WO2017176165A1 - Способ получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды и установка для его реализации - Google Patents
Способ получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды и установка для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017176165A1 WO2017176165A1 PCT/RU2017/000192 RU2017000192W WO2017176165A1 WO 2017176165 A1 WO2017176165 A1 WO 2017176165A1 RU 2017000192 W RU2017000192 W RU 2017000192W WO 2017176165 A1 WO2017176165 A1 WO 2017176165A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- unit
- hydrochloric acid
- phosphate
- phosphate ore
- production
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
- C05B11/00—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes
- C05B11/04—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid
- C05B11/12—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid using aqueous hydrochloric acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
- C05D1/00—Fertilisers containing potassium
Definitions
- Hydrochloric acid must be delivered to the production site, which is associated with certain difficulties, namely:
- a plant for producing complex mineral fertilizers from phosphate ore is intended to implement the method according to the invention and includes a unit for producing potassium sulfate and hydrochloric acid A, which contains at least a furnace for producing potassium sulfate 1, an apparatus for producing abhasic hydrochloric acid 2 and the unit for the preparation of hydrochloric acid for leaching 3.
- the phosphate production unit B includes at least a hydrochloric acid leach unit 4 with inlets for phosphate feed and hydrochloric acid, an apparatus for separating solid and liquid phases after leaching 5, a unit for neutralizing the liquid phase and precipitating phosphates 6, an apparatus for preparing the solution for neutralization 7, filter for phosphate separation 8, phosphate washing unit 9, phosphate drying apparatus 10.
- the installation according to the invention includes an integrated mineral fertilizer production unit C, which contains at least a flow-through apparatus 1 1, the mixing unit of the components 12, the granulator 13 and the apparatus for drying the finished product 14.
- Phosphate raw materials of the required degree of dispersion for example, in the form of phosphorite flour, are supplied in the required amount to the hydrochloric acid leaching unit 4, at the same time hydrochloric acid of the required concentration and in the specified quantity from node 3 is fed there.
- node 4 phosphates transfer to the solution under the influence of hydrochloric acid and the formation at the outlet of the pulp, containing mainly monocalcium phosphate, soluble metal chlorides and solid impurities.
- the pulp is separated into a solid phase, which is removed from the unit as solid waste, and a liquid phase in the form of an acidic solution containing predominantly monocalcium phosphate and soluble impurities.
- the filtrate from filter 8 is mainly collected in the form of solutions of calcium, magnesium chloride and other impurities as liquid waste, and a solid precipitate of dicalcium phosphate (or corresponding other phosphate) is sent to the phosphate washing unit 9, where it is washed with water and re-filtered or separated in phase (the contaminated washing liquid is drained as liquid waste), and then it is fed to the phosphate drying apparatus 10, from the outlet of which Go get the finished product - phosphate.
- the gases emitted in the blocks of hydrochloric acid leaching 4 and neutralization and sedimentation 6 are absorbed and purified in the corresponding apparatuses (not shown in the figure).
- the concentration of hydrochloric acid that is optimal for the feedstock is prepared, which, in the required amount, proportional to the amount and quality of the feed, is sent to leaching unit 4, at the same time in the apparatus for preparing the solution for neutralization 7, the preparation of the neutralization solution of the required concentration and quantity is carried out, therefore optimal conditions and modes of phosphate production.
- the phosphate salt together with sulfuric acid is fed into a flow apparatus 1 1, which is a mixer with fast rotating blades and a reaction mass preheater.
- MCP monocalcium phosphate
- complex fertilizers may also contain nitrogen-containing components, in which case the cascade of reactors of mixing unit 12 further comprises a reactor in which a source is added to the prepared slarry nitrogen containing components. In this case, an additional reactor is located immediately behind the reactor for mixing MCP and potassium sulfate.
- the installation which was used to produce complex mineral fertilizers, was additionally equipped with a sulfuric acid production unit.
- Sulfuric acid was produced by the standard contact method using the DK / DA technology with a concentration of 98%. From the production unit, sulfuric acid was sent in two streams to the stage of producing hydrochloric acid (875 kg / h) and to the stage of obtaining complex phosphate fertilizers (251 kg / h).
- the phosphate feed was supplied to the solid phosphate production unit of the complex mineral fertilizer plant in the form of phosphate flour, which was sent in the amount of 1092 kg / h to the first reactor from the cascade of ore decomposition reactors. 12% hydrochloric acid was supplied there in an amount of 5008 kg / h.
- the process was carried out in a once-through system of reactors equipped with stirrers at a temperature of 60 ° ⁇ and atmospheric pressure. From the reactor system, pulp containing 4.9% of phosphates in terms of phosphorus pentoxide and 4.2% of insoluble precipitate was fed to the filtration. During the filtration, an insoluble precipitate was separated, and a phosphate solution was fed to neutralization.
- the calcium chloride solution containing magnesium salts obtained after filtration was sent to a magnesium separation unit, which is a cascade of reactors with a stirrer, in which, by adding water pulp of calcium hydroxide in an amount of 249 kg / h to 100% hydroxide, the pH was increased to 9.5 , which led to the precipitation of magnesium hydroxide, which was then separated by filtration.
