SU1002236A1 - Способ получени обесфторенных фосфатов аммони - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области производства чистых обесфторенных фосфатов аммони  на основе экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК). Чистые фосфаты аммони  широко примен ютс  в пищевой и медицинской промышленности, сельском хоз йстве и других отрасл х народного хоз йства .

Известен способ получени  фосфата аммони  с низким содержанием фтора путем смешени  ЭФК с растворимой солью кальци , аммофосом и суперфосфатом , аммонизации полученной -змеей и отделени  осадка l Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ получени  обесфторенных фосфатов аммони  из ЭФК путем ее периодической аммонизации в несколько стадий: разбавление ЭФК водой до концентрации 20-28%, введение аммиака в ЭФК в,три приема с различной скоростью до рН 6,0-6,6i отделение осадка после второй или третьей аммонизации с помощью отстойников-декантеров и переработка чистых растворов на фосфаты аммони . Переведение примесей железа, алюмини , кальци 

в негелеобразный и легко отдел емый осадок и, следовательно, получение чистого раствора фосфата аммони  осуществл ют следующим образом: разбавленную ЭФК подают в Т реактор с одновременной быстрой аммонизацией ее до рН 2,в (скорость подачи аммиака составл ет 244-815 ). Затем скорость подачи аммиака в

10 тот же реактор снижают до 32-72 кг/м. ч и довод т рН до 4,0-4,2. Пульцу направл ют во LL реактор и доаммонизируют до рН 6,06 ,6 со скоростью подачи аммиака 15 244-815 кг/м%ч. Образовавшуюс 

пульпу направл ют в отстойник-деканTejj с последующим разделением фаз. Полученный чистый раствор фосфата аммони  представл ет собой прозрач20 ное жидкое удобрение следующего состава , %: N - 8,3, P, - 24,9 2. Недостаток данного способа заключаетс  в том, что реализаци  способа дает возможность очистить ЭФК

25 только от примесей полуторных окислов и кальци , тогда как полное обесфторивание при этом не достигаетс  вследствие хорошей растворимости фторида- и кремнефторида ам30 мони  в системе NHj- Р. .

ЖИДКИЙ продукт типа 8-24-0, получаемый по этому способу, содержит не менее 0,2% фтора и может быть использован только в качеств в удобрени  или антипирена. Выведение примесей и получение чистых растворов фосфатов аммони  достигаетс  трвхступенчат ой аммонизацией ЭФК с подачей аммиака в разные реакторы с переменной скоростью и в двухэтапном отделении осадка, что свидетель ствует о сложном и трудно управл емом технологическом процессе, т.е. необходимо очень точно контролировать скорость аммонизации, температуру и Н пульповых растворов.

Целью изобретени   вл етс  упрощение технологического процесса и повышение степени обесфторивани  продукта.

Поставленна  цель достигаетс  описываемым способом получени  обесфторенных фосфатов аммони , включающим аммонизацию разбавленной эк.стракционной фосфорной кислоты газообразным аммиаком и отделение осадка , дл  .чего в разбавленную до 16-1 фосфорную кислоту ввод т кальцийсодержащую добавку со скоростью 35-40 кг СаО /м-ч и сульфатсодержащую добавку со скоростью 24-30 кг 30 . Полученную смесь выдерживают при перемешивании в течение 20-30- мин, и аммонизируют со. скоростью подачи аммиака 120-130 кг ЫНз/м.ч до рН 5,1-5,5.,

Отличи ми предлагаемого способа  вл ютс  предварительное введение в фосфорную кислоту кальцийсодержащей добавки со скоростью 35-40 кг СаО ч, сульфатсодержащей добавки со скоростью 24-30 кг 80з/м«ч, выдержка смесипри перемешивании перед аммонизацией и одностадийна  аммонизаци  со скоростью подачи аммиака 120-130 кг МНз/мЗ. ч до рН 5,1-5,5. Дополнительными отличи ми  вл ютс  степень разбавлейи  фосфорной кислоты до 16-18% PiOj и врем  выдержки смеси при перемешивании 20-30 минут.

Это, позвол ет упростить технологический процесс, т.е. проводить очистку раствора ЭФК не в три, а в одну стадию, получать продукционные растворы с низким содержанием фтора 0,02-0,04%, и использовать фосфаты аммони , полученные из этих растворов в качестве кормовых средств.

Технологи  йпособа состоит в сле дующем.

