Химия, 1987, с.191-194. Фосфорные удобрения России. М.: Маргус, 1995, с.221-231, Бродский А.А., Гриневич В.А., Гриневич А.В. Современное состояние производства моноаммонийфосфата из апатитовой ЭФК и направления его оптимизации. Химическая промышленность сегодня, № 8, 2003, с.29-35). По данным способам для производства моноаммонийфосфата используется как упаренная фосфорная кислота, так и смесь упаренной и неупаренной фосфорных кислот, а также неупаренная фосфорная кислота. Из апатитовой ЭФК в зависимости от способа производства слабой ЭФК (дигидратный или полугидратный) и наличия стадии концентрирования производится следующий ассортиментный ряд моноаммонийфосфата по содержанию питательных веществ: от 11:52 до 13:52 (содержание азота,%: содержание фосфора в пересчете на Р2O5,%). Основной типовой маркой моноаммонийфосфата является марка 12:52. Технологический процесс производства проводят без дополнительной очистки фосфорных кислот от примесей. Для получения продукта с содержанием P2O5 52% используется ввод в технологический процесс производства аммофоса серной кислоты, что является методом регулирования содержания Р2O5 в продукте. Норма ввода серной кислоты в некоторых случаях достигается 100 кг мнг/т Р2O5.
Недостатком указанных способов является получение продуктов с содержанием суммы основных питательных веществ (P2O5 и N) не более 62-64% Р2O5 на основе апатитового концентрата - одного из самых чистых видов промышленного фосфатного сырья в мире.
Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения фосфатов аммония, в частности моноаммонийфосфата, включающий разложение фосфата смесью фосфорной и серной кислот, разделение реакционной массы с выделением продукционной кислоты, очистку ее от примесей, концентрирование, аммонизацию с получением фосфатной пульпы и последующие гранулирование и сушку продукта (Патент РФ № 2230026, С 01 В 25/28, С 05 В 7/00, 2003 г.).
По этому способу разложение хибинского апатитового концентрата осуществляют смесью серной (93% H2SO4) и фосфорной кислот.
Полученную реакционную массу разделяют с выделением продукционной фосфорной кислоты, содержащей 28,5-37% P2O5 и 0,5-2% твердых веществ. Содержание P2O5 в слабой фосфорной кислоте зависит от режима ее получения (дигидратный или полугидратный), слабую фосфорную кислоту очищают от примесей (осветляют). В результате чего получают продукционную, осветленную фосфорную кислоту с содержанием 0,2-0,5% по массе твердых веществ и сгущенную пульпу с содержанием 20% твердых веществ. Сгущенную часть полностью возвращают на стадию разложения.
Возможно после очистки слабой фосфорной кислоты ее концентрировать, а далее аммонизировать до мольного отношения NH33PO4=1,05-1,10 (в случае получения моноаммонийфосфата).
Недостатком способа является то, что полученный моноаммонийфосфат по этому способу имеет сравнительно низкую прочность гранул (не более 6 МПа) и однородность состава - содержание фракции 3-4 мм не превышает 50%, вследствие следующих причин:
- сравнительно небольшое удаление балластирующих примесей (сульфата кальция и др.) из слабой фосфорной кислоты (27-59 кг/т Р2О5) из-за значительной их растворимости при концентрациях 28-37%;
- протекание процессов высаливания примесей из осветленной фосфорной кислоты при ее концентрировании, осаждение данных примесей в емкостной аппаратуре и, как следствие, колебания состава фосфорной кислоты на входе в производство удобрений, что дестабилизирует качество моноаммонийфосфата по химическому составу;
- наличие в осаждаемых при концентрировании примесях водонерастворимых соединений фтора, натрия и калия, оказывающих негативное влияние на проведение процесса гранулирования и физико-химические свойства конечного продукта.
