способ получения фосфорного удобрения

Формула изобретения

1. Способ получения фосфорного удобрения из бедного сырья, включающий смешение его с минеральной кислотой и ретуром, грануляцию смеси и последующие дозревание и сушку продукта, отличающийся тем, что фосфатное сырье предварительно увлажняют до влажности 6 - 9%, смешивают его с минеральной кислотой, смешение ведут до соотношения в полученной пульпе монофосфат Ca : дифосфат Ca, равного 1 - 4, а затем добавляют ретур в количестве, необходимом для достижения влажности получаемой гранулированной смеси 7 - 11%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве минеральной кислоты берут либо фосфорную, либо ее смесь с серной кислотой.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на стадии смешения в реакционную массу вводят компоненты, содержащие микроэлементы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения удобрений из бедного фосфатного сырья со значительным содержанием примесей. Полученные удобрения могут быть использованы для различных видов почв под различные культуры.

Известен способ получения фосфорного удобрения, например двойного суперфосфата путем разложения фосфатного сырья фосфорной кислотой в присутствии нейтрализующих добавок с последующей грануляцией и сушкой продукта. Однако по этому способу можно получить удобрение только из легкоразлагаемых фосфоритов тонкого помола, (Технология фосфорных и комплексных удобрений. М. : Химия, 1987, под ред. С.Д. Эвенчика, А.А. Бродского, с. 149-150).

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения фосфорных удобрений из бедного фосфатного сырья, включающий смешение его с минеральной кислотой и ретуром при увлажнении, одновременной грануляции смеси и последующим дозреванием и сушкой продукта. По этому способу фосфатное сырье смешивают с минеральной кислотой (упаренной фосфорной или при необходимости смесью фосфорной и серной кислоты), ретуром (мелкая фракция готового продукта) и пульпой (стоками пылеулавливания и абсорбции). Первоначальная влажность фосфатного сырья 1,5%. Смешение ведут при температуре 70-80^oC. Количество ретура 150% по отношению к фосфорной кислоте. Смешение ведут в течение 15 мин. На этой стадии образуются гранулы. Полученный продукт подают на дозревание, которое ведут в течение 15 мин при температуре 60-70^oC и влажности 10-12%, где завершается процесс гранулообразования. Сушку до остаточной влажности 2,5% ведут при температуре 110^oC.

Недостатком известного способа является то, что большая часть P₂О₅ в готовом продукте находится в водорастворимой форме при достаточной степени разложения сырья и определенном (в соответствии с ТУ) содержании P₂О₅ своб. в продукте. Наличие большой части P₂О₅ в водорастворимой форме ухудшает физико-технические и агрохимические свойства полученного удобрения, т.к. оно быстро вымывается из почвы или ретроградирует. Кроме того, прочность полученных гранул и выход товарной фракции 1-4 мм составляет 55-65% и прочность гранул 25-35 кгс/см². ("Химическая промышленность" N 11 1996, c. 704-712)

Нами поставлена задача создать способ получения фосфорного удобрения из бедного фосфатного сырья, позволяющий получить удобрение пролонгированного действия с определенным соотношением P₂O₅ лимонно-растворимого и P₂O₅ водного с одновременным увеличением прочности гранул.

Поставленная задача решена в способе получения фосфорных удобрений из бедного фосфатного сырья, включающего смешение его с минеральной кислотой и ретуром при увлажнении с одновременной грануляцией смеси, дозреванием и сушкой продукта, в котором фосфатное сырье предварительно увлажняют до влажности 6-9%, добавляют в него минеральную кислоту и смешение ведут до получения в пульпе соотношения монофосфата кальция : дифосфата кальция, равном 1-4, а затем добавляют ретур в количестве, необходимом для достижения влажности продукта 7-11%.

Фосфатное сырье увлажняют до необходимой влажности либо водой, либо стоками пылеулавливания и абсорбции. В качестве минеральной кислоты в зависимости от состава сырья берут либо фосфорную кислоту, либо ее смесь с серной кислотой. Для расширения ассортимента удобрений на стадии смешения в реакционную массу вводят компоненты, содержащие микроэлементы.

Сущность способа заключается в следующем. Основным компонентом получаемого фосфорного удобрения является смесь солей водорастворимого моногидрата монокальцийфосфата и лимонно-растворимого дикальцийфосфата. Технология производства направлена на создание условий, позволяющих осуществить гидролиз монокальцийфосфата с образованием дикальцийфосфата и "вторичной" свободной фосфорной кислоты, вступающей в реакцию с неразложившейся частью фосфорного сырья, т. е. необходимо подобрать условия, которые позволили бы получить определенное соотношение форм моно- и дифосфата кальция. При этом коэффициент разложения должен быть максимально возможным.