В реактор одновременно дозируют экстракционную фосфорную кислоту и воду до получени  разбавленной кислоты , содержащей 16-18% , туда же кальцийсодержаща  дс

бавка (например, известковое молоко ) со скоростью 35-40 кг СаО на. м ЭФК в 1 ч и сульфатсодержаща  добавка (например, серна  кислота) со скоростью 24-30 кг SO-j на . Смесь выдерживают при перемешиваний 20-30 мин и подают в следующий реактор, куда дозируетс  аммиак со скоростью 120-130 кг до рН до 5,1-5,5. Полученную пульпу

0 подают в отстойник-декантер дл  разделени  твердой и жидкой фаз.

Чистый раствор фосфата аммони  перерабатывают упаркой и сушкой в необходимый продукт, например гра5 нулированный моноаммонийфосфат.

Тверда  фаза выводитс  из отстойника , и направл етс  на получение твердого удобрени  марки 14-50-0.

Исследовани ми установлено, что

0 последовательность и скорость подачи реагентов на первую фазу нейтрализации оказывает существенное вли ние на формирование бысаро коагулируемых и легко отдел емых от жидкой

5 фазы осадков, на степень очистки ЭФК от нежелательных примесей. Это можно объ снить тем, что при введении в разбавленную фосфориую кислоту кальций- и сульфатсодержащих добавок получают фторид и сульфат

кальци . При их выдерживании в течение 20-30 мин происходит рост кристалловJ главным образом, сульфата кальци , которые обладают адсорбционной способностью по отношению

59 к тонкодисперсным частицам фторида кальци  и др. примесей. При этом размер кристаллов сульфата кальци  составл ет 0,19-0,22 мм. При заданной относительно высокой скорости

0 аммонизации размер этих кристаллов уменьшаетс  до 0,07-0,10 мм вследствие их растворени  в аммиачной среде при 100-105 С.

Кристаллы сульфата кальци  имен5 но такого размера очень активно адсорбируют на своей поверхности тонкодисперсный шлам. При этом мен ютс  электрокинетическиё свойства частиц шлама, и происходит быстра 

их коагул ци  и седиментаци . Увеличение или уменьшение времени пребывани  суспензии после введени  кальций- и сульфатсодержащих добавок приводит к снижению адсорбционной способности кристаллов сульфата кальци , и, следовательно, к ухудшению седиментации осадка. Больиее разбавление ЭФК по сравнению с известным способом требуетс  с целью предотвращени  повышени  в зкости

аммонизированной пульпы и более полного поглощени  аммиака при введении в ЭФК добавок. Таким образом, аммонизаци  ЭФК и выделение примесей полуторных окислов и фтора из

технологического процесса осуществл ютс  6 одну стадию, что значительно упрощает технологический процесс и облегчает управление им. При этом получаютс  чистые растворы фосфата аммони : F 0,02-0,04%, F. - отс, Аа.О отс. Чистые растворы могут быть исполыованы дл  получени  кристаллических или гранулированных фосфатов аммони .

Пример 1.В реактор одновременно дозируют; 1000 кг ЭФК (. .- 37%) , 622 кг воды со скоростью 850 кг/м,ч. При этом получаетс  разбавленна  кислота, содержаща  16% Р ОуССаО - 26 кг), 192 кг известкового молока со скоростью 35 кг СаО/м, 29 кг серной кислоты со скоростью 24 кг ЗО.ч и перемешивают в течение 20 мин. Смесь подают в следующий реактор и одновременно дозируют 88 кг газообразного аммиака со скоростью 120 кг .4 до рН 5,1. 1924 кг пульпы подают в отстойник-декантер, где происходит разделение жидкой и твердой фаз со скоростью 4,2 м/ч. 1450 кг полученной жидкой фазы представл ет собой обесфторенный фосфат аммони , содержащий 0,04% фтора. После упарки и сушки этого жидкого продукта можно получить 500 кг твердого обесфторенного фосфата аммони  марки 12-56-0 с содержанием фтора 0,14%. Тверда  фаза выводитс  из отстойника и направ- л етс  на получение твердого удобрени  марки 12-50-0.

Пример2. В реактор одновременно дозируют 1000 кг ЭФК, 430 кг воды со скоростью 850 кг/м.ч (при этом получаетс  кислота, содержаща  18% ) , 192 кг известкового молока (СаО - 29 кг) сЪ скоростью 40 кг СаО/м . ч, 27 кг серной кислоты со скоростью 30 кг SOa/M ч и перемешивают в течение 30 мин. Смесь подают в следующий реактор и аммонизируют 95 кг аммиака со скоростью 130 кг/м-.ч до рН 5,5, 1744 кг пульпы подают в отстойник-декантер , где происходит разделение фаз со скоростью 4,5 м/ч.

технологический процесс . осуществл ют аналогично примеру 1. Содержание фтора в жидкой фазе составл ет 0,03% и после сушки и упарки твердый обесфторенный фосфат аммони  содержит 0,10% фтора.

