RU2286319C1

RU2286319C1 - Method for preparing granulated ammophos

Info

Publication number: RU2286319C1
Application number: RU2005112943/15A
Authority: RU
Inventors: Игорь Григорьевич Гришаев (RU); Игорь Григорьевич Гришаев; Владимир Анатольевич Гриневич (RU); Владимир Анатольевич Гриневич; Виктор Васильевич Долгов (RU); Виктор Васильевич Долгов; Михаил Иванович Резеньков (RU); Михаил Иванович Резеньков
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2006-10-27

Abstract

FIELD: fertilizers, chemical technology.

SUBSTANCE: invention relates to a method for preparing granulated ammophos. Method involves neutralization of phosphoric acid with ammonia, granulation of product by pulp raising dust on the recycle particles in the presence of acid agent added in the amount necessary for providing pH value of granulated mixture 3.5-4.8 and simultaneous drying the ready product. Acid neutralizing agent is applied preliminary on the recycle granules surface at temperature 70-90°C wherein the recycle is taken with granules strength 3-8 MPa. As acid agent method involves using phosphoric and/or sulfuric acids. Invention provides increasing yield of commercial fraction 2-5 mm up to 80-90%.

EFFECT: improved preparing method.

2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к производству гранулированных минеральных удобрений, а именно к способу получения гранулированного аммофоса, широко используемого в сельском хозяйстве.The invention relates to the production of granular mineral fertilizers, and in particular to a method for producing granular ammophos, widely used in agriculture.

Гранулированный аммофос получают нейтрализацией фосфорной кислоты аммиаком и последующим гранулированием и сушкой готового продукта. При этом одним из самых распространенных способов производства гранулированного аммофоса является производство его с использованием на стадии гранулирования барабанных грануляторов-сушилок (БГС), где пульпа фосфатов аммония распыливается на мелкую фракцию готового продукта (ретур) и высыхает при контакте с горячим теплоносителем. При этом для достижения различных целей (например, снижение ретурности процесса, повышение прочности гранул, сокращение выбросов аммиака и других) разработаны многочисленные способы получения гранулированных удобрений на основании фосфатов аммония, в которых на стадию гранулирования вводят кислый нейтрализующий агент.Granular ammophos is obtained by neutralizing phosphoric acid with ammonia and then granulating and drying the finished product. At the same time, one of the most common methods for the production of granular ammophos is to use it at the stage of granulation of drum granulator dryers (BGS), where the pulp of ammonium phosphates is sprayed onto a small fraction of the finished product (retur) and dries upon contact with a hot heat carrier. At the same time, to achieve various goals (for example, reducing the process retur, increasing the strength of granules, reducing emissions of ammonia and others), numerous methods have been developed for producing granular fertilizers based on ammonium phosphates, in which an acid neutralizing agent is introduced into the granulation stage.

Так например, известен способ получения комплексных удобрений, где гранулирование ведут в присутствии кислой пульпы фосфатов аммония с мольным отношением 0,4-0,6. Кислый нейтрализующий агент подают одновременно с основной пульпой фосфатов аммония, полученной нейтрализацией фосфорной кислоты аммиаком и упаркой ее (А.с. СССР №685652, С 05 В 7/00, 1979 г.).For example, a method for producing complex fertilizers is known, where granulation is carried out in the presence of acidic pulp of ammonium phosphates with a molar ratio of 0.4-0.6. An acidic neutralizing agent is fed simultaneously with the main pulp of ammonium phosphates obtained by neutralizing phosphoric acid with ammonia and stripping it (AS USSR No. 685652, C 05 V 7/00, 1979).

Недостатком способа является невысокая прочность гранул - 1,5-2,5 МПа и достаточно большая слеживаемость. Кроме того, процесс сложен в аппаратурном оформлении, т.к. требует больших объемов абсорбционной аппаратуры вследствие высоких выбросов аммиака.The disadvantage of this method is the low strength of the granules - 1.5-2.5 MPa and a sufficiently large caking. In addition, the process is complicated in hardware design, as requires large volumes of absorption equipment due to high emissions of ammonia.

