RU2398753C1 - Method of producing phosphorus-containing fertilisers - Google Patents
Method of producing phosphorus-containing fertilisers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2398753C1 RU2398753C1 RU2009112148/15A RU2009112148A RU2398753C1 RU 2398753 C1 RU2398753 C1 RU 2398753C1 RU 2009112148/15 A RU2009112148/15 A RU 2009112148/15A RU 2009112148 A RU2009112148 A RU 2009112148A RU 2398753 C1 RU2398753 C1 RU 2398753C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolysis
- phosphorus
- producing phosphorus
- soda
- chlorine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности и используется для получения неорганических соединений, в частности к способам получения фосфорсодержащих удобрений электролизом. Изобретение также может быть использовано для переработки отходов содового производства.The invention relates to the chemical industry and is used to produce inorganic compounds, in particular to methods for producing phosphorus-containing fertilizers by electrolysis. The invention can also be used for processing waste soda production.
Производство кальцинированной соды по аммиачному методу влечет за собой образование отходов содовой промышленности - так называемой дистиллерной жидкости, представляющей собой суспензию нерастворимых продуктов (СаСО3, CaSO4, Са(ОН)2, песка и др.) в растворе хлоридов натрия, кальция и аммония.The production of soda ash by the ammonia method entails the formation of soda industry waste - the so-called distiller liquid, which is a suspension of insoluble products (CaCO 3 , CaSO 4 , Ca (OH) 2 , sand, etc.) in a solution of sodium, calcium, and ammonium chlorides .
Применение дистиллерной жидкости для получения хлорида кальция полностью не решает проблему сброса отходов в сточную воду, так как масштабы потребления хлорида кальция сравнительно невелики.The use of distiller liquid for the production of calcium chloride does not completely solve the problem of dumping waste into wastewater, since the scale of consumption of calcium chloride is relatively small.
Известен способ переработки фосфорсодержащих отходов с получением минеральных удобрений, сущность которого заключается в кислотной обработке фосфорсодержащего шлама - продукта обезвреживания сточных вод от экстракционной фосфорной кислоты (Патент RU 2243196, 12.01.2004 С1). Однако исходным сырьем в предлагаемом способе является отход, который содержит фосфор.There is a method of processing phosphorus-containing waste to produce mineral fertilizers, the essence of which is the acid treatment of phosphorus-containing sludge - a product of the neutralization of wastewater from extraction phosphoric acid (Patent RU 2243196, January 12, 2004 C1). However, the feedstock in the proposed method is waste, which contains phosphorus.
Проведенный авторами предлагаемого способа патентный поиск по способам получения фосфорных удобрений не выявил наиболее близких аналогов данного изобретения.Conducted by the authors of the proposed method, a patent search on methods for producing phosphate fertilizers did not reveal the closest analogues of this invention.
Существующие способы по утилизации дистиллерной жидкости посвящены в основном химическому синтезу отдельных кальцийсодержащих продуктов.Existing methods for the disposal of distiller liquid are mainly devoted to the chemical synthesis of individual calcium-containing products.
Наиболее близким по сущности изобретения, если отнести предлагаемое изобретение к способам переработки дистиллерной жидкости, можно назвать способ получения сахарата кальция (Патент RU (11) 2086654 (13) С1). Сущность изобретения в том, что сахарат кальция образуется при электролизе раствора хлорида кальция одного из компонентов дистиллярной жидкости. Электролиз проводится в электролизере с катионитовой мембраной, катодная камера которого содержит 7-10% сахарозы, анодная - 20-25%-ный раствор хлористого кальция. Анод - платина, платинированный титан, катод - сталь.The closest to the essence of the invention, if the invention is related to methods for processing distiller liquid, a method for producing calcium sugar can be called (Patent RU (11) 2086654 (13) C1). The essence of the invention is that calcium sugar is formed during the electrolysis of a solution of calcium chloride of one of the components of the distillate fluid. The electrolysis is carried out in an electrolyzer with a cation exchange membrane, the cathode chamber of which contains 7-10% sucrose, and the anode chamber contains a 20-25% solution of calcium chloride. Anode - platinum, platinum titanium, cathode - steel.