Пример З.В реактор одно временно дозируют 1000 кг ЭФК, j 518 кг воды со скоростью 850 кг/мЧ (при этом получают кислоту, содержащую 17% , 192 кг известкового молока (СаО - 27 кг) со скоростью 37 кг СаО/м-ч, 24 кг серной кислоты со скоростью 27 кг SQ/м «ч и перемешивают Б течение 20-30 мин

Смесь подгиот в следующий реактор и нейтрализуют 91 кг аммиака со скоростью 125 кг .ч до рН 5,3, 1825 кг пульцы подают в отстойникдекантер , где происходит разделе5 ние фаз со скоростью 6,8 м/ч. Далее технологический процесс осуществл ют .аналогично примеру 1.

Содержание фтора в жидкой фазе составл ет 0,02%, а в твердом фос0 фате С1ММОНИЯ - 0,07%.

В таблице даетс  оборнование выбранных интервалов парамет ов.

Из таблицы видно, что выбранные интервалы параметров (примеры 1-3) 5 позвол ют при меньших размерах

отстойника-декантера добитьс  увеличени  скорости седиментации осадка до 4,2-6,8 м/ч и снижени  содержани  фтора в жидкой (осветленной) п части пульпы, что дает возможность получить жидкий обесфторенный продукт , содержащий не более 0,04% F, переработать его в твердый фосфат аммони  с низким содержаиием фтора 5 (не более 0,2%), КОТОЕ ЛЙ можно использовать в сельском хоз йстве кормового средства.

Уменьшение и увеличение скорости подачи аммиака (примеры 4,- 5) способствуют получению тонкодисперсно го осадка, что ведет к уменьшению скорости седиментации шлама и увеличению содержани  Р в продукте.

Уменьшение скорости подачи кальцийсодержащей добавки (пример 6) 5 приводит к нехватке иона Са,  вл ющегос  осадителем F, вследствие чего возрастает содержание F в готовом продукте. Увеличение скорости подачи СаО (пример 7) BejqeT коб0 разованию дикальцийфосфата, что резко снижает скорость седиментации шлама и приводит к дополнительным потер м со шламом. Уменьшение скорости подачи SOj(пример 8).ве5 дет к уменьшению количества получаемого гипса, который играет роль адсорбента тонкодисперсных частиц фторида кальци . При этом резко падает скорость седиментации шлама и Q увеличиваетс  содержание F в продукте ..

Увеличение скорости подачи 80з (пример 9) нецелесообразно, так как ведет к перерасходу этого реагента, с не способству  увеличению положительного эффекта.

Уменьшение концентрации (пример 10) нецелесообразно, так как ведет к последующему увеличению энергетических затрат на выпарку. 0

Уменьшение разбавлени  (увеличение концентрации P-ipg) ведет к увеличению в зкости получаемой в дальнейшем пульпы (пример 11). При 5 уменьшении рН раствора (пример 12)

и увеличении его (пример 13) иэмевеетс  состав шлама. При атом умень шаетс  скорость его седиментации и увеличиваетс  содержание F в коиеч ,ном продукте.

Уменьшение времени перемешивани  (пример 14) не дает возможности соосадить примеси, увеличение времени (пример 15) ведет к разрушению структурированного осадка, снижению адсорбционной способности кристгшлов сульфата кгшьци  и значительному уменьшению скорости седиментации. В таблице приведен пример(16) осуществлени  способа пс прототипу. Расчет ожидаемого экономического

5 эффекта произво;цилс  иа основании раз ници в отпускных ценах на аммофос .и кормовой моноаммонийфосфат с учетом затрат на разработку и внедрение .

10 Ожидаемый экономический эффект составил 1317 тыс. рублей.

Claims (2)

1. Способ получени  обесфторенных фосфатов аммони , включак ций аммонизацию разбавленной зкстракционной фосфорной кислоты газообраз|Кым аммиаком и отделение осадка,

отличающийс , тем, что, 60 с целью увеличени  степени обесфторировани  продукта при одновременном упрощении процесса, в разбавленную фосфорную кислоту предв.арительно ввод т кальцийсодержащую добавку 65 со скоростью 35-40 кг СаО /м-ч. 910022 а затем сульфатсодержащую добавку со скоростью 24-30 кг SOj/M. ч с последующим вьздерживанием смеси при перемешивании, а г1ммониэацию ведут со скоростью подачи аммиака 120-. 130 кг НН) до рН 5,l-5v5. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю1ц и И с   тем, что фосфорную кисло-ту раэба&л ют до 16-18% . 3610 3. Способ по пп. 1 и 2, о . л ичающийс  1ем, что смесь йыдерживают при перемешивании 2030 мин. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 172525, .15.05.78.

2. Патент США 3264087, 02.08.66 (прототип).