SU1747431A1

SU1747431A1 - Method of preparing liquid complex manures

Info

Publication number: SU1747431A1
Application number: SU904836484A
Authority: SU
Inventors: Людмила Викторовна Коняхина; Валентина Григорьевна Мошкова; Зинаида Николаевна Корнева; Надежда Николаевна Малахова; Валентина Акимовна Зарубина; Захар Семенович Голынко; Георгий Константинович Целищев
Priority date: 1990-05-04
Filing date: 1990-05-04
Publication date: 1992-07-15

Abstract

Изобретение используетс в сельском хоз йстве в качестве эффективных минеральных удобрений. Получение ведут сернокислотным разложением фосфоритов, отделением осадка фосфогипса от водного раствора фосфорной кислоты, жидкостной экстракцией фосфорной кислоты из раствора органическим растворителем, реэкстрак- цией и одновременной аммонизацией полученной кислоты Реэкстракцию в интервале рН 6,8-7,2 и одновременную аммони- зацию ведут газообразным аммиаком или частью продукта, вз того в массовом соотношении к органическому растворителю, равном 1:(0,8-5,0), при массовом соотношении P20s. поступающего с органическим растворителем , к аммиаку, равном (2,4-2,6) 1, и температуре 80-110&deg;С в присутствии водного раствора ди- и моноаммонийфосфага, вз тых в мол рном соотношении (1 2- 3,5):1. 2 з.п ф-лы, 1 табл ИThe invention is used in agriculture as an effective mineral fertilizer. The preparation is carried out by the acid decomposition of phosphorites, the separation of the phosphogypsum precipitate from an aqueous solution of phosphoric acid, liquid extraction of phosphoric acid from the solution with an organic solvent, stripping and simultaneous ammonization of the resulting acid. Extraction in the pH range 6.8-7.2 and simultaneous ammonization are carried out in gaseous form. ammonia or part of the product, taken in a mass ratio to the organic solvent equal to 1: (0.8-5.0), with a mass ratio of P20s. with an organic solvent, ammonia equal to (2.4-2.6) 1, and a temperature of 80-110 ° C in the presence of an aqueous solution of di- and monoammonium phosphate, taken in a molar ratio (1 2- 3, 5): 1. 2 з.п f-ly, 1 table And

Description

Изобретение относитс к производству жидких комплексных удобрений (ЖКУ) марки 8-24-0 из бедного фосфатного сырь , ис- пользуемых в качестве эффективных минеральных удобрений в сельском хоз йстве .The invention relates to the production of liquid complex fertilizers (HCS) brand 8-24-0 from poor phosphate raw materials used as effective mineral fertilizers in agriculture.

Известен способ получени жидких комплексных удобрений из бедных фосфоритов , включающий сернокислотную обработку сырь , отделение осадка фосфогипса от водного раствора фосфорной кислоты, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из раствора органическим растворителем и последующую реэкстракцию кислоты с одновременной аммонизацией, которые ведут водным раствором диаммонийфосфа- та (ДАФ) при массовом соотношении органического растворител к раствору ДАФA method is known for producing liquid complex fertilizers from poor phosphorites, including sulfuric acid processing of the raw material, separating the phosphogypsum precipitate from an aqueous solution of phosphoric acid, liquid extraction of phosphoric acid from the solution with an organic solvent, and subsequent reextraction of the acid with simultaneous ammoniation, which are carried out with an aqueous solution of diammonium phosphate (DAF) when the mass ratio of organic solvent to the solution DAP

(0,85-5): 1 с образованием продукционного раствора, часть которого аммонизируют и направл ют на реэкстракцию, другую же часть вывод т в качестве готового продукта Недостатками этого способа при его практическом осуществлении вл ютс использование в качестве аммонизирующего агента раствора ДАФ с массовой долей P20s 20,4-21,8%, что соответствует насыщенному раствору (растворимость ДАФ при 25°С 21,96% PaOs); насыщенные растворы представл ют собой неустойчивые системы, и при работе наблюдаетс самопроизвольное выпадение в осадок кристаллического ДАФ, что приводит к забивке аппаратуры, а также к снижению концентрации P20s в растворе ДАФ и получению некондиционных удобрений , низка интенсивность процесса св 2(0.85-5): 1 to form a production solution, a part of which is ammoniated and sent for re-extraction, while the other part is output as a finished product. The disadvantages of this method in its practical implementation are the use of a DAP solution with ammonia. the proportion of P20s is 20.4-21.8%, which corresponds to a saturated solution (solubility of DAP at 25 ° C is 21.96% PaOs); saturated solutions are unstable systems, and during operation spontaneous precipitation of crystalline DAP is observed, which leads to clogging of the apparatus, as well as to a decrease in the concentration of P20s in the DAP solution and the production of low-quality fertilizers

vj Сл)vj cl)

занна с малой скоростью растворени ам- монийфосфатов, содержащихс в органическом растворителе, при температуре 20-30°С. Следствием этого вл етс большой объем аппаратуры.It is associated with a low rate of dissolution of the ammonium phosphates contained in the organic solvent at a temperature of 20-30 ° C. The consequence of this is a large amount of equipment.

