СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ АЗОТНО-ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ
METHOD OF OBTAINING NITROGEN-PHOSPHATE COMPOUND FERTILISER

Изобретение относится к способу получения сложных гранулированных минеральных удобрений на основе аммиачной селитры и фосфорсодержащих компонентов.
2
5
Известен способ получения сложных азотно-фосфорных удобрений (АФУ) [1], включающий смешение раствора аммиачной селитры концентрацией 85-90% с 20-30%-ным раствором аммофоса, аммонизацию полученной смеси, выпаривание и последующее гранулирование с получением готового продукта с содержанием 4-7% РО. Гранулы продукта обрабатывают антислеживающим реагентом на основе жирных аминов. Способ позволяет использовать отработанные слабые растворы производства аммиачной селитры для растворения аммофоса.
Недостатком способа является использование аммофоса - готового гранулированного удобрения, а также сложность осуществления технологического процесса из-за эксплуатации узла растворения аммофоса, образования в процессе высококоррозионных фтористых соединений и забивок аппаратуры и трубопроводов взвесями примесных веществ, вводимых в процесс аммофосом.
2
5
Известен способ получения сложных азотно-фосфорных удобрений [2], включающий предварительную аммонизацию осветленной суперфосфорной кислоты в присутствии ингибитора коррозии с получением жидкого комплексного удобрения (ЖКУ), подогрев полученного ЖКУ до 70-80°С и смешивание с раствором аммиачной селитры концентрацией 89-92%, выпаривание и гранулирование полученной смеси с последующей обработкой гранул антислеживающим реагентом. Получают азотно-фосфорное удобрение с содержанием азота 31-33%, фосфора 5-7% в пересчете на PO на базе действующего оборудования производства аммиачной селитры. Способ позволяет в некоторой степени уменьшить количество образовавшихся взвесей примесных веществ.
Недостатком способа является использование суперфосфорной кислоты, сложность осуществления технологического процесса из-за образования в процессе высококоррозионных фтористых соединений, а также забивание аппаратуры взвесями примесных веществ, вводимых в технологический процесс в составе ЖКУ.
2
5
2
5
2
5
Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ получения [3], включающий аммонизацию смеси фосфорсодержащего компонента с раствором аммиачной селитры концентрацией 89-92%, с последующим выпариванием, гранулированием смеси и обработкой гранул антислеживающим веществом, при этом в качестве фосфорсодержащего компонента используют экстракционную фосфорную кислоту (ЭФК) концентрацией 52-54% PO или нейтральный раствор моноаммонийфосфата (показатель рН 7), полученный аммонизацией экстракционной фосфорной кислоты концентрацией 30-42% PO. Используют ЭФК, получаемую при переработке высококачественного фосфатного сырья - апатитового концентрата. Способ позволяет получить азотно-фосфорное удобрение с содержанием азота в пределах 31-33%, фосфора от 4 до 7% в пересчете на РО на базе действующего оборудования производства аммиачной селитры.
Недостатком способа является образование в ходе технологического процесса высококоррозионных фтористых соединений и забивок аппаратуры и трубопроводов взвесями примесных веществ, вводимых в процесс в составе фосфорсодержащего компонента из-за отсутствия стадии предварительной очистки фосфорсодержащего компонента от примесей.
Целью настоящего изобретения является усовершенствование технологического процесса для преодоления указанных недостатков.
2
5
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве фосфорсодержащего компонента используют осветленный раствор фосфата аммония концентрацией 16-30% PO, получаемый аммонизацией экстракционной фосфорной кислоты до достижения рН 2,2-3,0 с последующим отделением осадка. Далее смесь осветленного раствора и аммиачной селитры аммонизируют в нейтрализаторе, проводят выпаривание, гранулирование полученного плава и обработку гранул антислеживающим веществом.
2
5
2
3
2
3
2
3
2
5
2
3
2
5
2
5
4
4
В известных способах получения азотно-фосфорных удобрений в качестве фосфорсодержащего компонента применяются экстракционная кислота, а также аммофос, жидкое комплексное удобрение (ЖКУ) или раствор моноаммонийфосфата, полученные аммонизацией исходной ЭФК или суперфосфорной кислоты. Экстракционная фосфорная кислота, а также продукты, полученные ее аммонизацией, характеризуются значительным содержанием соединений железа, алюминия и фтора. Например, продукционная ЭФК (52-54% РО), производимая переработкой апатитового концентрата, обычно содержит 0,8-1,0% железа в пересчете на FeO, 0,9-1,1% алюминия в пересчете на AlO и 0,2-0,7% фтористых соединений. В ЭФК соотношения (в %)составляют: FeO/PO=1,5-1,9, AlO/PO=1,7-2,1, F/РО=0,4-1,3. В фосфорсодержащие продукты, получаемые из ЭФК, данные примеси переходят в полном объеме. Соединения железа и алюминия в составе фосфорсодержащего компонента вводятся в технологический процесс производства азотно-фосфорного удобрения и при аммонизации нитратно-фосфатного раствора выделяются в виде нерастворимых взвесей фосфатов железа FePO и AlPO, что является причиной забивок трубопроводов и аппаратуры. Фтористые соединения в процессе аммонизации нитратно-фосфатного раствора при температуре 148-165°С выделяются в газовую фазу и вызывают усиленную коррозию оборудования.