Предварительное увлажнение фосфатного сырья до смешения с минеральной кислотой позволяет при прохождении процесса разложения получить степень разложения 40-60%. Если влажность фосфатного сырья будет меньше 6%, то такую степень разложения достичь невозможно, если же влажность будет превышать 9%, то это приведет к неоправданным затратам теплоносителя на последующих стадиях. Процесс смешения фосфатного сырья и минеральной кислоты ведут до определенного соотношения форм моно- и дифосфата кальция в пульпе. На этой стадии процесс разложения идет достаточно быстро и образуется необходимое количество монофосфата кальция. Только по достижении необходимого соотношения добавляется ретур, процесс разложения замедляется и происходит образование в основном дифосфата кальция. Данный способ позволяет регулировать количество ретура, что приводит к регламентированию необходимой влажности продукта. Влажность, в свою очередь, влияет на процесс гранулирования. Если влажность будет составлять менее 7%, то в результате образуется много мелкой фракции (менее 1 мм), а при ее увеличении более 11% - образуется крупная фракция.

Способ проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1. Фостатное сырье состава: 22,5% P₂O₅, 1,5% H₂O CaO - 39,3% в количестве 1000 кг увлажняют водой до влажности 9%, затем в него добавляют упаренную фосфорную кислоту концентрации 50% P₂O₅ в количестве 497,4 кг. В реакционную вводят компоненты, содержащие микроэлементы (например соль марганца, содержащую 3,5% MnO) в количестве 130 кг. Процесс смешения ведут при температуре 70^oC до достижения в пульпе соотношение монокальцийфосфат : дикальцийфосфат, равном 1.

Затем в полученный продукт добавляют ретур в количестве 650 кг. Влажность гранулированного продукта составляет 7%. Далее продукт поступает на дозревание. Дозревание ведут при температуре 75^oC в течение З5 минут. Сушку осуществляют в сушильном барабане топочными газами при температуре материала на выходе из барабана 110^oC. Отходящие из сушильного барабана газы подвергают обеспыливанию и очистке от фтора, В результате получают 1400 кг продукта состава: P₂O₅ общ. - 35,4%, P₂О₅ усв. - 30,5%; P₂O₅ водн. - 15,7%; H₃PO₄ св. - 0,6%; Mn усв. - 2,5%. Выход товарной фракции (1-4 мм) составляет 55%, прочность гранул 25 кгс/см².

Пример 2. Фосфатное сырье состава (пример 1) в количестве 1000 кг увлажняют стонами пылеулавливания и абсорбции до влажности 7,5%, затем в него добавляют фосфорную кислоту концентрации 50% P₂O₅ в количестве 790,3 кг. Процесс смешения ведут при температуре 70^oC до соотношения в пульпе монокальцийфосфат: дикальцийфосфат, равном 2,5, затем в полученный продукт добавляют ретур в количестве 500 кг. Влажность гранулированного продукта составляет 9%. Далее продукт поступает на дозревание. Дозревание ведут при температуре 75^oC в течение 35 минут. Сушку осуществляют в сушильном барабане топочными газами при температуре материала на выходе из барабана 110^oC. Отходящие из сушильного барабана газы повергают обеспыливанию и очистке от фтора. В результате получают 1520 кг продукта состава: P₂О₅общ. - 38,6%; P₂О₅ усв. - 36,3%; P₂О₅ вод. - 24,9%; H₃PO₄ св. - 1,6%. Выход товарной фракции (1-4 мм) составляет 60%. Прочность гранул 30 кгс/см²,

Пример 3. Фосфатное сырье состава (пример 1) в количестве 1000 кг увлажняют стоками до влажности 6%, затем в него добавляют упаренную фосфорную кислоту концентрации 50% P₂O₅ в количестве 1017 кг и 93% H₂SO₄ серную кислоту в количестве 50 кг. Процесс смешения ведут при температуре 70^oC до достижения в пульпе соотношения монокальцийфосфат : дикальцийфосфат, равном 4, затем в полученный продукт добавляют ретур в количестве 1000 кг. Влажность гранулированного продукта составляет 11%. Далее продукт поступает на дозревание. Дозревание ведут при температуре 75^oC в течение 35 минут. Сушку осуществляют в сушильном барабане топочными газами при температуре материала на выходе из барабана 110^oC. Отходящие из сушильного барабана газы подвергают обеспыливанию и очистке от фтора. В результате получают 1810 кг продукта состава: P₂О₅ общ. - 43,5%; P₂O₅ усв. - 41,9%; P₂O₅ вод. - 32,0%; H₃PO₄ cв. - 2,3%. Выход товарной фракции (1-4 мм) составляет 65%. Прочность гранул 35 кгс/см².

Использование предложенного способа позволяет получить фосфорное удобрение пролонгированного действия, что повышает его агрохимическую эффективность. Удобрение пригодно для применения на всех видах почв и под различные сельскохозяйственные культуры. Способ позволяет вовлечь в производство бедное фосфатное сырье.