способ получения сложного удобрения с сульфатной добавкой

Формула изобретения

1. Способ получения сложного азотнофосфорного или азотнофосфорнокалийного удобрения с сульфатной добавкой, включающий разложение фосфатного сырья азотной кислотой, охлаждение азотнокислотной вытяжки, отделение кристаллов нитрата кальция, добавку к нитратно-фосфатному раствору серной кислоты, его аммонизацию до рН не ниже 4, упарку аммонизированной пульпы, добавку, при необходимости, хлорида калия, грануляцию и сушку целевого продукта, отличающийся тем, что нитратно-фосфатный раствор перед добавлением серной кислоты предварительно аммонизируют до рН 1-2.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание серы в удобрении поддерживают в пределах 1-2,5%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения сложного NP- или NPK-минерального удобрения с сульфатной добавкой для сельского хозяйства и может найти применение в химической промышленности при получении удобрений по технологии, основанной на азотнокислотном вскрытии фосфатного сырья.

Современная агрохимическая наука предполагает применение сложных NP- или NPK-удобрений регулируемой добавкой различных элементов, в частности с сульфатной добавкой в пределах 1-5% в пересчете на серу.

Известен способ получения сложного NPK-удобрения с сульфатной добавкой путем разложения фосфатного сырья смесью азотной и серной кислот, аммонизации продуктов разложения, добавки хлорида калия, грануляции и сушки целевого продукта [Соколовский А.А., Унянянц Т.П. Краткий справочник по минеральным удобрениям. - М.: Химия, 1977, с.293-298]. Получаемое удобрение, известное как нитрофоска 11:11:11, содержит питательных веществ (N+P₂O₅+K₂O) в сумме всего лишь 33%, а содержание сульфатов в пересчете на серу превышает 6%.

Низкое содержание питательных веществ, высокое (сверх необходимого) содержание сульфатной серы, являющейся, по существу, балластом, снижает агрохимическую ценность удобрения.

Известен способ получения сложного удобрения с сульфатной добавкой, наиболее близкий к заявляемому по совокупности существенных признаков [а.с. СССР 1524431, кл. С 05 В 11/06, опубл. 27.01.2003]. Способ включает разложение фосфатного сырья азотной кислотой, охлаждение азотнокислотной вытяжки, отделение кристаллов нитрата кальция, добавку к нитратнофосфатному раствору серной кислоты из расчета 1-2% к целевому продукту, что соответствует содержанию сульфатной серы в целевом продукте 0,33-0,67%, аммонизацию нитратнофосфатного раствора до рН 4,2, упарку аммонизированной пульпы, грануляцию и сушку целевого продукта. Способ позволяет получать концентрированное двойное азотнофосфорное удобрение. При необходимости в рамках известного способа может быть получено и концентрированное тройное азотнофосфорнокалийное удобрение типа азофоски, нитрофоски. Для этого в упаренную аммонизированную пульпу перед грануляцией должен быть введен хлорид калия.

Недостаток известного способа состоит в инкрустации сульфатом кальция оборудования на узле ввода серной кислоты в нитратнофосфатный раствор, что обуславливает забивку оборудования и, тем самым, осложняет технологический процесс, особенно в случае увеличения удельного расхода серной кислоты с целью получения целевого продукта с более высоким содержанием сульфатов (1-2,5% в пересчете на серу), которое требуется сельскому хозяйству.

Техническая задача, решаемая предлагаемым способом, состоит в устранении инкрустации оборудования на узле ввода серной кислоты и, тем самым, в исключении его забивок.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения сложного азотнофосфорного или азотнофосфорнокалийного удобрения с сульфатной добавкой, включающем разложение фосфатного сырья азотной кислотой, охлаждение азотнокислотной вытяжки, отделение кристаллов нитрата кальция, добавку к нитратнофосфатному раствору серной кислоты, его аммонизацию до рН не ниже 4, упарку аммонизированной пульпы, добавку, при необходимости, хлорида калия, грануляцию и сушку целевого продукта, согласно изобретению нитратнофосфатный раствор перед добавлением серной кислоты предварительно аммонизируют до рН 1-2. При этом содержание серы в удобрении поддерживают в пределах 1-2,5%.

Пример 1.

Апатитовый концентрат в количестве 16-18 т/ч разлагают азотной кислотой с добавкой технологических оборотов, азотно-кислотную вытяжку в количестве 45-50 м³/ч охлаждают до температуры минус 5^oС, отделяют кристаллы нитрата кальция, нитратнофосфатный раствор аммонизируют до рН 1-2 (измерение рН в условиях разбавления водой 1:10), к частично аммонизированному раствору добавляют 92%-ную серную кислоту в количестве 1,5-1,7 м³/ч и производят дальнейшую аммонизацию до рН 4,0-5,5 (измерение в условиях разбавления водой 1: 10). Аммонизированную пульпу упаривают до остаточной влажности 10% (здесь и далее проценты массовые), смешивают с хлоридом калия в количестве 10-11 т/ч и скрубберными растворами, образующимися при очистке отходящих газов от пыли удобрения в количестве 1,5-2 м³/ч, смесь гранулируют и сушат в барабанном грануляторе-сушилке, получают 40-45 т/ч целевого продукта, содержащего 15,1% N, 14,9% Р₂O₅, 15,2% К₂O и 2,0% серы в виде сульфатов. При получении удобрения данного состава все оборудование узлов ввода серной кислоты и аммонизации работает устойчиво, забивка осадками сульфата кальция отсутствует.

Примеры 2-7.

Получают другие виды сложного удобрения с различным соотношением питательных веществ и содержанием серы (в виде сульфатов). Соотношение N:Р₂O₅ регулируют добавлением к нитратнофосфатному раствору после отделения кристаллов нитрата кальция 42-48%-ного раствора нитрата аммония или исходной азотнокислотной вытяжки. Соотношение Р₂O₅:К₂О регулируют расходом хлорида калия, а содержание серы - расходом серной кислоты. Во всех случаях нитратнофосфатный раствор перед добавкой серной кислоты предварительно аммонизируют до рН 1-2. При получении указанных удобрений все оборудование узлов ввода серной кислоты и аммонизации работает устойчиво, забивка осадками сульфата кальция отсутствует. Состав полученных удобрений приведен в таблице.

Как следует из приведенных данных, заявляемый способ позволяет получать концентрированное сложное азотнофосфорное или азотнофосфорнокалийное удобрение с сульфатной добавкой в количестве 1-2,5% в пересчете на серу, исключив при этом образование забивок оборудования на узле ввода серной кислоты.

Положительный эффект достигается за счет того, что нитратнофосфатный раствор перед добавлением серной кислоты предварительно аммонизируют до рН 1-2. При работе в более кислой области (рН менее 1) не устраняются условия, способствующие образованию осадка сульфата кальция, а следовательно, вероятность инкрустации и забивок оборудования. Верхний предел (рН 2) определяется технической целесообразностью: при рН 2 вероятность забивок оборудования сульфатом кальция практически устраняется, и для решения поставленной задачи более глубокой аммонизации не требуется.