Нами была поставлена задача получения моноаммонийфосфата с максимальным содержанием суммы питательных веществ при повышении качества готового продукта по химическому и гранулометрическому составу, его физико-химическим свойствам.
Поставленная задача решена в предлагаемом способе получения моноаммонийфосфата, включающем разложение апатита смесью фосфорной и серной кислот, разделение реакционной массы с выделением продукционной кислоты, очистку ее от примесей, концентрирование, аммонизацию с получением фосфатной пульпы и последующие гранулирование и сушку продукта. По этому способу сначала отделенную продукционную кислоту концентрируют, а затем подвергают очистке от примесей и аммонизируют, при этом варьируя на этих стадиях содержание Р2O5 в концентрированной кислоте в пределах 52-56%, содержание SO3 - 1,5-3,2%, остаточное содержание твердых примесей осветленной концентрированной кислоты - 0,2-0,6% по массе, а мольное отношение NH33PO4 в пределах 1,01-1,16.
Управление выходом на требуемую марку моноаммонийфосфата по содержанию основных питательных веществ и их соотношению осуществляют изменением содержания SO3 в слабой фосфорной кислоте и изменением величины мольного отношения NH33PO4 при аммонизации.
В зависимости от технологических условий и имеющегося оборудования процесс очистки упаренной фосфорной кислоты от взвешенных примесей проводят: осветлением в радиальных отстойниках, тонкослойных отстойниках типа "Ламелла" или цилиндрических тонкослойных отстойниках с вращающимися коническими пластинами; фильтрованием с использованием ленточных вакуум-фильтров; фугованием с использованием отстойных и других видов центрифуг.
Наиболее эффектным удалением взвешенных примесей из упаренной фосфорной кислоты, полученной из апатитового концентрата как дигидратным, так и полугидратным методом до остаточного содержания 0,2-0,6%, является использование тонкослойных отстойников. При использовании в качестве метода очистки от взвесей отстаивания сгущенную часть кислоты возвращают на стадию разложения апатита непосредственно в экстрактор или подвергают фильтрации на вакуум-фильтрах. С целью сокращения до минимума потерь Р2О5 при использовании процесса фильтрации сгущенной части кислоты переработка осадков после вакуум-фильтров осуществляется в экстракционной реакторной системе при производстве слабой ЭФК.
Наиболее технологичной представляется очистка полугидратной ЭФК вследствие более высоких скоростей отстаивания и удельных съемов при разделении на вакуум-фильтрах.
Сущность способа заключается в следующем. Концентрирование слабой фосфорной кислоты ведут до содержания P2O5 в ней 52-56%. При концентрировании часть примесей, растворенных в слабой фосфорной кислоте (сульфат кальция, кремнефториды натрия и калия и др.), выпадает в осадок (процесс высаливания обуславливается изменением растворимости солей). Стадия удаления взвесей из упаренной ЭФК позволяет значительно уменьшить (до 80-100 кг/т Р2O5) попадание в продукционный моноаммонийфосфат балластирующих примесей. Следовательно, содержание питательных веществ в моноаммонийфосфате увеличивается. Процесс очистки упаренной фосфорной кислоты от взвесей проводят при регламентном содержании твердых взвесей в очищенной кислоте на уровне 0,2-0,6% по массе.
Процесс аммонизации фосфорной кислоты с получением более концентрированных марок моноаммонийфосфатата осуществляется без введения дополнительного количества серной кислоты в производство удобрений. Управление требуемой марки моноаммонийфосфата производится изменением сульфатного режима при производстве слабой кислоты. Сульфатный режим в производстве слабой фосфорной кислоты регулируется по содержанию SO3 в фосфорной кислоте после стадии концентрирования. Содержание SO3 в упаренной фосфорной кислоте изменяется от 1,5 до 3,2%.
Возможности изменения содержания сульфатного режима определяются типом используемого процесса производства слабой фосфорной кислоты. Возможная марка продукта по сумме содержания питательных веществ при фиксированном содержании взвесей и концентрации ЭФК определяется содержанием SO3 в упаренной фосфорной кислоте и мольным отношением NH33PO4 при аммонизации.