Известен также способ получения гранулированного сложного удобрения, по которому в аппарат БГС подают ретур, на который распыливают пульпу фосфатов аммония. Одновременно коаксиально факелу распыла подают фосфорную кислоту. Полученные гранулы обрабатывают теплоносителем.There is also known a method for producing granular complex fertilizer, according to which a retur is fed into the BGS apparatus onto which ammonium phosphate pulp is sprayed. At the same time, phosphoric acid is fed coaxially to the spray torch. The obtained granules are treated with a coolant.

Предлагаемое одновременное распыливание пульпы фосфатов аммония и нейтрализующего агента приводит не к образованию разнородных слоев на грануле, а к взаимодействию двух потоков во взвешенном состоянии в факеле распыла. В результате пульпа закисляется и теряет адгезионные свойства еще до контакта с гранулой ретура, причем тем быстрее, чем меньше влажность пульпы. Это увеличивает образование мелочи, т.е. снижает выход товарной фракции (на 1983 г. это - 90% фракции 1-4 мм), что в пересчете на требования 2005 г. составляет не более 50-60% по фракции 2-5 мм (А.с. СССР №1421727, С 05 В 7/00, 1988 г.).The proposed simultaneous spraying of a pulp of ammonium phosphates and a neutralizing agent does not lead to the formation of heterogeneous layers on the granule, but to the interaction of two flows in suspension in a spray torch. As a result, the pulp is acidified and loses its adhesive properties even before contact with the retur granule, and the faster, the less the pulp moisture. This increases the formation of fines, i.e. reduces the yield of the commercial fraction (in 1983 this is 90% of the 1-4 mm fraction), which in terms of 2005 requirements is no more than 50-60% for the 2-5 mm fraction (AS USSR No. 1421727, C 05 B 7/00, 1988).

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения гранулированного удобрения, в том числе аммофоса, включающий нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком и гранулирование продукта в присутствии кислого нейтрализующего агента в аппарате БГС. По этому способу кислый нейтрализующий агент смешивают в форсунке с полученной после нейтрализации пульпы и распыляют на ретур. В качестве кислого нейтрализующего агента берут серную, азотную и/или фосфорную кислоты.The closest to the described by the technical nature and the achieved result is a known method for producing granular fertilizers, including ammophos, including the neutralization of phosphoric acid with ammonia and granulation of the product in the presence of an acid neutralizing agent in the BHS apparatus. According to this method, an acidic neutralizing agent is mixed in a nozzle with pulp obtained after neutralization and sprayed onto a retur. Sulfuric, nitric and / or phosphoric acids are taken as an acid neutralizing agent.

Недостатком описываемого способа является сравнительно низкий (71-78%) выход товарной фракции. Это объясняется тем, что за время от смешения до гранулирования успевает образоваться пульпа с рН 3,5-4,8, которая при влажности 5-24% имеет низкую растворимость, вследствие чего ее распыливание при давлении 0,5-4 атм приводит к образованию малоадгезионных капель. В результате из них в свободном пространстве гранулятора формируются самостоятельные частицы, а продукт измельчается, т.е. снижается выход товарной фракции (А.с. СССР №1082779, С 05 В 7/00, 1984 г.).The disadvantage of the described method is the relatively low (71-78%) yield of the product fraction. This is because during the time from mixing to granulation, a pulp with a pH of 3.5-4.8 has time to form, which at a moisture content of 5-24% has a low solubility, as a result of which its spraying at a pressure of 0.5-4 atm leads to the formation of low adhesion drops. As a result, independent particles are formed from them in the free space of the granulator, and the product is crushed, i.e. the yield of the product fraction is reduced (AS USSR No. 1082779, C 05 V 7/00, 1984).

Нами поставлена задача повысить выход товарной фракции продукта, что особенно важно в связи с современными требованиями и гранулометрическому составу (товарной считается фракция 2-5 мм).We set the task to increase the yield of the product fraction of the product, which is especially important in connection with modern requirements and particle size distribution (the fraction of 2-5 mm is considered to be commercial).