- a purified solution of calcium chloride with a concentration of 18% in an amount of 5081 kg / h was sent to the residue.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к области химической технологии, в частности к способу получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды, включающий следующие стадии: а) обеспечение серной кислоты и хлорида калия, b) получение соляной кислоты из хлорида калия и серной кислоты, с выделением в ка- честве дополнительного продукта сульфата калия; с) разложения фосфатной руды соляной кислотой с получением твердых фосфатов; d) переработка твердых фосфа- тов со стадии с) и сульфата калия со стадии b), при необходимости совместно с дру- гими источниками минеральных компонентов, в минеральные удобрения, а также к установке для реализации данного способа. Указанный способ обеспечивает получе- ние комплексных минеральных удобрений типа РK, NPK и тд., содержащих серу в доступной форме, с использованием дешевых сырьевых компонентов, при этом по- зволяет исключить лишние транспортные и логистические расходы за счет объеди- нения процессов получения необходимых компонентов удобрений в одном месте.
Description
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ИЗ ФОСФАТНОЙ РУДЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
Настоящее изобретение относится к области химической технологии, в частности к способу получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды, а также к установке для реализации данного способа.
За последние десятилетия отрасль производства комплексных удобрений получила широкое развитие в отношении технологических, и соответственно экономических, аспектов, так как рынок удобрений неуклонно растет вслед за ростом потребностей сельского хозяйства. Основными компонентами комплексных удобрений являются калий- и фосфорсодержащие соли.
На настоящий момент известно достаточно большое количество работ раскрываю- щих получение фосфатных солей посредством разложения фосфатной руды с ис- пользованием соляной кислоты. Патенты, GB-1051521, SU-A-1470663, ES-2013211, US-3304157 предполагают использование концентраций растворов соляной кислоты 20-30%. Процесс имеет высокие капитальные и оперативные затраты, так как нет возможности использования кислот низких концентраций, образующихся например в процессах улавливания отходящих газов, содержащих соляную кислоту.
Кроме того, известны способы обработки руды разбавленной соляной кислотой. При способе описанном в патенте FR-A-21 15244, обработка происходит в противоточной схеме с различной концентрацией соляной кислоты на стадиях, что приводит к уве-
личению капитальных затрат и затрат на обслуживание данного технологического процесса.
Известен также способ обработки фосфатной руды с целью ее обогащения с после- дующей переработкой, как для руд с большим содержанием фосфора (патент US-A- 3.988.420).
При производстве фосфатных солей методом солянокислого разложения главные трудности проведения процесса, как с точки зрения технологии, так и экономики складываются из следующих факторов:
На производственную площадку необходимо доставлять соляную кислоту, что со- пряжено с определенными трудностями, а именно:
- соляная кислота является агрессивным агентом, хлористый водород относится к АХОВ (аварийное химически опасное вещество), что подразумевает особые условия перевозки вещества наземным транспортом;
- при доставке кислоты максимально возможная концентрация составляет 42%, та- ким образом часть затрат (более 50%) на транспортировку кислоты не являются эко- номически эффективными;
- возможны большие логистические трудности и затраты на транспортировку соля- ной кислоты от производителя, в том числе таможенные ограничения.
В этом случае оптимальным для производства с точки зрения логистики и экономи- ки выглядит конфигурация производства и минимальными издержками на доставку сырья, максимально ликвидными отходами.
Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является способ получения фосфорных удобрений, который заключается в параллельном проведении процессов получения метафосфата калия из хлорида калия и обработки бедного фосфатного сырья образовавшейся в результате первого процесса соляной кислотой (RU2369585). Для получения абгазной соляной кислоты в данном способе использу- ется экстракционная фосфорная кислота, которая является дорогостоящим сырьем, при этом не всегда приемлемого качества. Кроме того способ подразумевает полу- чение по каждому из процессов отдельных минеральных удобрений и не рассматри- вает их объединение. Наоборот, к получаемым на стадии разложения фосфатного сырья фосфатным удобрениям добавляют сторонний хлорид калия в качестве источ- ника калия, что подразумевает наличие в данных комплексных удобрениях ионов хлора, которые, не смотря на утверждения авторов, все же являются весьма не жела- тельными для минеральных удобрений, и сильно влияют на почвенный состав.
Поэтому задача настоящего изобретения заключалась в разработке способа получе- ния комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды, который бы преду- сматривал получение необходимых составляющих компонентов удобрений в рамках одного способа из доступного сырья и позволял бы существенным образом снизить расходы на транспортировку сырья и готовых компонентов, а также позволял бы оп- тимизировать энергетические и экономические затраты.
Указанная задача была решена посредством нового способа получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды, включающего следующие стадии: a. обеспечение серной кислоты и хлорида калия, b. получение соляной кислоты из хлорида калия и серной кислоты, с выделением в качестве дополнительного продукта сульфата калия; c. разложения фосфатной руды соляной кислотой с получением твердых фосфа- тов; d. переработка твердых фосфатов со стадии с) и сульфата калия со стадии Ь), при необходимости совместно с другими источниками минеральных компонентов, в минеральные удобрения.