Введение в технологический процесс производства аммофоса стадии удаления взвесей из упаренной фосфорной кислоты существенно стабилизирует качество ЭФК перед аммонизацией (с учетом высокой дисперсности твердой фазы после стадии очистки до содержания взвесей в ЭФК менее 0,6% практически маловероятно их осаждение взвесей в емкостной аппаратуре), что позволит стабилизировать качество готового продукта по химическому составу и создать реальную возможность исключения ввода корректирующих добавок в производстве удобрений, а также улучшить процесс гранулирования и физико-механические свойства продукта из-за резкого уменьшения водонерастворимых соединений фтора, калия и натрия.
В предлагаемом способе достигнутого эффекта можно добиться только при варьировании и поддержании в строго заявленных пределах всех указанных выше параметров процесса.
Так, например, при уменьшении содержания Р2О5 в упаренной кислоте менее 52% выпадение указанных соединений уменьшается, что приводит к увеличению баластовых примесей в кислоте после стадии удаления взвесей. Концентрированно кислоты выше 56% приводит к увеличению вязкости кислоты, что сопряжено с трудностями транспортирования кислоты и уменьшением скоростей осаждения взвешенных примесей.
Уменьшение содержания твердых веществ в продукционной упаренной кислоте менее 0,2% сопряжено со значительным понижением производительности оборудования. Увеличение содержания взвесей выше 0,6% приводит к спонтанному отстаиванию взвешенных примесей в емкостных аппаратах, что приведет к дестабилизации качества выпускаемого моноаммонийфосфата по химическому составу.
Уменьшение содержания SO3 ниже 1,5% в упаренной фосфорной кислоте приводит к ухудшению процесса кристаллизации сульфата кальция в производстве слабой ЭФК, что резко понижает производительность фильтровального оборудования. Увеличение содержания SO3 в упаренной ЭФК выше 3,2% приводит к блокировке частиц фосфата при разложении фосфата в производстве слабой фосфорной кислоты. И то, и другое ухудшает разложение фосфатного сырья и приводит к дополнительным потерям Р3O5, а следовательно, и удорожанию продукции.
Уменьшение мольного отношения NH32PO4 ниже 1,01 приводит к возможности недонейтрализации свободной фосфорной кислоты и, следовательно, к резкому ухудшению физико-механических свойств готового продукта, увеличение выше величины 1,16 - к увеличению выделения аммиака со стадии нейтрализации, что связано с необходимостью реконструкции системы очитки отходящих газов.
Использование предложенного способа получения моноаммонийфосфата в заявленных интервалах в совокупности позволяет по сравнению с прототипом увеличить содержание суммы питательных веществ до 68-70%, повысить прочность гранул до 7-9 МПа и их однородность (содержание фракции 2-5 мм до 98 и фракции 3-4 мм до уровня 75%). Способ создает реальную возможность исключения ввода корректирующих добавок в производстве удобрений.
Способ проиллюстрирован следующими примерами:
Пример 1. Разложение Хибинского апатитового концентрата (39% Р2O5 содержание фракции +0.16 - 13%) осуществляется смесью серной (93% H2SO4) и фосфорной кислот в режиме полугидратного процесса с получением продукционной фосфорной кислоты, содержащей 37,2% P2O5 и 1,2% твердых веществ. Слабую фосфорную кислоту подвергают концентрированию до 56% Р2O5. Содержание H2SO4 в пересчете на SO3 в упаренной ЭФК составляет 1,5% и поддерживается путем изменения сульфатного режима при производстве слабой фосфорной кислоты. Упаренную фосфорную кислоту очищают от взвесей до остаточного содержания 0,2% с использованием центрифуг. Очищенную от взвесей упаренную фосфорную кислоту подвергают одноступенчатой аммонизации в трубчатом реакторе до мольного отношения NH3:H3PO4=1,14. Полученную пульпу одновременно гранулируют и сушат в аппарате БГС. Товарный моноаммонийфосфат содержит N - 13,1%, Р2O5 - 57,2% при влажности 1,2%. Прочность гранул 8 МПа. Содержание фракции 3-4 мм - 74%.
