способ получения прочных гранул аммиачной селитры

Формула изобретения

Способ получения прочных гранул аммиачной селитры, включающий нейтрализацию азотной кислоты аммиаком, введение добавки, содержащей нитрат кальция, и сульфатной добавки, выпарку раствора с получением плава и его гранулирование, отличающийся тем, что в качестве добавки, содержащей нитрат кальция, используют доломитную вытяжку с содержанием ионов кальция и магния в пересчете на СаО в количестве 0,4-0,7 мас.%, которую вводят после стадии нейтрализации, а в качестве сульфатной добавки вводят на стадии гранулирования серную кислоту в количестве, необходимом для полного превращения ионов кальция и магния в сульфат кальция и сульфат магния.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения аммиачной селитры, являющейся азотным удобрением, широко применяющимся в сельском хозяйстве.

Гранулы аммиачной селитры характеризуются пониженной прочностью (0,7-0,9 кг/гран), что приводит к ее разрушению при бестарных перевозках и во время внесения в почву. Одновременно это способствует ее слеживаемости, комкообразованию во время открытого хранения. Для повышения прочности в раствор аммиачной селитры, после нейтрализации азотной кислоты аммиаком, вводят раствор доломитной вытяжки с содержанием ионов кальция и магния 0,3-0,5% в пересчете на СаО [1. Технология аммиачной селитры под ред. проф. Олевского ВМ, М., Химия, 1978 г., с.157-159]. Доломитную вытяжку получают растворением доломита в 56% азотной кислоте. Прочность такой селитры невысока и составляет 1,1-1,4 кг/гран. Это не обеспечивает устойчивость гранул к разрушению и, соответственно, к слипанию и слеживаемости.

Известно применение серной кислоты дли повышения прочности и уменьшения пыления во время гранулирования в башнях. Прочность такой селитры невысока и составляет 1-1,2 кг/гран.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения прочных гранул аммиачной селитры, включающий нейтрализацию азотной кислоты аммиаком, введение добавки, содержащей нитрат кальция и сульфатную добавку, выпарку раствора с получением плава и его гранулирование. При этом прочность гранул увеличивается с 0,4-0,57 кг/гран до 0,6-0,7 кг/гран [2. Технология аммиачной селитры под ред. проф. Олевского В.М., М., Химия, 1978, с.238-239]. Недостатком данного способа является невысокая прочность гранул, несмотря на ее общее увеличение в 1,3-1,5 раза. В данном способе образовавшийся сульфат кальция не обеспечивает структурообразующего действия и его влияние невысоко.

Для повышения прочности в предлагаемом способе получения высокопрочной аммиачной селитры путем нейтрализации азотной кислоты аммиаком и вводом серной кислоты, выпарку раствора с получением плава, вводом нитрата кальция в плав, его разбрызгивания в объеме грануляционной башни, образования гранул при охлаждении в свободном падении, дальнейшего охлаждения в условиях кипящего слоя с последующим затариванием и складированием, раствор нитрата кальция вводят в виде азотнокислой доломитной вытяжки после стадии нейтрализации с содержанием ионов кальция и магния в количестве 0,4-0,8 мас.% в пересчете на СаО и серную кислоту вводят на стадии гранулирования в количестве, необходимом для полного превращения ионов Са и Mg в CaSО ₄ и MgSО₄.

Отличительными признаками способа является применение азотнокислой доломитной вытяжки, содержащей Са(NО₃)₂ и Mg(NO₃)₂ и ее место ввода и серной кислоты.

Наличие нитрата магния в плаве и новый порядок ввода нитрата кальция и серной кислоты способствует повышению скорости образования CaSO₄, за счет устранения стадии образования (NH₄)₂ SO₄, его ввод в структуру кристалла аммиачной селитры, одновременно с сульфатом магния и получением гранул с повышенной прочностью 2,5-2,8 кг/гран.

На чертеже представлена схема установки для получения аммиачной селитры.

1, 2 - подогреватели;

3 - реактор получения доломитной вытяжки;

4 - аппарат ИТН;

5 - дозатор доломитной вытяжки;

6 - донейтрализатор;

7 - доупарочный аппарат;

8 - напорный бак;

9 - емкость серной кислоты;

10 - грануляционная башня;

11 - аппарат кипящего слоя;

12 - подогреватель воздуха;

13 - вентилятор;

14 - транспортер готового продукта.

Работа установки осуществляется следующим образом.

Пример №1

Азотная кислота в количестве 24 тыс.кг, пройдя подогреватель (1), поступает в аппарат ИТН (4), куда подается газообразный аммиак в количестве 6,45 тыс.кг, после подогревателя (2). Доломитная вытяжка получается в реакторе (3), куда подается доломит и 50-56% НNО₃, и подается через дозатор (5) в раствор аммиачной селитры в количестве, обеспечивающем содержание ионов кальция и магния. Полученный раствор аммиачной селитры проходит донейтрализацию аммиаком в аппарате (6), выпарку (7) и образовавшийся плав поступает в напорный бак (8), куда одновременно подается 95-98% серная кислота в количестве 21 кг. Плав гранулируется в башне (10), охлаждается в аппарате (11) и по транспортеру 14 отправляется на склад.

В таблице приведены результаты испытаний предлагаемого способа.

Пример №2

Способ проводят аналогично примеру 1. Количество серной кислоты составило 63 кг, содержание ионов кальция и магния в пересчете на СаО равно 0,5 мас.%.

Пример №3

Способ проводят аналогично примеру 1. Количество серной кислоты составило 141 кг, содержание ионов кальция и магния в аммиачной селитре в пересчете на СаО равно 0,5 мас.%.

Пример №4

Способ проводят аналогично примеру I. Количество серной кислоты составило 174 кг, содержание ионов Са и Mg в пересчете на СаО равно 0,5 мас.%.

Пример №5

Способ проводят аналогично примеру 1. Количество серной кислоты составило 200 кг, содержание ионов Са и Mg в пересчете на СаО равно 0-5 мас.%.

Пример №6

Способ проводят аналогично примеру 1. Количество серной кислоты составило 280 кг, содержание ионов Са и Mg в пересчете на СаО равно 0,7 мас.%.

Источники информации

1. Технология аммиачной селитры. Под редакцией проф. В.М.Олевского, М., Химия, 1978 г., с.157-159.

2. Поляков Н.Н., Невская А.Н. и др. Авт. свид. СССР №509567, Бюлл. изобр. N13, 1976.