способ получения известково-аммиачной селитры

Формула изобретения

1. Способ получения известково-аммиачной селитры путем смешения плава нитрата аммония с карбонатом кальция в присутствии соли магния как ингибитора образования нитрата кальция с последующим гранулированием и охлаждением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве соли магния используют нитрат магния в количестве 0,1-0,4% в пересчете на магний к массе целевого продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для смешения с плавом нитрата аммония берут химически осажденный карбонат кальция с температурой не ниже 40°С, размером частиц не выше 0,1 мм и влажностью не более 1%.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве химически осажденного карбоната кальция используют продукт обработки карбонатом аммония тетрагидрата нитрата кальция, выделяемого в процессе азотнокислотной переработки природного кальцийфосфата в сложное удобрение.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве плава нитрата аммония используют продукт упаривания 87-92%-ного водного раствора нитрата аммония.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве 87-92%-ного раствора нитрата аммония используют продукт нейтрализации 56-59%-ной азотной кислоты аммиаком.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве 87-92%-ного раствора нитрата аммония используют продукт упаривания 40-60%-ного водного раствора, получаемого в процессе азотнокислотной переработки природного кальцийфосфата в сложное удобрение.

7. Способ по одному из пп.4-6, отличающийся тем, что нитрат магния вводят на стадии получения 87-92%-ного раствора нитрата аммония.

8. Способ по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что в качестве нитрата магния используют продукт обработки магнезита, оксида или гидроксида магния азотной кислотой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения азотных удобрений, а именно известково-аммиачной селитры.

Известково-аммиачная селитра (ИАС) находит в сельском хозяйстве все более широкое применение, вытесняя аммиачную селитру, так как имеет два важных преимущества: ИАС в отличие от аммиачной селитры не взрывоопасна и содержит в своем составе карбонат кальция, препятствующий закислению почвы, которое имеет место при использовании аммиачной селитры.

Одним из основных требований, предъявляемых к ИАС, определяющих ее потребительские свойства, является минимальное содержание нитрата кальция, возможность образования которого существует при смешении нитрата аммония с карбонатом кальция. Наличие нитрата кальция в ИАС обуславливает повышенную гигроскопичность удобрения и, в конечном итоге, его слеживаемость.

Известен способ получения ИАС путем термообработки водной смеси нитрата аммония и карбоната кальция с добавкой 2-3% карбоната аммония [пат.РФ 2077484, кл. С 01 С 1/00, oп. 20.04.97]. Способ позволяет получать удобрение с содержанием нитрата кальция 1,8-2,1% (здесь и далее проценты массовые), и это является его недостатком.

Наиболее близким к предлагаемому по совокупности существенных признаков является известный способ получения ИАС, включающий смешение плава нитрата аммония с карбонатом кальция в присутствии 0,2% сульфата магния в качестве ингибитора образования нитрата кальция с последующим гранулированием и охлаждением целевого продукта (Технология аммиачной селитры. Под ред. В.М. Олевского. М.: Химия, 1978, с.240-243).

Известный способ, хотя и позволяет снизить содержание нитрата кальция в целевом продукте до 0,4%, однако оно остается еще достаточно высоким, что является недостатком способа.

Технической задачей, решаемой предлагаемым способом, является снижение содержания нитрата кальция.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения известково-аммиачной селитры путем смешения плава нитрата аммония с карбонатом кальция в присутствии соли магния как ингибитора образования нитрата кальция с последующим гранулированием и охлаждением целевого продукта, согласно изобретению в качестве соли магния используют нитрат магния в количестве 0,1-0,4% в пересчете на магний к массе целевого продукта. При этом для смешения с плавом нитрата аммония берут химически осажденный карбонат кальция с температурой не ниже 40^oС, размером частиц не выше 0,1 мм и влажностью не более 1%. В качестве химически осажденного карбоната кальция используют продукт обработки карбонатом аммония тетрагидрата нитрата кальция, выделяемого в процессе азотно-кислотной переработки природного кальцийфосфата в сложное удобрение. В качестве плава нитрата аммония используют продукт упаривания 87-92%-ного водного раствора нитрата аммония, а в качестве последнего берут продукт нейтрализации 56-59%-ной азотной кислоты аммиаком или продукт упаривания 40-60%-ного водного раствора, получаемого в процессе азотно-кислотной переработки природного кальцийфосфата в сложное удобрение. Нитрат магния можно вводить на стадии получения 87-9%-ного раствора нитрата аммония, а в качестве нитрата магния можно использовать продукт обработки магнезита, оксида или гидроксида магния азотной кислотой.

