сложное азотно-фосфорное минеральное удобрение и способ его получения

Формула изобретения

1. Сложное азотно-фосфорное минеральное удобрение, содержащее нитрат аммония с фосфатно-сульфатной добавкой в виде аммонийных солей фосфорной и серной кислот, отличающееся тем, что оно содержит питательные вещества в соотношении, мас.ч.:

Азот - 33 1

Пятиокись фосфора - 2 - 6

2. Способ получения сложного азотнофосфорного минерального удобрения, включающий ступенчатую нейтрализацию в реакторах аммиаком азотной кислоты с добавкой фосфорной и серной кислот, упарку нейтрализованного раствора и грануляцию целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве фосфорной кислоты используют кислоту, полученную сернокислотным разложением природного кальцийфосфата, которую добавляют в количестве 20 - 60 кг в пересчете на пятиокись фосфора на 1 т целевого продукта в реактор выше зоны смешения аммиака с азотной кислотой, а нейтрализацию на первой ступени ведут до остаточной кислотности 8 - 40 г/л в пересчете на азотную кислоту.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к составу и способу получения сложного азотно-фосфорного минерального удобрения на основе аммиачной селитры с добавкой фосфата для сельского хозяйства и может быть использовано в химической промышленности для производства новой марки удобрения с названием "азотофосфат".

Известно сложное азотно-фосфорное минеральное удобрение и способ его получения путем азотно-кислотного разложения природных фосфатов, аммонизации полученного раствора, сушки и грануляции продукта. Получаемое удобрение содержит 15-20% азота и 30-40% фосфора в пересчете на P₂O₅, причем лишь 14-16% от указанного количества фосфора находится в водорастворимой форме [авт.св. N 688488, кл. C 05 B 11/06, публ. 30.09.79]. Низкое содержание водорастворимой формы фосфора и относительно невысокое содержание азота обусловлено тем, что содержащийся в фосфатном сырье кальций весь переходит в состав удобрения, что снижает агрохимическую ценность последнего. Повышение доли водорастворимого фосфора в удобрении требует удаления кальция из азотно-фосфорнокислого раствора, что технологически сложно.

Известно сложное азотно-фосфорное минеральное удобрение и способ его получения, наиболее близкие к заявляемому по совокупности существенных признаков [см. Производство аммиачной селитры в агрегатах большой единичной мощности. Под ред. В.М.Олевского. Второе изд., М., Химия, 1990, с. 130-164]. Известное удобрение представляет собой нитрат аммония с фосфатно-сульфатной добавкой в количестве 0,3-0,5 мас.% P₂O₅ и 0,05-0,2% сульфата аммония (от массы готового продукта); содержание азота в удобрении 34,5-35 мас.%. Способ получения указанного удобрения включает ступенчатую нейтрализацию в реакторах аммиаком азотной кислоты с добавкой фосфорной и серной кислот, упарку нейтрализованного раствора и грануляцию продукта, при этом в качестве фосфорной кислоты используют термическую фосфорную кислоту в количестве 3-5 кг P₂O₅ на 1 т целевого продукта, которую вводят в зону смешения аммиака с азотной кислотой, а нейтрализацию кислот на первой ступени ведут до остаточной концентрации азотной кислоты 3-7 г/л.

Недостаток известного удобрения заключается в невысоком содержании P₂O₅ в удобрении, что обесценивает его потребительские свойства; способ его получения требует использования дефицитной и дорогостоящей термической фосфорной кислоты, что не позволяет увеличить долю P₂O₅ в удобрении. Использование более доступной экстракционной фосфорной кислоты в известном способе не предусмотрено, что связано с наличием в ней фтора, создающего в сочетании с азотной кислотой чрезвычайно агрессивную среду.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известного продукта и способа его получения.