Задача решена в предложенном способе получения гранулированного аммофоса, включающем нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком, гранулирование полученной пульпы в присутствии нейтрализующего кислого агента, вводимого в количестве, необходимом для достижения рН гранулированной смеси равного 3,5-4,8, и одновременную сушку готового продукта. По предлагаемому способу кислый нейтрализующий агент предварительно наносят на поверхность гранул ретура при температуре 70-90°С, при этом ретур берут с прочностью гранул 3-8 МПа. Целесообразно в качестве нейтрализующего агента брать фосфорную и/или серную кислоты.The problem was solved in the proposed method for producing granular ammophos, including neutralizing phosphoric acid with ammonia, granulating the resulting pulp in the presence of a neutralizing acid agent, introduced in an amount necessary to achieve a granular mixture pH of 3.5-4.8, and simultaneously drying the finished product. According to the proposed method, an acid neutralizing agent is preliminarily applied to the surface of the retur granules at a temperature of 70-90 ° C, while the retur is taken with a granular strength of 3-8 MPa. It is advisable to take phosphoric and / or sulfuric acid as a neutralizing agent.

Отличием предлагаемого способа является предварительное нанесение кислого агента на частицы ретура (до подачи в гранулятор), что позволяет нейтрализовать пульпу фосфатов аммония не в каплях, а в пленке на поверхности гранулы. Этот прием предотвращает контакт пульпы с нейтрализующим агентом в свободном пространстве и/или на внутренней поверхности аппарата, т.е. - образование избыточного количества самостоятельных частиц и/или наростов внутри аппарата и гарантирует рост гранул ретура. При этом частицы ретура должны обладать определенной пористостью структуры, чтобы скорость поглощения жидкой фазы гранул была оптимальной. Такой пористостью обладают гранулы прочностью 3-8 МПа. В связи с тем, что получение таких гранул зависит от множества факторов, а именно от влажности пульпы, вязкости ее, температуры теплоносителя на входе и на выходе из аппарата, от температуры и давления распыливающего агента, ретурности процесса. Эти показатели определяются и устанавливаются в каждом конкретном производстве в зависимости от концентрации используемой кислоты и других факторов. Но все они должны быть направлены на получение ретура с прочностью гранул в указанном диапазоне, т.к. при прочности гранул менее 3 МПа скорость поглощения нейтрализующей жидкости порами слишком высока и не позволяет использовать ее для быстрого снижения рН пульпы. В результате кислый агент уходит вглубь гранулы, а пульпа при высоком рН успевает загустеть на ее поверхности. Химический состав гранулы становится неоднородным, что ухудшает свойства продукта из-за возможной перекристаллизации при хранении. При прочности гранул свыше 8 МПа нейтрализующий агент практически не поглощается гранулами и плохо удерживается на поверхности. Стекая с нее, он контактирует с пульпой в факеле распыливания, т.е. снижение рН происходит не на гранулах, за счет чего образуются самостоятельные мелкие частицы.The difference of the proposed method is the preliminary deposition of an acidic agent on the retur particles (before being fed into the granulator), which allows neutralizing the pulp of ammonium phosphates not in drops but in the film on the surface of the granule. This technique prevents the pulp from contacting with the neutralizing agent in free space and / or on the inside of the apparatus, i.e. - the formation of an excessive amount of independent particles and / or growths inside the apparatus and guarantees the growth of retura granules. In this case, retur particles must have a certain porosity of the structure so that the absorption rate of the liquid phase of the granules is optimal. Granules with a strength of 3-8 MPa have such porosity. Due to the fact that the production of such granules depends on many factors, namely, on the moisture of the pulp, its viscosity, the temperature of the coolant at the inlet and outlet of the apparatus, the temperature and pressure of the spraying agent, and the process retention. These indicators are determined and set in each specific production depending on the concentration of acid used and other factors. But all of them should be aimed at obtaining a retur with the strength of the granules in the specified range, because when the strength of the granules is less than 3 MPa, the rate of absorption of the neutralizing liquid by the pores is too high and does not allow it to be used to quickly reduce the pH of the pulp. As a result, the acidic agent goes deeper into the granule, and the pulp at a high pH has time to thicken on its surface. The chemical composition of the granule becomes heterogeneous, which affects the properties of the product due to possible recrystallization during storage. When the strength of the granules exceeds 8 MPa, the neutralizing agent is practically not absorbed by the granules and is poorly retained on the surface. When it flows from it, it contacts the pulp in a spray torch, i.e. the decrease in pH does not occur on granules, due to which independent fine particles are formed.

Такую же роль играет и температура нанесения кислого нейтрализующего агента на частицы ретура.The temperature of applying an acidic neutralizing agent to retur particles plays the same role.