Пример

Известково-аммиачную селитру получают на опытно-промышленной установке производительностью 1-3 т/ч по целевому продукту. В качестве исходных материалов используют плав нитрата аммония с температурой 172-182^oС, содержащий 0,15-0,55% нитрата магния в пересчете на магний, и 0,2% воды (значение рН 10%-ного раствора - 5-6), а также осажденный карбонат кальция с влажностью 0,8%, температурой 40-80^oС, средним размером частиц 0,05 мм, максимальным 0,1 мм. Плав нитрата аммония получают путем нейтрализации аммиаком 56-59%-ной азотной кислоты и упарки продукта нейтрализации. Нитрат магния вводят перед упаркой в виде азотно-кислого раствора нитрата магния с концентрацией 25-35% по соли, полученного путем обработки магнезита азотной кислотой. Карбонат кальция получают путем обработки тетрагидрата нитрата кальция, выделенного в процессе азотно-кислотной переработки апатитового концентрата, карбонатом аммония с последующим отделением от маточного раствора (50%-ного раствора нитрата аммония) и сушкой.

В реактор-смеситель с рабочим объемом 0,1 м³ непрерывно подают 0,7-2,2 т/ч плава нитрата аммония и 0,3-0,8 т/ч осажденного карбоната кальция. Время пребывания смеси в реакторе-смесителе 2-6 мин. Смесь из реактора-смесителя со скоростью 1-3 т/ч подают в гранулятор леечного типа с размером отверстий 1-1,2 мм, образующиеся гранулы поступают в башню, где охлаждаются встречным потоком воздуха до температуры 100^oС. Затем гранулы подают в аппарат кипящего слоя, где их охлаждают воздухом до температуры 20-50^oС, и далее на склад целевого продукта. В результате получают 1-3 т/ч известково-аммиачной селитры следующего состава, %:

Карбонат кальция - 25-30

Нитрат кальция - 0,1-0,2

Вода - 0,3-0,4

Нитрат магния - 0,1-0,4 (в пересчете на магний)

Нитрат аммония - Остальное

Содержание азота в целевом продукте - 24-26%. Прочность гранул на раздавливание - 2 кг на гранулу.

Из представленных данных видно, что заявляемый способ по сравнению с известным позволяет повысить прочность гранул удобрения в 4 раза. Содержание нитрата кальция в целевом продукте составляет 0,1-0,2%, что в 4-8 раз ниже допустимого уровня. Таким образом, заявляемый способ позволяет получать удобрение с высокими потребительскими свойствами.

Дополнительным преимуществом заявляемого способа по сравнению с известный является то, что его реализация не приведет к повышению коррозии промышленного оборудования. Реализация известного способа, предусматривающего применение солей кремнефтористоводородной кислоты, неизбежно обусловит повышенную коррозию оборудования.

Для смешения с плавом нитрата аммония предпочтительно использовать осажденный карбонат кальция с температурой не ниже 40^oС, размером частиц не более 0,1 мм и влажностью не более 1%. При использовании реагента с температурой ниже 40^oС происходит загустевание смеси и ухудшение ее перемешивания. В случае использования реагента с размером частиц более 0,1 мм осложняется работа леечного гранулятора. Применение реагента с влажностью более 1% приводит к увеличению содержания воды в целевом продукте.

В качестве химически осажденного карбоната кальция целесообразно использовать продукт обработки карбонатом аммония тетрагидрата нитрата кальция, выделяемого в процессе азотно-кислотной обработки природного кальцийфосфата, что позволит полезно использовать полупродукт этой переработки.

В качестве плава нитрата аммония целесообразно использовать продукт упариваиия 87-92%-ного водного раствора нитрата аммония, то есть использовать реагент, получение которого широко освоено в промышленности. А в качестве 87-92%-ного водного раствора нитрата аммония целесообразно использовать полупродукты, получение которых также широко освоено в промышленности, а именно:

- продукт нейтрализации 56-59%-ной азотной кислоты аммиаком;

- продукт упаривания 40-60%-ного водного раствора нитрата аммония, получаемого при обработке тетрагидрата нитрата кальция карбонатом аммония.

Нитрат магния целесообразнее вводить в 87-92%-ный водный раствор нитрата аммония в виде азотно-кислого раствора, продукта обработки магнезита, оксида или гидроксида магния азотной кислотой.