Цель изобретени - стабилизаци и интенсификаци процесса.The purpose of the invention is to stabilize and intensify the process.

Указанна цель достигаетс тем, что в способе получени ЖКУ из бедного фосфатного сырь , включающем сернокислотное разложение сырь , отделение осадка фос- фогипса от раствора фосфорной кислоты, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из раствора трибутилфосфатом и реэкстракцию фосфорной кислоты с одновременной ее аммонизацией, последнее ведут газообразным аммиаком при массовом соотношении PaOs, поступающего с органическим растворителем, к аммиаку, равном (2,4-2,6):1, и температуре 80-110°С в присутствии раствора ди- и моноаммонийфос- фата, вз тых в мол рном соотношении (1,2-3,5): 1. Целесообразно в качестве водного раствора ди- и моноаммонийфосфата использовать часть продукта, вз того в массовом соотношении к органическому растворителю, равном 1:(0,8-5,0). Значение рН при реэкстракции поддерживают в интервале 6,8-7,2.This goal is achieved by the fact that in the method of obtaining HCS from poor phosphate raw materials, including sulfuric acid decomposition of the raw material, separating the phosphoric gypsum precipitate from the phosphoric acid solution, liquid extraction of phosphoric acid from the solution by tributyl phosphate and the phosphoric acid reextraction with its simultaneous ammoniation, they run out of the gas. when the mass ratio of PaOs coming from an organic solvent to ammonia is (2.4-2.6): 1, and a temperature of 80-110 ° C in the presence of a solution of di- and monoammonium phosphate, in a molar ratio of (1.2-3.5): 1. It is advisable to use part of the product as a water solution of di- and monoammonium phosphate, taken in mass ratio to the organic solvent, equal to 1: (0.8-5, 0). The pH value during stripping support in the range of 6.8-7.2.

Сопоставительный анализ известного способа с предлагаемым показывает, что отличи ми последнего вл ютс проведение реэкстракции и одновременной аммо- низации газообразным аммиаком в присутствии водного раствора ди- и моноаммонийфосфата , а также температурный режим этого процесса и массовое соотношение PaOs, поступающего с органическим растворителем, к аммиаку. Отличи ми вл ютс также использование в качестве раствора ди- и моноаммонийфосфата части продукта и значение рН при реэкстракции.A comparative analysis of the known method with the proposed one shows that the differences of the latter are the conduct of reextraction and simultaneous ammo- nization with gaseous ammonia in the presence of an aqueous solution of di- and monoammonium phosphate, as well as the temperature regime of this process and the PaOs ratio coming with an organic solvent to ammonia . Differences are also in the use of a part of the product as a solution of di- and mono-ammonium phosphate and the pH value during re-extraction.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Водный раствор, полученный в процессе сернокислотной обработки фосфоритов, подвергают очистке методом жидкостной экстракции с использованием трибутилфос- фата. В результате получают рафинат, который направл ют в производство аммофоса, и трибутилфосфат (органический растворитель ), насыщенный фосфорной кислотой. Последний, с массовой долей PaOs 1,6- 6,3%, поступает на реэкстракцию, котора совмещаетс с аммонизацией фосфорной кислоты. Реэкстракцию и одновременную аммонизацию провод т газообразным аммиаком в присутствии водного раствора ди- и моноаммонийфосфата, Использование газообразного аммиака в качестве реэкстра- гирующего и аммонизирующего фосфорную кислоту агента вместо ДАФ позвол ет стабилизировать процесс, так как в предлагаемом способе отсутствуют неустойчивые растворы и в результате получаютс растворы ЖКУ, которые соответствуют марке 8- 24-0 и стабильны в течение 1 ч. Чтобы получались устойчивые растворы ЖКУ, необходимо вести процесс при определенном массовом соотношении P20s в органическом растворителе к газообразному аммиаку . Это соотношение равно (2,4-2,6): 1. В случае же, если P20s:NH3 меньше 2,4:1 илиThe aqueous solution obtained in the process of phosphoric acid sulfate treatment is purified by liquid extraction using tributyl phosphate. The result is a raffinate, which is sent to the production of ammophos, and tributyl phosphate (an organic solvent) saturated with phosphoric acid. The latter, with a mass fraction of PaOs of 1.6-6.3%, goes to re-extraction, which is combined with the ammonization of phosphoric acid. Reextraction and simultaneous ammonization are carried out with gaseous ammonia in the presence of an aqueous solution of di- and monoammonium phosphate. Using gaseous ammonia as a re-extracting and ammonizing phosphoric acid agent instead of DAP allows the process to stabilize, since the proposed method does not contain unstable solutions and as a result, the solutions are obtained HCS, which correspond to the mark 8-24-0 and are stable for 1 hour. To obtain stable solutions for HCS, it is necessary to conduct the process at a certain the mass ratio of P20s in an organic solvent to gaseous ammonia. This ratio is (2.4-2.6): 1. In the case, if P20s: NH3 is less than 2.4: 1 or