Указанный способ согласно изобретению обеспечивает получение комплексных ми- неральных удобрений типа РК, NPK и тд., содержащих серу в доступной форме, с использованием дешевых сырьевых компонентов, таких как хлорид калия и серная кислота, при этом позволяет исключить лишние транспортные и логистические рас- ходы за счет объединения процессов получения необходимых компонентов удобре- ний в одном месте и использования концентрированной соляной кислоты, получае- мой на месте.
На первой стадии а) способ согласно изобретению подразумевает обеспечение сер- ной кислоты и хлорида калия. «Обеспечение» с точки зрения настоящего изобрете- ния подразумевает как доставку к месту реализации способа серной кислоты и хло-
рида калия из коммерческих источников, так и получение серной кислоты непосред- ственно на месте.
В качестве хлорида калия в способе согласно изобретению может быть использован галургический или флотационный хлорид калия. В одном из вариантов исполнения изобретения серную кислоту получают на месте контактным способом из комовой или газовой серы в рамках способа согласно изо- бретению. Получение серной кислоты обеспечивает необходимое количество серной кислоты необходимого качества для обеспечения получения абгазной соляной ки- слоты. Полученное при производстве серной кислоты значительное количество теп- ловых ресурсов может быть использовано в качестве источника пара, либо для гене- рации электроэнергии.
На стадии Ь) из хлористого калия и серной кислоты в результате, например, сухого процесса на основе процесса Мангейма выделяется газовая фаза, содержащая хлори- стый водород, из которой методом водной абсорбции, с применением стадии адиа- батической абсорбции хлористого водорода, производится соляная кислота концен- трацией 30-33% масс. Также в результате указанного взаимодействия образуется сульфат калия, который используется далее, при необходимости после дополнитель- ной обработки, как компонент комплексных минеральных удобрений.
Далее на стадии с) проводят разложение фосфорной руды с помощью полученной на стадии Ь) соляной кислоты, при этом концентрацию кислоты предварительно регу- лируют до необходимого уровня в зависимости от типа и качества сырья и условий процесса, например до 10-12 % масс. Температура процесса также зависит от типа и
качества фосфорной руды, но как правило находиться в диапазоне от 50 до 80 °С. Для производства фосфатов используется фосфатная руда (фосфорит, апатит) с со- держанием пентоксида фосфора более 20%. Отношение в мольных долях НС1 к Са, содержащемуся в руде, как правило составляет от 1 ,6 до 2,0. На заключительной стадии d) способа осуществляют получение конечного продукта - комплексных минеральных удобрений. Данная стадия заключается в переводе во- донерастворимых фосфатных солей, полученных на стадии с), в растворимый моно- кальцийфосфат (МСР), посредством соответствующего взаимодействия с серной ки- слотой. После чего, монокальцийфосфат подвергают взаимодействию с сульфатом калия со стадии Ь), и образовавшуюся смесь направляют на грануляцию и сушку. Кроме того, при необходимости к образовавшейся смеси перед грануляцией могут быть добавлены другие источники минеральных компонентов. После сушки полу- чают комплексные минеральные удобрения в виде гранулированного конечного продукта с заданным содержанием минеральных компонентов. Еще одним объектом изобретения является установка для реализации способа полу- чения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды, которая содержит по меньшей мере следующие конструктивные блоки:
А. блок получения соляной кислоты и сульфата калия из хлорида калия и серной кислоты; В. блок получения твердых фосфатов в результате разложения фосфатной руды соляной кислотой;
С. блок получения комплексных минеральных удобрений.
Установка для получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды предназначена для реализации способа согласно изобретению и включает в себя блок получения сульфата калия и соляной кислоты А, который содержит по мень- шей мере печь для получения сульфата калия 1 , аппарат для получения абгазной со- ляной кислоты 2 и узел подготовки соляной кислоты для выщелачивания 3.
При этом печь для получения сульфата калия 1 имеет входы по хлориду калия и сер- ной кислоте и выход по сульфату калия, а выход печи 1 по газу соединен трубопро- водом со входом аппарата для получения абгазной соляной кислоты 2, аппарат для получения абгазной соляной кислоты 2 имеет так же вход для подачи воды, а его выход соединен трубопроводом со входом узла для подготовки соляной кислоты для выщелачивания 3, второй вход которого является входом по воде, а выход узла для подготовки соляной кислоты для выщелачивания 3 соединен трубопроводом со вхо- дом по соляной кислоте с блоком В. В качестве печи 1 могут быть использованы муфельная печь, обогреваемая газовым факелом, и другие типы печей. Аппарат для получения абгазной соляной кислоты 2 может быть реализован в виде последовательно соединенных друг с другом охлади- телей газов, например адиабатического типа, последовательности абсорберов, на- пример в виде абсорбционной колонны, сборника-накопителя абгазной соляной ки- слоты.