Поставленная задача решается тем, что сложное азотно-фосфорное минеральное удобрение, содержащее нитрат аммония с фосфатно-сульфатной добавкой в виде аммонийных солей фосфорной и серной кислот, содержит питательные вещества в соотношении, мас.ч.:

Азот - 331

Пятиокись фосфора - 2-6

Такое соотношение питательных веществ соответствует содержанию химических составляющих, мас.%:

Нитрат аммония - 92,53,0

Моноаммонийфосфат - 6,53,2

Сульфат аммония - 0,02-2,0

Кроме того, в известном способе получения сложного азотно-фосфорного минерального удобрения, включающем ступенчатую нейтрализацию в реакторах аммиаком азотной кислоты с добавкой фосфорной и серной кислот, упарку нейтрализованного раствора и грануляцию целевого продукта, в качестве фосфорной кислоты используют кислоту, полученную сернокислотным разложением природного кальцийфосфата, которую добавляют в количестве 20-60 кг в пересчете на пятиокись фосфора на 1 т целевого продукта в реактор выше зоны смешения аммиака с азотной кислотой, а нейтрализацию на первой ступени ведут до остаточной кислотности 8-40 г/л в пересчете на азотную кислоту. При этом получают удобрение с содержанием питательных веществ в соотношении, мас.ч.:

Азот - 331

Пятиокись фосфора - 2-6

Пример

Опыт проводят на промышленном агрегате получения аммиачной селитры АС-72. В реактор-нейтрализатор подают 31,55 т/ч 58%-ной азотной кислоты (здесь и далее проценты массовые), 1,92 т/ч фосфорной кислоты с концентрацией P₂O₅ 52,0%, полученной путем сернокислотного вскрытия апатитового концентрата с последующим упариванием фильтрата после отделения фосфогипса, и 5,07 т/ч аммиака, поддерживая остаточную кислотность в реакторе-нейтрализаторе 20 г/л в пересчете на азотную кислоту. При этом фосфорную кислоту вводят в реактор-нейтрализатор в точку выше зоны смешения аммиака с азотной кислотой. Реакционную массу из нейтрализатора направляют в донейтрализатор, куда также подают 0,25 т/ч сырной кислоты и 0,18 т/ч аммиака. Нейтрализованный раствор упаривают в выпарном аппарате до содержания воды 0,15% и после контрольной донейтрализации аммиаком с расходом 0,3 т/ч направляют на грануляцию. Получают 25 т/ч целевого продукта со следующим содержанием питательных веществ, %:

Азот - 33,4

P₂O₅ - 4,0

Изменяя дозировку фосфорной и серной кислот, получают удобрения с содержанием азота в пределах 32-34% и P₂O₅ 2-6%. Содержание химических составляющих в полученном удобрении находится в пределах, %:

Нитрат аммония - 89,5-95,5

Моноаммонийфосфат - 3,3-9,7

Сульфат аммония - 0,02-2,0

Таким образом, заявляемый способ позволяет получать сложное азотно-фосфорное минеральное удобрение с содержанием азота 331% и P₂O₅ - 2-6%, удовлетворяющее потребности сельхозпроизводителей. При этом в качестве источника фосфора используется доступный и недорогой реагент - фосфорная кислота, полученная на основе сернокислотного вскрытия апатитового концентрата. Такая кислота содержит около 0,4% фтора и является коррозионно-агрессивной по отношению к титановому сифону для ввода азотной кислоты. Введение фосфорной кислоты в точку выше зоны смещения аммиака с азотной кислотой устраняет коррозию титанового сифона, что доказано проведением опытов, описанных в примере.

Нижний предел содержания P₂O₅ в удобрении определяется агрохимическими требованиями: при содержании P₂O₅ менее 2% падает агрохимическая ценность удобрения. Верхний предел содержания указанного компонента обуславливается технико-экономическими соображениями: при содержании P₂O₅ в удобрении более 6% возникают технические сложности ведения процесса ступенчатой нейтрализации и происходит удорожание целевого продукта.

Заявляемый способ предусматривает поддержание остаточной кислотности на первой ступени нейтрализации в пределах 8-40 г/л в пересчете на азотную кислоту. При содержании азотной кислоты менее 8 г/л наблюдаются повышенные потери аммиака в парогазовую фазу, увеличение остаточной кислотности более 40 г/л осложняет работу донейтрализатора.

Достоинством предлагаемого удобрения является то, что питательные вещества находятся в водорастворимой форме, наиболее эффективно усвояемой растениями при использовании на любых почвах.