больше 2,6:1, стабильный раствор ЖКУ не образуетс . Кроме того, происходит забивка аппаратуры осадком, что затрудн ет ведение процесса и снижает производительность установки (см. примеры 1-5 таблицы).more than 2.6: 1, a stable solution of utility services is not formed. In addition, the equipment is clogged up with sediment, which makes the process difficult and reduces the plant capacity (see examples 1-5 of the table).

Присутствие раствора ди- и моноаммонийфосфата , в качестве которого можно использовать часть продукта (ретур), необходимо дл предотвращени образовани эмульсии. Выбранный интервал массовогоThe presence of a solution of di- and monoammonium phosphate, in which part of the product can be used (retur), is necessary to prevent the formation of an emulsion. Mass Interval Selected

соотношени ретура к органическому растворителю , равный 1;(0,8-5,0), соответствует оптимуму. Если на 1 мае.ч. ретура приходитс более 5 мае. ч. органического растворител , то образуетс эмульси , чтоthe ratio of retour to organic solvent, equal to 1; (0.8 to 5.0), corresponds to the optimum. If on 1 ma.ch. The retur is over 5 May. organic solvent, an emulsion is formed that

снижает интенсивность процесса, наблюдаетс также потер продукта (см. пример 11 таблицы), если меньше 0,8, то улучшени разделени фаз не наблюдаетс , а количество ретура растет, что влечет за собой повышенный расход энергии на перекачку ретура, уменьшение доли выхода продукта и, как следствие, снижение интенсивности процесса.reduces the intensity of the process, there is also a loss of product (see Example 11 of the table), if less than 0.8, then there is no improvement in phase separation, and the amount of retour increases, which entails increased energy consumption for retur pumping, a decrease in the share of product yield and , as a consequence, a decrease in the intensity of the process.

рН при реэкстрэкции поддерживаютre-extraction pH is maintained

равным 6,8-7,2, так как только в этом случае происходит полна нейтрализаци фосфорной кислоты, содержащейс в органическом растворителе.equal to 6.8-7.2, since it is only in this case that the complete neutralization of the phosphoric acid contained in the organic solvent occurs.

Реэкстракцию и одновременно аммонизацию провод т при 80-110°С, так как в этих услови х процесс протекает интенсивно и наблюдаетс полна регенераци органического раствора от аммонийфосфатов. При температуре процесса ниже 80°С регенераци органического растворител неполна .The reextraction and at the same time ammonization are carried out at 80-110 ° C, since under these conditions the process proceeds intensively and a complete regeneration of the organic solution from ammonium phosphates is observed. When the process temperature is below 80 ° C, regeneration of the organic solvent is incomplete.

Ведение процесса реэкстракции - ам- монизации при температуре выше 110°С HR- целесообразно, так как в этом случае значительно повышаетс давление паров аммиака над водными растворами системы, что ведет к усложнению процесса, необходимости введени дополнительной системы улавливани аммиака и. следовательно, кConducting a stripping process — ammonia at a temperature above 110 ° C HR — is advisable, since in this case the pressure of ammonia vapors above aqueous solutions of the system significantly increases, which leads to a complication of the process, the need to introduce an additional ammonia trapping system and. hence to

снижению стабильности и интенсивности процесса (см. примеры 7 и 9 таблицы).reduce the stability and intensity of the process (see examples 7 and 9 of the table).