Узел для подготовки соляной кислоты для выщелачивания 3 может быть реализован в виде нескольких накопительных емкостей, емкости со смесителем (реактор), ос-
нащенных насосным, контрольно измерительным и регулирующим оборудованием, объединенных трубопроводами.
Блок получения фосфатов В, включает в себя по меньшей мере узел солянокислот- ного выщелачивания 4 с входами по фосфатному сырью и соляной кислоте, аппарат для разделения твердой и жидкой фаз после выщелачивания 5, узел нейтрализации жидкой фазы и осаждения фосфатов 6, аппарат для подготовки раствора для нейтра- лизации 7, фильтр для выделения фосфатов 8, узел промывки фосфатов 9, аппарат для сушки фосфатов 10.
При этом выход узла солянокислотного выщелачивания 4 соединен трубопроводом с входом аппарата для разделения твердой и жидкой фаз после выщелачивания 5, вы- ход аппарата 5 по твердой фазе является выходом установки по твердому отходу, а его выход по жидкой фазе соединен трубопроводом со входом подачи жидкой фазы выщелачивания блока нейтрализации жидкой фазы и осаждения фосфатов 6, вход по раствору для нейтрализации блока нейтрализации жидкой фазы и осаждения фосфа- тов 6 соединен трубопроводом с выходом аппарата для подготовки раствора для нейтрализации 7, выход узла нейтрализации жидкой фазы и осаждения фосфатов 6 соединен трубопроводом со входом фильтра для выделения фосфатов 8, выход кото- рого по фильтрату является выходом по жидкому отходу установки, а выход которо- го по фосфату связан транспортным средством через узел промывки фосфатов 9 с аппаратом для сушки фосфатов 10, выход аппарата 10 является выходом по фосфат- ным солям.
В блоке В согласно изобретению могут быть получены в частности следующие фос- фаты: дикальцийфосфат, трикальцийфосфат, их смеси, а так же смеси дикальций-
фосфата, трикальцийфосфата с минералами, содержащими фосфаты, например с фтораппатито .
Узлы солянокислотного выщелачивания 4 и нейтрализации жидкой фазы и осажде- ния фосфатов 6 могут быть реализованы в виде одного или нескольких последова- тельно установленных реакторов (здесь и далее по тексту реактор - это емкость с мешалкой с патрубками ввода жидкой фазы и вывода пульпы, патрубком или люком (лотком и транспортером) для подачи дисперсного фосфатного сырья или нейтрали- зующего раствора), реакторы могут быть объединены в каскады или батареи, в том числе по принципу спутного потока, с подачей сырья, или соответственно нейтрали- зующего раствора в первый или в несколько реакторов каскада (батареи) узла 4 или 6.
Узлы 4, 6 могут быть реализованы на основе многосекционных реакторов (экстрак- торов). Обязательным условием непрерывной работы установки в таком случае яв- ляется наличие в узлах 4, 6 накопительного реактора - емкости с мешалкой или на- копительной емкости без мешалки, в которой осуществляется сбор и усреднение со- става пульпы выщелачивания или фосфатной пульпы перед разделением соответст- венно в аппарате 5 или на фильтре 8. В качестве накопительного реактора можно ис- пользовать последний реактор каскада или последнюю секцию многосекционного реактора. В случаях подачи фосфатного сырья или нейтрализующего раствора в несколько ре- акторов (секций) узлы 4, 6 могут содержать устройства распределения соответствен- но фосфатного сырья или раствора для нейтрализации по реакторам, которые на- пример, могут быть выполнены в виде емкости (реактора), которая имеет один вход
и несколько выходов, соединенных трубопроводами с реакторами, и контрольно- измерительное и регулирующие оборудование.
Аппарат для подготовки раствора для нейтрализации 7 может быть выполнен в виде смесителя (реактора с мешалкой), в который дозируются заданные значения твердо- го нейтрализующего агента и воды.
Аппарат для разделения твердой и жидкой фаз после выщелачивания 5 может быть выполнен в виде традиционных устройств для разделения (сепараторов, фильтрую- щих аппаратов), например в виде фильтр-пресса. Фильтр для выделения фосфатов 8 так же реализуется традиционным образом в виде фильтрующих аппаратов различ- ных типов, например фильтр-прессов, в том числе включающих узел промывки (ка- русельные, ленточные фильтры). Так при использовании в качестве фильтра 8 лен- точного фильтра промывку фосфата осуществляют путем подачи воды на часть лен- точного фильтра. Для фильтрации и промывки фосфатов может быть использован барабанный вакуум-фильтр и т.п. Узел промывки фосфата 9 и аппарат для сушки фосфатов 10 так же реализуются из- вестным образом. Так в качестве отдельного узла для промывки может быть исполь- зована емкость с мешалкой и отстаиванием. Так же можно использовать сушильные аппараты кипящего слоя, барабанные, туннельные сушилки и иные конструкции для промывки и сушки традиционно используемые при производстве преципитата.
Далее установка согласно изобретению включает в себя блок С получения ком- плексных минеральных удобрений, который содержит по меньшей мере проточный
аппарат 1 1 , узел смешивания компонентов 12, гранулятор 13 и аппарат для сушки готового продукта 14.