Недостатком данного способа является применение в качестве католита 7-10% раствора сахарозы, не проводящей электрический ток, что приводит к повышенному расходу электроэнергии. Кроме того, по данному способу перерабатывается только один из компонентов сточной воды.The disadvantage of this method is the use as catholyte 7-10% sucrose solution that does not conduct electric current, which leads to increased energy consumption. In addition, this method processes only one of the components of the wastewater.
Задачей предлагаемого способа является создание метода переработки отходов содовой промышленности - «дистиллерной жидкости» - с получением фосфорсодержащего удобрения.The objective of the proposed method is to create a method for processing waste from the soda industry - "distiller liquid" - with the production of phosphorus fertilizers.
Технический результат - улучшение экологической обстановки.The technical result is an improvement in the environmental situation.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что электролиз проводится в двухкамерном электролизере, в котором в анодное пространство заливают водный раствор отхода содового производства (смесь хлоридов кальция, натрия и аммония), а в катодное - 10% раствор фосфорной кислоты. В данном случае использовали модельный раствор дистиллерной жидкости исходя из общих потерь при производстве соды:The essence of the proposed method lies in the fact that the electrolysis is carried out in a two-chamber electrolyzer, in which an aqueous solution of soda production waste (a mixture of calcium, sodium and ammonium chlorides) is poured into the anode space, and a 10% solution of phosphoric acid is introduced into the cathode. In this case, we used a model solution of distiller liquid based on the total losses in the production of soda:
CaCl2 - 1 т/т соды,CaCl 2 - 1 t / t soda,
NaCl - 0,5 т/т соды,NaCl - 0.5 t / t soda,
NH3 - 10 кг/т соды,NH 3 - 10 kg / t soda,
NH4Cl - 31,47 кг/т содыNH 4 Cl - 31.47 kg / t soda
с ионным составом: [Са2+] - 39 г/л; [Na+] - 21,27 г/л; [NH4 +] - 1,082 г/л.with ionic composition: [Ca 2+ ] - 39 g / l; [Na + ] - 21.27 g / l; [NH 4 + ] - 1.082 g / l.
В качестве катода использовали титановую пластинку, а в качестве анода - ОРТА.A titanium plate was used as a cathode, and ORTA as an anode.
В катодной камере происходит образование жидкого фосфорсодержащего удобрения за счет переноса ионов кальция, натрия и аммония через катионообменную мембрану, которое можно использовать в жидком состоянии или перевести в гранулированное состояние путем предварительного выпаривания воды. Электролиз необходимо проводить до достижения слабокислой среды (рН 4-5). При этом в катодной камере при взаимодействии ионов кальция, преобладающих в дистиллерной жидкости, с фосфат ионами в присутствии избытка фосфорной кислоты образуется в основном водорастворимый монокальций фосфат Са(H2PO4)2 ·Н2О (двойной суперфосфат). Ионы натрия и аммония также взаимодействуют с фосфат ионами, образуя фосфаты натрия и аммония в концентрациях, соответствующих их содержанию в исходной дистиллерной жидкости. Наличие ионов аммония в растворе является преимуществом и способствует образованию фосфата аммония, являющегося комплексным удобрением, содержащим фосфор и азот. Дальнейшее осуществление электролиза до достижения более высоких значений рН приводит к образованию нерастворимых фосфатов кальция, осаждающихся на поверхности мембраны и препятствующих прохождению электрического тока. Кроме того, на аноде при электролизе выделяется ценный продукт - газообразный хлор, который поглощается раствором 1М NaOH с получением гипохлорита натрия (NaClO).In the cathode chamber, liquid phosphorus-containing fertilizer is formed due to the transfer of calcium, sodium and ammonium ions through a cation exchange membrane, which can be used in a liquid state or transferred to a granular state by preliminary evaporation of water. Electrolysis must be carried out until a slightly acidic medium is reached (pH 4-5). In this case, in the cathode chamber, when calcium ions prevailing in the distillation liquid interact with phosphate ions in the presence of an excess of phosphoric acid, mainly water-soluble monocalcium phosphate Ca (H 2 PO 4 ) 2 · Н 2 О (double superphosphate) is formed. Sodium and ammonium ions also interact with phosphate ions, forming sodium and ammonium phosphates in concentrations corresponding to their content in the starting distiller liquid. The presence of ammonium ions in the solution is an advantage and contributes to the formation of ammonium phosphate, which is a complex fertilizer containing phosphorus and nitrogen. Further electrolysis to achieve higher pH values leads to the formation of insoluble calcium phosphates, which precipitate on the membrane surface and impede the passage of electric current. In addition, a valuable product is released at the anode during electrolysis - chlorine gas, which is absorbed by a solution of 1 M NaOH to produce sodium hypochlorite (NaClO).