Пример. Концентрат фосфорита Каратау разлагают серной кислотой в известном дигидратном режиме, отдел ют оса- док фосфогипса и получают раствор фосфорной кислоты, содержащий 24,8% PzOs. Из 10 кг раствора извлекают 60% фосфорной кислоты 80%-ным раствором ТБФ в керосине в четырехступенчатом противо- точном экстракторе. Получают рафинат, используемый в производстве аммофоса, и 37,5 кг экстракта, содержащего 4% P20s. Экстракт обрабатывают в реакторе при перемешивании и температуре 100°С 0,6 кг газообразного аммиака (массовое соотношение Р20б:МНз 2,5:1) в присутствии 9 кг ретурного раствора ди- и моноаммо- нийфосфата (мол рное соотношение ДАФ/МАФ 2,2:1), с которым вводитс необходимое дл получени ЖКУ количество воды (3,6 кг). рН при реэкстракции 6,9. После разделени фаз получают 15,3 кг ЖКУ состава, мас.%: PzOs 23,8; N 7,9. 9 кг ЖКУ используют в качестве ретура, (массовое соотношение ретур:ор- ганический растворитель 1:4,2), 6,3 кг вывод т в виде продукта.Example. The Karatau phosphate concentrate is decomposed with sulfuric acid in the known dihydrate mode, the phosphogypsum precipitate is separated and a phosphoric acid solution containing 24.8% PzOs is obtained. From 10 kg of solution, 60% phosphoric acid is extracted with 80% TBP solution in kerosene in a four-stage counterflow extractor. A raffinate used in the production of ammophos and 37.5 kg of extract containing 4% P20s are obtained. The extract is treated in the reactor with stirring and at a temperature of 100 ° C 0.6 kg of gaseous ammonia (mass ratio P20b: Mnz 2.5: 1) in the presence of 9 kg of returnee solution of di- and monoammonium phosphate (molar ratio DAP / MAF 2, 2: 1), with which the quantity of water (3.6 kg) necessary for obtaining an LCU is introduced. pH at Stripping 6.9. After separation of the phases, 15.3 kg of utility composition are obtained, wt%: PzOs 23.8; N 7.9. 9 kg of utility services are used as a retour, (mass ratio of retur: organic solvent is 1: 4.2), 6.3 kg is removed as a product.

П р и м е р 2. Руду Каратау с содержанием P20s 24.3% обрабатывают серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты, отдел ют фосфогипс и получают продукционную фосфорную кислоту , содержащую 20,5 мас.% P20s, плотность 1262 кг/м3.EXAMPLE 2. Karatau ore with a P20s content of 24.3% is treated with sulfuric acid in the presence of circulating phosphoric acid, phosphogypsum is separated, and production phosphoric acid is obtained containing 20.5 wt.% P20s, density 1262 kg / m3.

Фосфорную кислоту из раствора экстрагируют 75%-ным раствором ТБФ в керосине при объемном соотношении фаз V0:Va 5:1 в три степени противотоком. Из 100л кислоты извлекают 45% Р20в и получают 515 л экстракта (плотность 962 кг/м3), содержащего 22,6 г/л P20s. Полученный экстракт направл ют в реактор. Туда жеPhosphoric acid is extracted from the solution with a 75% solution of TBP in kerosene with a volume ratio of V0: Va 5: 1 phases in three degrees countercurrent. From 100 liters of acid, 45% of P20b is extracted and 515 liters of extract (density of 962 kg / m3) are obtained, containing 22.6 g / l of P20s. The extract obtained is sent to the reactor. Same way

поступает 4,8 кг газообразного аммиака, 27,6 кг воды и 160 кг продукционного раствора ЖКУ (массовое соотношение Р20б:МНз 2,42:1, мол рное соотношение в ретуре ДАФ:МАФ 2,3:1, массовое соотношение ретур:органический растворитель 1:3,1). Все это перемешивают при 95-105°С, рН при реэкстракции 7.2. После разделени фаз получают 208.5 кг ЖКУ состава , мас.%: P2U5 24,1; N8.2. 160 кг продукта возвращают в качестве ретура, 48.5 кг вывод т.4.8 kg of gaseous ammonia, 27.6 kg of water and 160 kg of an LCU production solution (mass ratio P20b: MNZ, 2.42: 1; molar ratio in the retouch DAF: MAF 2.3: 1; mass ratio retur: organic solvent 1: 3,1). All this is stirred at 95-105 ° C, pH at reextraction 7.2. After separation of the phases, 208.5 kg of LCU composition, wt.%, Are obtained: P2U5 24.1; N8.2. 160 kg of product is returned as a retour, 48.5 kg of output is t.

Результаты приведены в таблице.The results are shown in the table.

Claims

1. A method of obtaining liquid complex fertilizers from phosphate, including their sulfuric acid treatment, separating the phosphogypsum precipitate from an aqueous solution of phosphoric acid, liquid extraction of phosphoric acid from the solution with an organic solvent, re-extracting and simultaneous ammonization of the resulting acid, characterized in that, in order to stabilize and process intensification, reextraction and simultaneous ammonization are carried out with gaseous ammonia at a mass ratio of PaOs coming in with an organic solvent to ammonia Equal to (2.4-2.6): 1 and a temperature of 80 ° C-III in the presence of aqueous ammonium phosphate mono- di- and taken upon in the molar ratio of (1.2-3.5): 1.

2. A method according to claim 1, characterized in that a portion of the product is used as an aqueous solution of di- and monoammonium phosphate, taken in mass ratio to the organic solvent, equal to 1: (0.8-5.0).

3. Method 2 and 2, characterized in that the pH during re-extraction is maintained in the range of 6.8-7.2.

Table continuation

M is the degree of extraction of ammonium phosphates from the organic phase.