Проточный аппарат 11 , представляет собой сочетание смесителя с быстроходно вращающимися лопастями и дозревателя реакционной массы, при этом аппарат мо- жет быть оснащён водяной рубашкой для отвода тепла, также часть тепла может вы- водиться из системы отходящими газами, в частности парами воды. Для обеспечения отвода паров и газов смеситель может быть оснащен оборудованием для создания разреженной атмосферы.
Узел смешивания компонентов 12 как правило представляет собой каскад реакторов, снабженных мешалкой и рубашкой для обогрева, а также оснащенных переливом.
Гранулятор 13 может быть представлен в виде лопастного смесителя, барабанного, или тарельчатого гранулятора.
В качестве аппарата для сушки готового продукта 14 могут быть использованы тра- диционные сушильные аппараты кипящего слоя, барабанные или туннельные су- шилки.
Для перекачки и дозирования жидких и дисперсных сред, пульп в установке исполь- зуется традиционное контрольно-измерительное и насосное оборудование, а для по- дачи твердого сырья, удаления продуктов и отходов могут быть использованы транспортеры, пневмотранспорт и иное оборудование.
Установка работает следующим образом. Хлорид калия и концентрированную сер- ную кислоту подают в требуемом количестве в печь 1 , где в результате высокотем- пературной реакции образуется сульфат калия, выводимый из нее по транспортеру, горячие газы, содержащие газообразный хлористый водород поступают из печи в аппарат для получения абгазной соляной кислоты 2. В аппарате 2 газы охлаждаются, хлористый водород абсорбируются водой, подаваемой в аппарат 2, и накапливается в аппарате 2 в виде соляной кислоты. При достижении абгазной соляной кислотой высокой концентрации она перекачивается по трубопроводу в узел для подготовки соляной кислоты для выщелачивания 3. В узле 3 осуществляется разбавление соля- ной кислоты до заданной концентрации и накопление соляной кислоты заданной концентрации в количестве, необходимом для работы установки. Одновременно в аппарате для подготовки раствора для нейтрализации 7 смешивается с водой нейтра- лизующий агент и происходит получение раствора для нейтрализации заданной кон- центрации (известкового молока, суспензии углекислого кальция и т.п.). Фосфатное сырье требуемой степени дисперсности, например в виде фосфоритовой муки, в требуемом количестве подается в блок солянокислотного выщелачивания 4, одновременно туда подается соляная кислота требуемой концентрации и в заданном количестве из узла 3. В узле 4 под действием соляной кислоты происходит переход фосфатов в раствор и образование на выходе пульпы, содержащей преимущественно монокальцийфосфат, растворимые хлориды металлов и твердые примеси. Посту- пившая из узла 4 в аппарат для разделения твердой и жидкой фаз после выщелачи- вания 5 пульпа разделяется на твердую фазу, удаляемую из установки как твердый отход, и жидкую фазу в виде кислого раствора содержащую преимущественно мо- нокальцийфосфат и растворимые примеси. Поступивший в узел нейтрализации и осаждения фосфатов 6 кислый раствор фосфатов и растворимых примесей смешива-
ется с раствором для нейтрализации, поступившим в требуемом количестве из аппа- рата для подготовки раствора для нейтрализации 7, при повышении рН смеси до требуемых величин происходит преобразование монокальцийфосфата в дикальций- фосфат (а при выборе соответствующего режима в трикальцийфосфат или в смеси фосфатов), который в выпадает в осадок. Полученная в блоке 6 фосфатная пульпа поступает на фильтр для выделения фосфатов 8. Фильтрат из фильтра 8 преимуще- ственно в виде растворов хлоридов кальция, магния и других примесей собирается и удаляется из установки как жидкий отход, а твердый осадок дикальцийфосфата (или соответственного иного фосфата), направляется в узел промывки фосфатов 9, где промывается водой и повторно фильтруется или разделяется по фазе (загрязненная промывочная жидкость сливается как жидкий отход), а затем подается в аппарат для сушки фосфата 10, с выхода которого получают готовый продукт - фосфат. Газы, выделяющиеся в блоках солянокислотного выщелачивания 4 и нейтрализации и осаждения 6, подвергаются абсорбции и очистке в соответствующих аппаратах (на фигуре не показаны).
При изменении состава используемого фосфатного сырья в узле для подготовки со- ляной кислоты для выщелачивания 3 исходя из концентрированной абгазной соля- ной кислоты подготавливают оптимальную для данного сырья концентрацию соля- ной кислоты, которую в требуемом количестве, пропорциональном количеству и ка- честву сырья направляют в узел выщелачивания 4, одновременно в аппарате для подготовки раствора для нейтрализации 7 осуществляется подготовка раствора ней- трализации требуемой концентрации и количества, в силу этого обеспечиваются оп- тимальные условия и режимы производства фосфатов.