Пример 2. Разложение Хибинского апатитового концентрата (39% P2O5 содержание фракции +0.16 - 13%) осуществляется смесью серной (93% H2SO4) и фосфорной кислот в режиме дигидратного процесса с получением продукционной фосфорной кислоты, содержащей 28,5% Р2O5 и 2% твердых веществ. Слабую фосфорную кислоту подвергают концентрированию до 52% P2O5. Содержание H2SO4 в пересчете на SO3 в упаренной ЭФК составляет 3,2% и поддерживается путем изменения сульфатного режима при производстве слабой фосфорной кислоты. Упаренную фосфорную кислоту осветляют до остаточного содержания взвешенных веществ 0,5% в тонкослойных отстойниках. Сгущенную часть, содержащую 10-30% взвешенных веществ, подают в экстрактор и перерабатывают в производстве слабой ЭФК. Осветленную упаренную фосфорную кислоту подвергают двухступенчатой аммонизации (1-ая ступень в трубчатом реакторе, 2-ая ступень в аммонизаторе-грануляторе (АГ)) до мольного отношения NH32PO4=1,01, грануляции в аппарате АГ и сушке в сушильном барабане до остаточной влажности 1,2%. Товарный моноаммонийфосфат содержит N - 12,0%, Р2O5 - 56,0%. Прочность гранул 8,5 МПа. Содержание фракции 2-5 мм - 98%.
Пример 3. Процесс получения ЭФК проводят в полугидратном режиме (см. пример 1). Слабую фосфорную кислоту подвергают концентрированию до 54% Р2O5. Содержание H2SO4 в пересчете на SO3 в упаренной ЭФК составляет 2,0% и поддерживается путем изменения сульфатного режима при производстве слабой фосфорной кислоты. Упаренную фосфорную кислоту очищают от взвесей до остаточного содержания 0,5% с использованием вакуум-фильтров. Осадки после вакуум-фильтра перерабатывают в производстве слабой ЭФК (в экстракторе). Очищенную от взвесей упаренную фосфорную кислоту подвергают одноступенчатой аммонизации в трубчатом реакторе до мольного отношения NH32PO4=1,16. Полученную пульпу одновременно гранулируют и сушат в аппарате БГС. Товарный моноаммонийфосфат содержит N - 13,2%, Р2O5 - 56,2% при влажности 1,5%. Прочность гранул 90 МПа. Содержание фракции 3-4 мм составляет 75%.
Пример 4. Процесс получения ЭФК проводят в полугидратном режиме (см. пример 1). Содержание H2SO4 в пересчете на SO3 в упаренной ЭФК (53% P2O5) составляет 2,0% и поддерживается путем изменения сульфатного режима при производстве слабой фосфорной кислоты. Упаренную фосфорную кислоту осветляют до остаточного содержания 0,6% в радиальных отстойниках. Сгущенную часть, содержащую 10-30% взвешенных веществ, подают в экстрактор и перерабатывают в производстве слабой ЭФК. Осветленную упаренную фосфорную кислоту подвергают двухступенчатой аммонизации (см. пример 2) до мольного отношения NH32PO4=1,03, грануляции в аппарате АГ и сушке в сушильном барабане до остаточной влажности 1,2%. Товарный моноаммонийфосфат содержит N - 12,0%, Р2O5 - 57,1% при влажности 1,5%. Прочность гранул 85 МПа. Содержание фракции 3-4 мм составляет 73%.