2
5
2
3
2
3
2
3
2
5
2
3
2
5
2
5
Сущность способа заключается в следующем. При проведении аммонизации экстракционной фосфорной кислоты примесные соединения железа, алюминия и фтора выделяются в осадок. Поддержание показателя рН среды при аммонизации в пределах 2,2-3,0 обеспечивает наибольшую степень выделения примесей железа, алюминия и фтора в осадок. При данном интервале показателя рН осадок характеризуется высокой фильтруемостью и скоростью осаждения. Последующим отделением осадка путем фильтрации или осаждения получают осветленный раствор фосфата аммония, содержащего 16-30% PO и незначительные количества примесей железа, алюминия и фтора. Осветленный раствор фосфата аммония содержит не более 0,015% FeO и 0,02% AlO, 0,01% фтора, соотношения (в %) составляют: FeO/PO=0,05-0,09, AlO/PO=0,07-0,12, F/PO=0,03-0,036. Введение осветленного раствора фосфата аммония с малым содержанием примесей в технологический процесс производства азотно-фосфорного удобрения не вызывает осложнений в виде забиваний и коррозии оборудования.
2
3
2
5
Концентрационные пределы содержания PO в осветленном растворе выбраны исходя из следующих факторов. При превышении концентрации более 30% снижаются степень выделения примесей в осадок. Снижение концентрации раствора менее 16% PO нецелесообразно из-за внесения повышенного количества воды в процесс получения АФУ с фосфорсодержащим компонентом.
2
5
Осветленный раствор фосфата аммония в технологический процесс производства азотно-фосфорного удобрения вводится в количестве, достаточном для получения продукта, содержащего 3-7% PO.
2
5
При реализации предлагаемого изобретения путем использования в качестве фосфорсодержащего компонента осветленного раствора фосфата аммония с концентрацией 16-30% PO и показателем рН 2,2-3,0, процесс получения азотно-фосфорного удобрения протекает без осложнений. Из-за незначительного присутствия примесей фтора, железа и алюминия не наблюдается коррозия оборудования, забивка аппаратуры и трубопроводов. Способ также позволяет использовать в качестве исходного сырья экстракционную фосфорную кислоту, полученную переработкой бедной фосфатной руды, например фосфоритов Каратау.
Предложенный способ проиллюстрирован следующими примерами.
2
5
2
3
2
3
2
5
2
3
2
3
2
5
2
5
Пример 1. 5,5 т экстракционной фосфорной кислоты концентрацией 40% PO и содержащей 0,8% FeO, 0,9% AlO, 0,5% F, полученной при переработке апатитового концентрата, разбавляют водой в количестве 4,4 т и подают в реактор. Возможно использование слабых растворов аммиачной селитры для разбавления исходной ЭФК. Для аммонизации в реактор подают 1,86 т 20%-ной аммиачной воды, нейтрализацию проводят до достижения показателя рН суспензии 2,5. Путем отстаивания отделяют 0,65 т влажного осадка, получают 11,11 т осветленного раствора фосфата аммония, содержащего 18% РО, 0,005% фтора, 0,01% железа в пересчете на FeO и 0,015% алюминия в пересчете на AlO. Степень очистки осветленного раствора от соединений железа - 97%, алюминия - 96%, фтора - 98%. 11,11 т осветленного раствора фосфата аммония смешивают с 40,2 т раствора аммиачной селитры концентрацией 90%, полученным в результате нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком в нейтрализаторе при температуре 148-165°С. Раствор фосфата аммония вводят из расчета содержания в готовом продукте 5,0% фосфора в пересчете на PO. Полученный нитро-фосфатный раствор подают в донейтрализатор, где проводят доаммонизацию раствора газообразным аммиаком до рН 4-5. Далее нитро-фосфатный раствор выпаривают до состояния высококонцентрированного плава с массовой долей смеси не менее 99,7% и гранулируют с последующей обработкой гранул удобрения антислеживающим веществом. Получают 40 т азотно-фосфорного удобрения, содержащего 32,8% азота, 5,0% PO, 0,3% влаги. Процесс получения азотно-фосфорного удобрения протекает без коррозии оборудования, без забивки аппаратуры и трубопроводов.
2
5
2
3
2
3
2
5
2
3
2
3
2
5
2
5
2
Пример 2. 8,0 т экстракционной фосфорной кислоты концентрацией 22% РО и содержащей 0,7% FeO, 0,8% AlO, 1,8% F, полученной при переработке бедного фосфатного сырья - фосфоритов Каратау, подают в реактор. Для аммонизации в реактор подают 1,0 т 25%-ной аммиачной воды, нейтрализацию проводят до достижения показателя рН суспензии 2,8. Путем фильтрации отделяют 0,6 т влажного осадка, получают 8,4 т осветленного раствора фосфата аммония, содержащего 19% РО, 0,01% фтора, 0,015% железа в пересчете на FeO и 0,02% алюминия в пересчете на AlO. Степень очистки осветленного раствора от соединений железа - 97,6%, алюминия - 97%, фтора - 99%. 8,4 т осветленного раствора фосфата аммония смешивают с 40,65 т раствора аммиачной селитры концентрацией 91%, полученным в результате нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком в нейтрализаторе, из расчета содержания 4,0% PO в готовом продукте. Полученный нитро-фосфатный раствор подают в донейтрализатор, где проводят доаммонизацию раствора газообразным аммиаком до рН 4-5. Далее нитро-фосфатный раствор выпаривают до состояния высококонцентрированного плава с массовой долей смеси не менее 99,7% и гранулируют с последующей обработкой гранул удобрения антислеживающим веществом. Получают 40 т азотно-фосфорного удобрения, содержащего 33,2% N, 4,0% PO, 0,3% НО. Процесс получения азотно-фосфорного удобрения протекает без коррозии оборудования, без забивки аппаратуры и трубопроводов.
Литература
1. Патент РФ №2169720, С05В 7/00, C05G 1/06, 2000 г.
2. Патент РФ №2223932, С05В 7/00, С05С 1/00, 2002 г.
3. Патент РФ №2171795, С05В 7/00, С05С 1/00, 2000 г.