Пример осуществления способа. 1000 кг фосфорной кислоты концентрацией 44% Р₂О₅ нейтрализуют 127 кг аммиака. Полученную пульпу при рН 6,2 и давлении 2,5 атм распыливают в барабанный гранулятор - сушилку (БГС), где ее температура падает со 140°С до 105°С, а влажность - с 35% до 18% за счет испарения воды от тепла реакции. 800 кг ретура с прочностью гранул 6 МПа смачивают 168 кг той же фосфорной кислоты при температуре 85°С (рН смеси составляет 3,9) и подают в БГС. Одновременно БГС продувают теплоносителем с начальной температурой 400°С. После сушки из БГС выгружают 1638 кг шихты с рН 4,6, содержащей 90% фракции 2-5 мм. Шихту рассеивают и получают 838 кг аммофоса, а гранулы менее 2,5 мм возвращают на смачивание фосфорной кислотой.An example implementation of the method. 1000 kg of phosphoric acid with a concentration of 44% P ₂ O ₅ neutralize 127 kg of ammonia. The resulting pulp at a pH of 6.2 and a pressure of 2.5 atm is sprayed into a drum granulator - dryer (BGS), where its temperature drops from 140 ° C to 105 ° C, and humidity - from 35% to 18% due to the evaporation of water from heat of reaction. 800 kg of reture with a strength of granules of 6 MPa are wetted with 168 kg of the same phosphoric acid at a temperature of 85 ° C (pH of the mixture is 3.9) and served in BHS. At the same time, the GHS is purged with a coolant with an initial temperature of 400 ° C. After drying, 1638 kg of a mixture with a pH of 4.6 containing 90% of a fraction of 2-5 mm are discharged from the BHS. The mixture is dispersed and 838 kg of ammophos are obtained, and granules of less than 2.5 mm are returned to wetting with phosphoric acid.

Результаты остальных опытов проведенных при других параметрах, приведены в таблице (нейтрализующие добавки, в качестве которых используют также серную кислоту или смесь ее с фосфорной кислотой, вводили в количествах, необходимых для получения рН смеси в пределах 3,5-4,8).The results of other experiments carried out at other parameters are shown in the table (neutralizing additives, which also use sulfuric acid or a mixture of it with phosphoric acid, were introduced in the amounts necessary to obtain a pH of the mixture in the range of 3.5–4.8).

№ опытовNo. of experiments Прочность гранул ретура, МПаThe strength of the granules reture, MPa Температура гранул ретура, °СThe temperature of the retur granules, ° C Выход из БГС фракции 2-5 мм, %The output of the BGS fraction 2-5 mm,% 1one 2,52,5 8585 6060 22 3,03.0 8585 8080 33 6,06.0 8585 9090 4four 8,08.0 8585 8080 55 8,58.5 8585 7070 66 6,06.0 6565 50fifty 77 6,06.0 7070 8080 88 6,06.0 9090 8080 99 6,06.0 9595 7070

Как видно из таблицы, выход товарной фракции 2-5 мм из БГС резко уменьшается при снижении прочности гранул менее 3 МПа или температуры менее 70°С, а также при увеличении прочности более 8 МПа или температуры свыше 90°С.As can be seen from the table, the yield of a commodity fraction of 2-5 mm from BGS sharply decreases with a decrease in pellet strength less than 3 MPa or a temperature less than 70 ° C, as well as with an increase in strength more than 8 MPa or a temperature above 90 ° C.

Таким образом, использование предложенного способа позволяет значительно повысить выход товарной фракции по сравнению со всеми известными ранее способами производства гранулированного аммофоса.Thus, the use of the proposed method can significantly increase the yield of the product fraction in comparison with all previously known methods for the production of granular ammophos.

Claims

1. A method of producing granular ammophos, including neutralizing phosphoric acid with ammonia, granulating the product by spraying pulp onto retur particles in the presence of an acidic agent, introduced in an amount necessary to achieve a granulated mixture pH of 3.5-4.8, and simultaneously drying the finished product characterized in that the acid neutralizing agent is preliminarily applied to the surface of the retur granules at a temperature of 70-90 ° C, while the retur is taken with a granular strength of 3-8 MPa.

2. The method according to claim 1, characterized in that as the acidic agent take phosphoric and / or sulfuric acid.