На чертеже представлена зависимость выхода по веществу фосфорсодержащего удобрения от плотности тока (Q=3,0 А·ч, С (H3PO4)=10%, анолит - дистиллерная жидкость). Как видно из чертежа, с увеличением плотности тока происходит увеличение выхода по веществу фосфорного удобрения до плотности тока 0,1 А/см2. При плотности тока больше 0,1 А/см2 при одном и том же количестве пропущенного электричества выходы фосфатов уменьшаются, что связано с перераспределением тока на процесс выделения водорода и хлора.The drawing shows the dependence of the yield on the substance of phosphorus-containing fertilizer on the current density (Q = 3.0 A · h, C (H 3 PO 4 ) = 10%, anolyte - distiller liquid). As can be seen from the drawing, with increasing current density there is an increase in the yield of phosphorus fertilizer material to a current density of 0.1 A / cm 2 . When the current density is more than 0.1 A / cm 2 with the same amount of transmitted electricity, the phosphate yields decrease, which is associated with the redistribution of current to the process of hydrogen and chlorine evolution.
Пример 1. В катодную камеру электролизера, изготовленного из фторопласта, разделенного на катодное и анодное пространства с помощью катионитовой мембраны МК-40, заливают 200 мл 10% раствора фосфорной кислоты, а в анодную - раствор дистиллерной жидкости. Анод - ОРТА, катод - титан. Напряжение на электролизере 3,0 В, плотность тока 0,1 А/см2. Выход по току монокальций фосфата 90%, выход по веществу - 69%.Example 1. In the cathode chamber of an electrolyzer made of fluoroplastic, divided into cathode and anode spaces using a MK-40 cation exchange membrane, 200 ml of a 10% solution of phosphoric acid are poured, and a solution of distiller liquid is poured into the anode. The anode is ORTA, the cathode is titanium. The voltage on the cell is 3.0 V, the current density is 0.1 A / cm 2 . The current efficiency of monocalcium phosphate is 90%, the material yield is 69%.
Пример 2. Электролиз осуществляется по примеру 1, с тем отличием, что плотность тока составляет 0,3 А/см2. Вход по току монокальций фосфата 80%, выход по веществу - 52%.Example 2. Electrolysis is carried out according to example 1, with the difference that the current density is 0.3 A / cm 2 . The current input of monocalcium phosphate is 80%, the substance yield is 52%.
Предлагаемый способ переработки «дистиллерной жидкости» обладает рядом преимуществ:The proposed method of processing "distiller liquid" has several advantages:
- экономичность и доступность способа вследствие утилизации многотоннажных отходов содовой промышленности;- efficiency and availability of the method due to the disposal of large-tonnage waste from the soda industry;
- при электролизе на электродах выделяется побочный продукт - хлор, используемый для получения хлорсодержащих соединений;- during electrolysis on the electrodes, a by-product is emitted - chlorine, used to produce chlorine-containing compounds;
- экологическая чистота продукта.- environmental cleanliness of the product.