Далее фосфатную соль совместно с серной кислотой подают в проточный аппарат 1 1 , представляющий из себя смеситель с быстроходно вращающимися лопастями и дозреватель реакционной массы. В результате проведения процесса в реакционной массе происходит образование монокальцийфосфата (МСР). Для обеспечения отвода паров и газов смеситель работает под вакуумом.
Из проточного аппарата 1 1 реакционную смесь направляют в узел смешивания 12, представляющий собой каскад реакторов. В первый реактор через перелив поступает сларри, и при помощи дозатора подают сульфат калия. Сларри из первого реактора поступает переливом в следующий реактор. Этот реактор исполняет роль компенса- тора перед грануляцией. Далее сларри поступает самотеком из реактора в грануля- тор 13. В его переднюю часть поступает ретур. Сларри распределяется по материалу в грануляторе распределителем. Грануляция осуществляется за счет агломерации и наслаивания в псевдоожиженном слое. Влажные гранулы из лотка гранулятора через жёлоб падают в аппарат для сушки готового продукта 14. В одном из вариантов осуществления изобретения комплексные удобрения могут содержать также азотсодержащие компоненты, в таком случае каскад реакторов узла смешивания 12 дополнительно содержит реактор, в котором к приготовленному сларри происходит добавление источника азотсодержащих компонентов. При этом дополнительный реактор располагается сразу за реактором смешения МСР и суль- фата калия.
В качестве источника азотсодержащих компонентов в данном случае может высту- пать, например, аммиачная селитра, карбамид или сульфат аммония.
При реализации данного варианта, например, аммиачную селитру в виде гранул или расплава, в зависимости от состава продукта подают к дигидрофосфату калия (вме- сте с образовавшимся гипсом) и в нужном количестве вода в виде пара. В реакторе в результате смешения образуется однородная сларри в насыщенном растворе амми- ачной селитры, которая далее поступает в указанный ранее компенсатор перед гра- нуляцией.
Кроме того в одном из вариантов исполнения установка согласно изобретению мо- жет включать дополнительно блок получения серной кислоты контактным способом из комовой или газовой серы. Произведенная серная кислота двумя потоками посту- пает на следующие технологические стадии. Первый поток направляют на получе- ние соляной кислоты из хлористого калия в блок А, а второй поток используют в блоке С получения минеральных удобрений. Между блоками предусмотренные бу- ферные хранилища серной кислоты необходимого объема.
Также установка может дополнительно включать блок выделения магния из фильт- рата, содержащего хлорид кальция, образующегося после отделения фосфатов в блоке разложения фосфатной руды. Магний, содержащийся в растворе в виде хло- ридов отделяют перед тем как отправить раствор хлористого кальция на выпарку или утилизацию. Модуль выделения магния представляет собой каскад реакторов, в котором методом повышения рН раствора с помощью гидроксида кальция достига- ется выпадение магния в виде твердой фазы, которая после фильтруется, и отделив- шийся осадок выдается на склад. Возможно расширение данного блока оборудова- нием для получения сульфата магния, который также может быть использован в блоке для получения комплексных минеральных удобрений в качестве источника необходимых микроэлементов.
В одном из вариантов исполнения установка согласно изобретению может дополни- тельно включать блок выделения хлористого кальция, который представляет собой систему вакуум-выпарки в многокорпусной выпарной установке с последующей грануляцией хлористого кальция в кристаллический продукт на грануляторах под- ходящей конструкции.
Фигура 1 схематически иллюстрирует конструкцию и работу предлагаемой установ- ки.
Более детально изобретение поясняется далее в представленных примерах, которые однако не накладывают каких либо ограничений на объем притязаний. Примеры
Пример получения минеральных удобрений ΝΡΚ-типа
Установка, на которой выполняли получение комплексных минеральных удобрений, была дополнительно оснащена блоком получения серной кислоты. Серная кислота производилась стандартным контактным способом по технологии ДК/ДА концен- трацией 98%. Из блока получения серную кислоту двумя потоками направляли на стадию получения соляной кислоты (875 кг/ч) и на стадию получения комплексных фосфатных удобрений (251 кг/ч).
На первой стадии в печь с обогреваемым сводом блока получения соляной кислоты загружали сухой хлорид калия в количестве 1282 кг/ч и в зону реакции осуществля- ли дозирование серной кислоты концентрацией 98% в количестве 875 кг/ч. Процесс
проводили при температуре 400°С, при этом образовывался сульфат калия в количе- стве 1540 кг, из которых 700 кг/ч отправляли на стадию получения минеральных удобрений, а оставшийся объем в 840 кг/ч отправлялся на склад, который впоследст- вии мог быть реализован как безхлорное калийное удобрение. Выделившийся хло- ристый водород в виде газа направляли на абсорбцию водой, где в трех последова- тельных колоннах абсорбции происходило образование 1938 кг/ч 31% соляной ки- слоты. После разбавления водой до 12% кислота в количестве 5008 кг/ч подавалась на стадию разложения фосфатной руды.