Claims (2)

1. Способ получения моноаммонийфосфата, включающий разложение апатита смесью фосфорной и серной кислот, разделение реакционной массы с выделением продукционной кислоты, очистку ее от примесей, концентрирование, аммонизацию с получением фосфатной пульпы и последующие гранулирование и сушку продукта, отличающийся тем, что сначала отделенную продукционную кислоту концентрируют, а затем подвергают очистке от примесей и аммонизируют, при этом поддерживают на этих стадиях содержание Р2O5 в концентрированной кислоте в пределах 52-56%, содержание SO3 - 1,5-3,2%, остаточное содержание твердых примесей осветленной концентрированной кислоты 0,2-0,6% по массе, а мольное отношение NH3: H3PO4 в пределах 1,01-1,16.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что управление выходом на требуемую марку моноаммонийфосфата по содержанию основных питательных веществ и их соотношения осуществляют изменением содержания SO3 в слабой фосфорной кислоте и изменением величины мольного отношения NH3: H3PO4 при аммонизации.
RU2004122052/15A 2004-07-21 2004-07-21 Способ получения моноаммонийфосфата RU2259941C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122052/15A RU2259941C1 (ru) 2004-07-21 2004-07-21 Способ получения моноаммонийфосфата

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122052/15A RU2259941C1 (ru) 2004-07-21 2004-07-21 Способ получения моноаммонийфосфата

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2259941C1 true RU2259941C1 (ru) 2005-09-10

Family

ID=35847810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004122052/15A RU2259941C1 (ru) 2004-07-21 2004-07-21 Способ получения моноаммонийфосфата

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2259941C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104140088A (zh) * 2014-07-31 2014-11-12 四川龙蟒钛业股份有限公司 一种用白肥生产肥料级磷酸一铵的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104140088A (zh) * 2014-07-31 2014-11-12 四川龙蟒钛业股份有限公司 一种用白肥生产肥料级磷酸一铵的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080308505A1 (en) System and Process for Removal of Phosphorous and Ammonia from Aqueous Streams
CA2167913A1 (en) Process for recovering organic acids
CN109795995B (zh) 一种盐酸法湿法磷酸高效除杂的方法
US4332779A (en) Phosphoric acid filtration process
CN102674284B (zh) 用萃余酸生产工业磷酸一铵联产肥料级磷酸一铵的方法
RU2259941C1 (ru) Способ получения моноаммонийфосфата
KR900003648B1 (ko) 안정화된 습식 인산의 제조방법
CA1045339A (en) Process and apparatus for purifying wet-processed phosphoric acid
US4952379A (en) Method for purifying calcium nitrate melt/solution which is separated from the mixture obtained by the solution of rock phosphate with nitric acid
CN114014287A (zh) 一种湿法磷酸净化的方法
US4134964A (en) Process and apparatus for purifying wet-processed phosphoric acid
RU2414426C2 (ru) Нитрат кальция
CN111747390A (zh) 一种饲料级磷酸钙盐生产系统及方法
US4610862A (en) Process for producing purified diammonium phosphate from wet process phosphoric acid
RU2812559C1 (ru) Способ получения моноаммонийфосфата
RU2253639C2 (ru) Способ получения гранулированного минерального удобрения, содержащего азот и фосфор, и гранулированное минеральное удобрение
RU2420453C1 (ru) Способ получения аммофоса
RU2759434C1 (ru) Способ получения очищенного моноаммонийфосфата из упаренной экстракционной фосфорной кислоты
RU2230026C1 (ru) Способ получения фосфатов аммония
JPH0261409B2 (ru)
RU2404149C1 (ru) Способ получения сложных азотно-фосфорных удобрений
SU1119998A1 (ru) Способ получени сложного удобрени из бедных фосфоритов
RU2196120C1 (ru) Способ получения аммофоса
SU1096259A1 (ru) Способ получени кормового дикальцийфосфата
RU2154045C1 (ru) Способ получения сложного минерального удобрения

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120722