Способ можно реализовать при утилизации отходов содовой промышленности с получением фосфорсодержащих удобрений, применяемых в сельском хозяйстве.The method can be implemented when disposing of soda industry wastes with the production of phosphorus-containing fertilizers used in agriculture.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
- предлагаемый способ можно использовать не только в лабораторных, но и в промышленных условиях;- the proposed method can be used not only in laboratory but also in industrial conditions;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.- for the claimed method in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009112148/15A RU2398753C1 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Method of producing phosphorus-containing fertilisers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009112148/15A RU2398753C1 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Method of producing phosphorus-containing fertilisers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2398753C1 true RU2398753C1 (en) | 2010-09-10 |
Family
ID=42800444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009112148/15A RU2398753C1 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Method of producing phosphorus-containing fertilisers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2398753C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2646060C1 (en) * | 2017-06-08 | 2018-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Method of acid processing of phosphate raw materials |
| RU2780234C1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-09-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method for producing complex liquid fertilizers based on distiller's liquid |
-
2009
- 2009-04-01 RU RU2009112148/15A patent/RU2398753C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2646060C1 (en) * | 2017-06-08 | 2018-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Method of acid processing of phosphate raw materials |
| RU2780234C1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-09-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method for producing complex liquid fertilizers based on distiller's liquid |
| RU2820127C1 (en) * | 2023-07-31 | 2024-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method of processing distillation liquid of ammonia-soda production |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ye et al. | Fractionating various nutrient ions for resource recovery from swine wastewater using simultaneous anionic and cationic selective-electrodialysis | |
| CN104086019A (en) | Industrial high-concentration phosphorus-containing wastewater treatment method | |
| CN102417169B (en) | Acidolysis method of magnesium-containing phosphate rock | |
| CN101555076B (en) | Ammonian remover used for treating highly concentrated ammonian wastewater and treatment method | |
| CN103224261B (en) | Method for extracting inorganic salt in industrial wastewater and method for recycling industrial wastewater | |
| CN102502552A (en) | Method for recycling phosphorus and fluoride in sewage residue of phosphorus fertilizer plant | |
| CN102126742B (en) | Method for producing chloride-based compound fertilizer and co-producing gypsum through decomposing phosphorite with hydrochloric acid | |
| CN105905878A (en) | Process for producing food-grade calcium hydrophosphate | |
| CN102701167A (en) | Method for producing industrial ammonium dihydrogen phosphate | |
| CN103274418B (en) | Method for preparing sodium fluosilicate with industrial wastes, namely fluosilicic acid and sodium chloride | |
| CN105502516A (en) | Method for preparing polyferric chloride from steel pickling wastewater | |
| CN103011641B (en) | Method for preparing high-activity alpha type hemihydrate gypsum cementing materials by using reaction of chlorine-alkali waste liquid treating ardealite | |
| RU2398753C1 (en) | Method of producing phosphorus-containing fertilisers | |
| CN102344219A (en) | Method of total halogenated caustic production | |
| CN100402418C (en) | Hydrochloric acid process of producing feed level calcium diphosphate and gypsum coproduct | |
| CN101481096B (en) | Technological process for producing sulphuric acid from waste gypsum and carbon dioxide and implementing membrane coupled reactor thereof | |
| CN101481802B (en) | Method for preparing sodium dichromate dehydrate by ionic membrane electrolysis method | |
| CN104591336A (en) | Method for recovering phosphorus from fosfomycin-containing wastewater | |
| CN105819415B (en) | A kind of production method for the full utilization of resources of phosphorus ore that hydrochloric acid produces calcium hydrogen phosphate fodder | |
| CN102145929A (en) | Method for treating alkaline high-concentration fluorine-containing waste water | |
| US2330865A (en) | Recovery of phosphate from phosphate boiler sludge | |
| CN101734634A (en) | Method for producing monopotassium phosphate | |
| CN102583294A (en) | Method for producing sodium tripolyphosphate by replacing ammonium nitrate with sodium nitrate taken as catalyst | |
| CN102942166A (en) | Method for preparing toothpaste/food/medicine grade calcium hydrophosphate from phosphoric acid by wet process | |
| Fröhlich et al. | The PARFORCE-Technology (Germany) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180402 |