В блок получения твердых фосфатов установки для получения комплексных мине- ральных удобрений фосфатное сырье подавали в виде фосфатной муки, которую в количестве 1092 кг/ч направляли в первый реактор из каскада реакторов разложения руды. Туда же подавали 12% соляную кислоту в количестве 5008 кг/ч. Процесс осу- ществляли в прямоточной системе реакторов, снабженных мешалками при темпера- туре 60°С и атмосферном давлении. Из системы реакторов пульпу, содержащую 4,9% фосфатов в пересчете на пентоксид фосфора, и 4,2% нерастворимого осадка подавали на фильтрацию. В процессе фильтрации нерастворимый осадок отделяли, а раствор фосфатов подавали на нейтрализацию. Нейтрализацию осуществляли в кас- каде реакторов с мешалками при температуре 60°С и атмосферном давлении с по- мощью подачи в реактор водяной пульпы карбоната кальция в количестве 249 кг/ч на 100% карбонат. При этом достигалось повышение рН в зоне реакции до 3,5, за счет чего фосфаты переходили в нерастворимую в воде форму. Пульпа из реактора, с содержанием 4,1% фосфатов в пересчете на пентоксид фосфора, направляли на фильтрацию, где отделяли твердую фосфатную соль и в количестве 660 кг/ч на су- хой продукт в виде влажного кека направляли на сушку, а затем на стадию получе- ния комплексных удобрений.
Полученный после фильтрации раствор хлорида кальция, содержащий соли магния, направляли в блок выделения магния, представляющего собой каскад реакторов с мешалкой, в котором с помощью добавления водяной пульпы гидроксида кальция в количестве 249 кг/ч на 100% гидроксид осуществляли повышение рН до 9,5, что приводило к выпадению осадка гидроксида магния, который затем отделяли фильт- рованием. Очищенный раствор хлорида кальция концентрацией 18% в количестве 5081 кг/ч отправляли на выпарку.
На последней стадии в шнековый смеситель блока получения комплексных мине- ральных удобрений подавали 660 кг/ч твердой фосфатной соли и 251 кг/ч серной ки- слоты, и при температуре 120°С осуществляли процесс в псевдоожиженном слое для полного протекания реакции и достаточного теплообмена. В результате процесса образовывался сларри монокальцийфосфата и гипса, который далее подавался в кас- кад реакторов с мешалками. В каскад последовательно вводили сульфат калия в ко- личестве 700 кг/ч и аммиачную селитру в виде расплава при 160°С в количестве 1062 кг/ч. Температура реакций приготовления сларри для грануляции составляла 120°С. В результате процесса было произведено 2561 кг/ч сларри сложного фосфор- но-азотно-калийного удобрения влажностью 7%, которые направляли на тарельча- тый гранулятор, а затем на сушку. После грануляции и сушки было получено 2380 кг/ч товарного продукта - комплексного минерального удобрения NPK, влажностью 0,4%, стабильного при хранении, по составу компонентов характеризующегося со- отношением питательных веществ в водорастворимой форме :Ρ2θ5:Κ2θ = 14:10:14.
Claims
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды, включающий следующие стадии: a. обеспечение серной кислоты и хлорида калия, b. получение соляной кислоты из хлорида калия и серной кислоты, с выделением в качестве дополнительного продукта сульфата калия; c. разложения фосфатной руды соляной кислотой с получением твер- дых фосфатов; d. переработка твердых фосфатов со стадии с) и сульфата калия со стадии Ь), при необходимости совместно с другими источниками минеральных компонентов, в минеральные удобрения.
Способ по п. 1, отличающийся тем, что в результате получают минеральные удобрения типа РК и NPK, содержащие серу в доступной форме.
Способ по п. 1 , отличающийся тем, что на стадии разложения фосфатной руды используют фосфатную руду с содержанием пентоксида фосфора более 20%.
4. Установка для реализации способа получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды по п. 1, которая содержит по меньшей мере сле- дующие конструктивные блоки:
А. блок получения соляной кислоты и сульфата калия из хлорида калия и серной кислоты;
B. блок получения твердых фосфатов в результате разложения фосфатной руды соляной кислотой;
C. блок получения комплексных минеральных удобрений.
Установка по п. 4 отличающаяся тем, что дополнительно содержит блок полу- чения серной кислоты из комовой или газовой серы.
Установка по п. 5 отличающаяся тем, что тепловую энергию выделяющуюся в блоке получения серной кислоты направляют для теплоснабжения блока полу- чения твердых фосфатов.
Установка по п. 4 отличающаяся тем, что дополнительно содержит блок выде- ления магния из фильтрата, образующегося после отделения фосфатов в блоке разложения фосфатной руды.
