СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕСХЛОРНОГО КАЛИЙНОГО УДОБРЕНИЯ
METHOD OF PREPARING CHLORINE-FREE POTASH FERTILISER

Изобретение относится к способу получения бесхлорного калийного удобрения и может найти применение в производстве простых калийных и сложных бесхлорных калийсодержащих удобрений.
Стандартные сложные NPK-удобрения, при получении которых в качестве калийсодержащей составляющей используется хлорид калия, непригодны при возделывании целого ряда культур таких, как виноград, хлопок, табак, цитрусовые, рис, соя и других из-за негативного влияния хлоридов.
Поэтому проблема производства бесхлорных NPK-удобрений на базе действующих технологических процессов является актуальной.
Самым доступным калийсодержащим компонентом при производстве сложных удобрений является хлористый калий. Традиционные способы его переработки в нитрат или сульфат калия отличаются сложным аппаратурным оформлением в связи с высокой коррозионной агрессивностью реакционной среды из-за необходимости отгонки образующегося при повышенной температуре газообразного хлористого водорода.
Известен способ удаления хлора из хлористого калия в колоннах с катионитом. Способ обеспечивает безотходность процесса и возможность использования в качестве источника калия отходов калийного производства и сточных вод (патент РФ №2201414, кл. МПК7 C05D 1/02, опубл. 27.03.2003). Недостатком указанного способа является необходимость применения дополнительного дорогостоящего ионообменного оборудования.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки хлористого калия в бесхлорные минеральные удобрения, включающий взаимодействие хлористого калия с азотной кислотой в присутствии катализатора, отделение раствора нитрата калия от реакционной смеси, нейтрализацию раствора аммиаком, отделение нитрата аммония, окисление гидроксида марганца хлоратом калия и возврат катализатора в процесс (патент Украины №20630, МПК7 С01D 9/00, опубл. 15.02.2007). Недостатком указанного способа является необходимость применения катализатора и оборудования для утилизации агрессивных отходов производства в виде соляной кислоты.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, состоит в создании новой технологии получения бесхлорных калийных удобрений, которые могут быть использованы и как калийсодержащие компоненты для бесхлорных сложных калийсодержащих удобрений.
Технический результат при решении поставленной технической задачи достигается за счет того, что в способе получения бесхлорного калийного удобрения, включающем переработку хлористого калия, согласно изобретению хлористый калий обрабатывают кремнефтористоводородной кислотой по реакции
отделяют кремнефторид калия фильтрованием и термообрабатывают при температуре не ниже 975°С в течение не менее 1,0 часа с получением четырехфтористого кремния,
который поглощают водой,
а полученную кремнефтористоводородную кислоту возвращают в голову процесса, и фтористого калия, который обрабатывают кальцийсодержащим компонентом с получением соответствующих бесхлорных калийных удобрений, и фтористого кальция.
В качестве кальцийсодержащего компонента используют нитрат или сульфат кальция.
Фтористый кальций используют в качестве сырья в производстве фтористого водорода известными способами.
Способ проверен в лабораторных условиях.
Пример
Раствор хлористого калия обрабатывают кремнефтористоводородной кислотой, кремнефторид калия отделяют фильтрованием и термообрабатывают в муфельной печи при температурах 950, 975 и 1000°С в течение 0,5, 1 и 1,5 часов. Результаты опытов приведены в Таблице.
№ Оп.
Температура прокалки, °С
Время прокалки, ч
Потеря в весе, %
Степень удаления SiF<sub>4</sub>, %
1
950
1,5
39,56
83,6
2
950
1,5
40,98
86,6
3
950
1,5
40,72
86,1
4
950
1,5
40,6
85,8
<b>Ср.</b>
<b>40,47</b>
<b>85,6</b>
5
975
1,5
47,31
100,0
6
975
1,5
46,68
98,7
7
975
1,5
46,75
98,8
8
975
1,5
46,5
98,3
<b>Ср.</b>
<b>46,81</b>
<b>99,0</b>
9
1000
1,5
47,6
100,0
10
1000
1,5
44,63
94,4
11
1000
1,5
46,7
98,7
12
1000
1,5
45,84
97,0
13
1000
1,5
47,35
100,0
<b>Ср.</b>
<b>46,42</b>
<b>98,2</b>
14
1000
1,0
46,39
98,1
15
1000
1,0
46,06
97,4
16
1000
1,0
45,99
97,2
17
1000
1,0
46,43
98,2
<b>Ср.</b>
<b>46,22</b>
<b>97,7</b>
18
975
0,5
30,6
64,7
19
975
1,0
42,0
89,0
20
1000
0,5
32,1
67,9
Полученный после прокаливания фтористый калий обрабатывают раствором нитрата кальция или водной суспензией сульфата кальция и получают соответственно нитрат калия или сульфат калия, которые могут быть использованы как самостоятельные удобрения, а также как калийсодержащие компоненты в производстве сложных бесхлорных калийсодержащих удобрений.
Из таблицы видно, что минимальные температура и время термообработки, при которых достигается необходимая для решения поставленной задачи степень разложения кремнефторида калия, составляют 975°С и 1,0 ч. Другие значения данных параметров будут являться предметом выбора в конкретных технологических условиях.
Побочный продукт фтористый кальций может служить идеальным сырьем в производстве фтористого водорода или в процессах, где требуется применение фтористого кальция достаточно высокой чистоты.