8. Установка по п. 4 отличающаяся тем, что дополнительно содержит блок
чения твердого хлористого кальция.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201780009396.8A CN108602728A (zh) | 2016-04-04 | 2017-03-31 | 用于由磷酸盐矿石获得复合无机肥料的方法以及用于实施所述方法的装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016112593 | 2016-04-04 | ||
| RU2016112593A RU2634936C2 (ru) | 2016-04-04 | 2016-04-04 | Способ получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды и установка для его реализации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2017176165A1 true WO2017176165A1 (ru) | 2017-10-12 |
Family
ID=60001344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2017/000192 WO2017176165A1 (ru) | 2016-04-04 | 2017-03-31 | Способ получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды и установка для его реализации |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108602728A (ru) |
| EA (1) | EA201692451A1 (ru) |
| RU (1) | RU2634936C2 (ru) |
| WO (1) | WO2017176165A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109231179A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-01-18 | 杨新艳 | 一种磷酸二氢钾制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021072551A1 (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-22 | Ostara Nutrient Recovery Technologies Inc. | Systems and methods for phosphate processing |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3803884A (en) * | 1969-01-09 | 1974-04-16 | Fitzwilton Ltd | Production of fertilizers |
| RU2369585C1 (ru) * | 2008-04-11 | 2009-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. Я.В. Самойлова" | Способ получения фосфорных удобрений |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2831672C3 (de) * | 1978-07-19 | 1981-02-12 | Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel | Verfahren zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat |
| SU874718A1 (ru) * | 1979-04-16 | 1981-10-23 | Ленинградский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Основной Химической Промышленности | Способ получени магнийаммонийфосфорных удобрений |
| CN1149040A (zh) * | 1995-10-26 | 1997-05-07 | 罗融植 | 无氯钾肥生产方法 |
| CN101054170A (zh) * | 2007-04-13 | 2007-10-17 | 宜昌市仁和矿业有限责任公司 | 磷酸氢钙制造磷酸二氢钾的方法 |
| CN101337657A (zh) * | 2008-08-06 | 2009-01-07 | 黄明科 | 混酸分解磷矿联产磷酸二氢钾、磷酸氢钙和复肥的方法 |
-
2016
- 2016-04-04 RU RU2016112593A patent/RU2634936C2/ru active
- 2016-12-26 EA EA201692451A patent/EA201692451A1/ru unknown
-
2017
- 2017-03-31 WO PCT/RU2017/000192 patent/WO2017176165A1/ru active Application Filing
- 2017-03-31 CN CN201780009396.8A patent/CN108602728A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3803884A (en) * | 1969-01-09 | 1974-04-16 | Fitzwilton Ltd | Production of fertilizers |
| RU2369585C1 (ru) * | 2008-04-11 | 2009-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. Я.В. Самойлова" | Способ получения фосфорных удобрений |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109231179A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-01-18 | 杨新艳 | 一种磷酸二氢钾制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016112593A (ru) | 2017-10-09 |
| RU2634936C2 (ru) | 2017-11-08 |
| EA201692451A1 (ru) | 2017-10-31 |
| CN108602728A (zh) | 2018-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1034152B1 (en) | Sewage sludge recycling with a pipe cross-reactor | |
| CN103318863B (zh) | 一种料浆法中低品位磷矿石生产磷铵的节酸新工艺 | |
| CN105197905B (zh) | 萃取磷矿联产饲料级磷酸二氢钙及工业级磷铵的生产方法 | |
| RU2634936C2 (ru) | Способ получения комплексных минеральных удобрений из фосфатной руды и установка для его реализации | |
| CN112552099B (zh) | 一种硝酸磷肥及其制备方法 | |
| CN103991853A (zh) | 生产低重金属含量卫生磷肥的方法 | |
| Steen et al. | The Norsk Hydro Nitrophosphate Process | |
| US9017426B2 (en) | Interconnected system and method for the purification and recovery of potash | |
| US2722472A (en) | Process for producing phosphate materials | |
| RU2626947C1 (ru) | Фосфоркалийазотсодержащее npk-удобрение и способ получения гранулированного фосфоркалийазотсодержащего npk-удобрения | |
| RU2616061C1 (ru) | Установка для комбинированного получения фосфатных солей и сульфата калия | |
| CN202808364U (zh) | 结晶磷铵滤渣、母液生产粒状磷酸一铵装备 | |
| US3595610A (en) | Manufacture of ammonium phosphates | |
| PL100380B1 (pl) | Sposob wytwarzania jednoczesnie kwasu fosforowego lub soli fosforowych i wieloskladnikowego nawozu mineralnego | |
| CN110483125B (zh) | 利用废磷酸生产硫基复合肥用原料的方法 | |
| Young et al. | Phosphate fertilizers and process technology | |
| US3993466A (en) | Fertilizer production | |
| CN111517832A (zh) | 中低品位磷矿中P、Ca的分离方法及生产肥料的方法 | |
| US3512942A (en) | Apparatus for mining and refining phosphorus | |
| RU2628292C1 (ru) | Фосфор-калий-азотсодержащее npk-удобрение и способ получения гранулированного фосфор-калий-азотсодержащего npk-удобрения | |
| RU2400459C2 (ru) | Способ и устройство для производства серосодержащих азотных удобрений | |
| CN220676784U (zh) | 一种磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置 | |
| US3515534A (en) | Recycling ammonium sulfate in nitric phosphate processing | |
| IL257286A (en) | A method of producing ammonium phosphate fertilizer with a low cadmium content | |
| CN1054593C (zh) | 硫酸钾铵和氮、磷、钾三元复肥的联产法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17779419 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17779419 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |