RU2043320C1 - Method of preparing complex fertilizer with trace elements - Google Patents

Abstract

FIELD: mineral fertilizer. SUBSTANCE: method involves mixing sulfuric acid with phosphorus-containing and trace element raw, ammoniation, drying and granulation. Firstly, sulfuric acid is mixed with iron-manganese ore at the ratio (1:18)-(1:8) and then with mother liquor of ammonium molybdate and phosphorus-containing raw taken at the ratio (1:18)-(1:12). Obtained pulp is filtered, liquid phase is ammoniated, dried and granulated. EFFECT: improved method of fertilizer preparing. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии комплексных удобрений с микроэлементами. The invention relates to the chemical industry, in particular to the technology of complex fertilizers with trace elements.

Известен способ получения комплексных удобрений, включающий смешение пульпы фосфатов аммония с растворимыми в воде сульфатными солями микроэлементов. Недостатком этого способа является необходимость использования дорогостоящих и дефицитных квалифицированных солей микроэлементов. A known method of producing complex fertilizers, including mixing pulp of ammonium phosphates with water-soluble sulfate salts of trace elements. The disadvantage of this method is the need to use expensive and scarce qualified salts of trace elements.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения комплексного удобрения с микроэлементами, включающий смешение минеральной кислоты с фосфор- и микроэлементсодержащим сырьем, аммони- зацию ее до рН=0,3-3,0, введение в пульпу фосфатов аммония, сушку и гранулирование. Недостатком данного способа является то, что он непригоден для использования железо-марганецсодержащего сырья, поскольку в фосфорную кислоту выщелачивается, в основном, железо, а большая часть марганца остается в твердой фазе в водонерастворимой форме. Кроме того, наличие твердой фазы, нерастворимой в воде, также ухудшает качество удобрения, снижая концентрацию питательных веществ и сужая область применения (непригодно для внекорневой подкормки). The closest in technical essence and the achieved result is a method for producing complex fertilizer with microelements, including mixing mineral acid with phosphorus and microelement raw materials, ammonizing it to pH = 0.3-3.0, introducing ammonium phosphates into the pulp, drying and granulation. The disadvantage of this method is that it is unsuitable for use with iron-manganese-containing raw materials, since mainly iron is leached into phosphoric acid, and most of the manganese remains in the solid phase in a water-insoluble form. In addition, the presence of a solid phase, insoluble in water, also degrades the quality of the fertilizer, reducing the concentration of nutrients and narrowing the scope (unsuitable for foliar feeding).

Целью изобретения является повышение качества комплексного удобрения путем увеличения содержания питательных для растений макро- и микроэлементов при использовании в качестве сырья отходов производств или руд. The aim of the invention is to improve the quality of complex fertilizers by increasing the content of macro- and microelements nutritious for plants when using industrial wastes or ores as raw materials.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения комплексного удобрения с микроэлементами, включающем смешение минеральной кислоты с фосфорсодержащим и микроэлементным сырьем, аммонизацию, сушку и гранулирование в качестве микроэлементсодержащего сырья используют железо-марганцевую руду. Сначала смешивают марганецсодержащее сырье с серной кислотой при массовом соотношении 1:(18-8) соответственно, а затем смешивают с маточником полимолибдата аммония и фосфорсодержащим сырьем (апатитовым или ковдорским концентратом, фосфоритом), взятыми в соотношении ПОМА:сырье=(1:18)-(1:12), полученную пульпу фильтруют, а жидкую фазу аммонизируют, сушат и гранулируют. This goal is achieved by the fact that in the method of producing complex fertilizer with microelements, including mixing mineral acid with phosphorus and microelement raw materials, ammonization, drying and granulation, iron-manganese ore is used as the microelement raw material. First, manganese-containing raw materials are mixed with sulfuric acid in a mass ratio of 1: (18-8), respectively, and then mixed with the mother liquor of ammonium polymolybdate and phosphorus-containing raw materials (apatite or Kovdor concentrate, phosphorite) taken in the ratio POMA: raw materials = (1:18) - (1:12), the resulting pulp is filtered, and the liquid phase is ammoniated, dried and granulated.

При использовании в качестве марганецсодержащего сырья железо-марганцевой руды ее смешивают вначале с серной кислотой, поскольку руда содержит 12-15% Mn²⁺ и 16-18% Fe³⁺, выщелачивание которых в допустимом для удобрений соотношении и с наибольшим выходом в раствор усваиваемого растениями марганца достигается не в фосфорной, как по прототипу, а в серной кислоте. При соотношении руды и серной кислоты менее 1:18 соотношение железо-марганец в растворе становится выше рекомендуемого для удобрений (1:1-1:2), т.е. его качество ухудшается. При соотношении руды и серной кислоты более 1:8 количество марганца в растворе возрастает до величины, существенно влияющей на формирование кристаллов фосфогипса в последующей стадии смешения с фосфорсодержащим сырьем, что, в свою очередь, ухудшает условия отмывки кристаллов от фосфорной кислоты на стадии фильтрования. Это приводит к снижению концентрации Р₂О₅ и микроэлементов в фосфорной кислоте и соответственно в удобрении, т.е. к ухудшению его качества.When using iron-manganese ore as a manganese-containing raw material, it is first mixed with sulfuric acid, since the ore contains 12-15% Mn ²⁺ and 16-18% Fe ³⁺ , the leaching of which in a ratio acceptable for fertilizers and with the highest yield in the digestible solution by manganese plants is achieved not in phosphoric, as in the prototype, but in sulfuric acid. When the ratio of ore and sulfuric acid is less than 1:18, the ratio of iron-manganese in solution becomes higher than recommended for fertilizers (1: 1-1: 2), i.e. its quality is deteriorating. When the ratio of ore and sulfuric acid is more than 1: 8, the amount of manganese in the solution increases to a value that significantly affects the formation of phosphogypsum crystals in the subsequent mixing stage with phosphorus-containing raw materials, which, in turn, worsens the conditions for washing crystals from phosphoric acid at the filtration stage. This leads to a decrease in the concentration of P ₂ O ₅ and trace elements in phosphoric acid and, accordingly, in fertilizer, i.e. to the deterioration of its quality.

Маточник полимолибдата аммония (ПОМА) берут для смешения с фосфорсодержащим сырьем, поскольку он содержит ионы NH₄ ¹⁺ и NO₃ ^1-, в присутствии которых интенсифицируется процесс разложения сырья и увеличиваются размеры выделяющихся кристаллов гипса. Это приводит к улучшению их отмывки, т.е. к увеличению концентрации Р₂О₅ и микроэлементов как в фосфорной кислоте, так и в удобрении. Его качество повышается также за счет содержащихся в маточнике ПОМА гуминовых кислот и молибдена остродефицитного и дорогостоящего микроэлемента. Одновременно решается вопрос утилизации маточника, поскольку из-за загрязнения гуминовыми кислотами, несмотря на достаточно высокое содержание молибдена (0,8-1,8%), для дальнейшей переработки он непригоден.Ammonium polymolybdate mother liquor (POMA) is taken for mixing with a phosphorus-containing raw material, since it contains NH ₄ ¹⁺ and NO ₃ ^1- ions, in the presence of which the decomposition of the raw material is intensified and the size of the precipitated gypsum crystals increases. This leads to an improvement in their washing, i.e. to an increase in the concentration of P ₂ O ₅ and trace elements in both phosphoric acid and fertilizer. Its quality is also improved due to the humic acids and molybdenum contained in the POMA mother liquor, which are extremely deficient and expensive microelement. At the same time, the issue of utilizing the mother liquor is being resolved, because due to contamination with humic acids, despite the rather high content of molybdenum (0.8-1.8%), it is unsuitable for further processing.

При соотношении маточник ПОМА:фосфорсодержащее сырье более 1:12 соотношение между молибденом и марганцем становится недопустимым для удобрения. При соотношении маточник ПОМА: фосфорсодержащее сырье менее 1:18 влияние ионов NH₄ ¹⁺ и NО₃ ^1- на кристаллизацию гипса становится незначительным, ухудшается отмывка кристаллов, содержание Р₂О₅ и микроэлементов в удобрении уменьшается, т.е. ухудшается его качество.When the ratio of mother liquor POMA: phosphorus-containing raw materials is more than 1:12, the ratio between molybdenum and manganese becomes unacceptable for fertilizer. When the POMA: phosphorus-containing feedstock ratio is less than 1:18, the effect of NH ₄ ¹⁺ and NO ₃ ^1– ions on gypsum crystallization becomes insignificant, washing of crystals deteriorates, the content of P ₂ O ₅ and trace elements in the fertilizer decreases, i.e. its quality is deteriorating.

Марганецсодержащее сырье содержит нерастворимые в воде и кислоте вещества, которые отделяют при фильтровании образующейся пульпы. Одновременно с фосфогипсом от фосфорной кислоты отделяют до 2,5% нерастворимого остатка руды. Использование этого приема, в отличие от прототипа, по которому руду растворяют в фосфорной кислоте, т.е. после фильтрования, позволяет повысить содержание полезных веществ в удобрении. Manganese-containing raw materials contain substances that are insoluble in water and acid, which are separated by filtering the resulting pulp. Simultaneously with phosphogypsum, up to 2.5% of the insoluble ore residue is separated from phosphoric acid. The use of this technique, in contrast to the prototype, in which the ore is dissolved in phosphoric acid, i.e. after filtering, it allows to increase the content of nutrients in the fertilizer.

П р и м е р 1. 38,4 т/ч серной кислоты (концентрация 92,5%) смешивают с 32,6 т/ч воды и 3,2 т/ч железомарганцевой руды месторождения Западный Каражал (содержание Мn²⁺ 13,2% Fe³⁺ 17%). Перемешивание ведут в течение 1,5 ч, после чего добавляют пульпу Ковдорского апатитового концентрата (37,5 т/ч в пересчете на сухое) и перемешивают в течение 5,5 ч. Полученную пульпу фильтруют, осадок выводят в отвал, а жидкую фазу аммонизируют, сушат и гранулируют в аппарате БГС. Продукт содержит 11% азота, 48% Р₂О₅ и 1,5% Mn.PRI me R 1. 38.4 t / h of sulfuric acid (concentration of 92.5%) is mixed with 32.6 t / h of water and 3.2 t / h of ferromanganese ore of the West Karazhal deposit (Mn ²⁺ 13 , 2% Fe ³⁺ 17%). Stirring is carried out for 1.5 hours, after which the pulp of the Kovdor apatite concentrate (37.5 t / h, calculated on dry basis) is added and stirred for 5.5 hours. The resulting pulp is filtered, the precipitate is discharged into the dump, and the liquid phase is ammoniated. , dried and granulated in a BGS apparatus. The product contains 11% nitrogen, 48% P ₂ O ₅ and 1.5% Mn.

П р и м е р 2. 38,3 т/ч серной кислоты (концентрация 92,5%) смешивают с 30 т/ч воды и 3,2 т/ч железомарганцевой руды месторождения Западный Каражал (содержание Мn²⁺ 13,2% Fe³⁺ 17%). Перемешивание ведут в течение 1 ч, после чего добавляют 2,7 т/ч маточника полимолибдата и аммония (содержание Mo⁶⁺ 1,5% NH₄ ¹⁺ 1,5% NO₃ ^1- 2%), пульпу ковдорского апатита (37,5 т/ч в пересчете на сухое) и перемешивают в течение 6 ч. Полученную пульпу фильтруют, осадок выводят в отвал, а жидкую фазу аммонизируют, сушат и гранулируют в аппарате БГС. Продукт содержит 11% азота, 48% Р₂О₅, 1,5% Mn и 0,1% Мо.PRI me R 2. 38.3 t / h of sulfuric acid (concentration of 92.5%) is mixed with 30 t / h of water and 3.2 t / h of ferromanganese ore of the Western Karazhal deposit (Mn ²⁺ content of 13.2 % Fe ³⁺ 17%). Stirring is carried out for 1 h, after which 2.7 t / h of mother liquor of polymolybdate and ammonium (content of Mo ⁶⁺ 1.5% NH ₄ ¹⁺ 1.5% NO ₃ ^1-2 %), pulp of Kovdor apatite (37 , 5 t / h in terms of dry) and stirred for 6 hours. The resulting pulp is filtered, the precipitate is discharged into a dump, and the liquid phase is ammoniated, dried and granulated in a BGS apparatus. The product contains 11% nitrogen, 48% P ₂ O ₅ , 1.5% Mn and 0.1% Mo.

Опыты проводили при крайних значениях параметров, а также и за пределами указанных диапазонов и в условиях, описанных в прототипе. Результаты сведены в таблицу. The experiments were carried out at extreme values of the parameters, as well as outside the specified ranges and under the conditions described in the prototype. The results are tabulated.

Как видно из таблицы, при использовании железо-марганецсодержащего сырья по прототипу содержание Р₂О₅ в продукте ниже, молибден отсутствует, а соотношение Fe/Mn значительно выше оптимального (1:1,5), т.е. получение продукта требуемого качества по прототипу невозможно. При значениях параметров за пределами заявляемого диапазона также наблюдается отклонение по содержанию фосфора и марганца. Поддержание параметров в заявленном диапазоне обеспечивает нужное качество продукта в части количества и соотношения макро- и микроэлементов, что позволяет применять продукт как эффективное минеральное удобрение при использовании в качестве сырья микроэлементсодержащих руд и отходов.As can be seen from the table, when using iron-manganese-containing raw materials according to the prototype, the content of P ₂ O ₅ in the product is lower, molybdenum is absent, and the Fe / Mn ratio is significantly higher than the optimum (1: 1.5), i.e. obtaining a product of the required quality for the prototype is impossible. When the values of the parameters outside the proposed range, there is also a deviation in the content of phosphorus and manganese. Maintaining the parameters in the claimed range ensures the desired product quality in terms of the quantity and ratio of macro- and microelements, which allows the product to be used as an effective mineral fertilizer when using trace elements containing ores and waste as raw materials.

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ С МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ, включающий смешение минеральной кислоты с фосфор-и микроэлементсодержащим сырьем, аммонизацию, сушку и гранулирование отличающийся тем, что в качестве микроэлементсодержащего сырья используют железомарганцевую руду, которую предварительно обрабатывают серной кислотой в массовом соотношении 1:(18-8) и смешивают с фосфорсодержащим сырьем, полученную пульпу фильтруют, а жидкую фазу аммонизируют, сушат и гранулируют. 1. METHOD FOR PRODUCING INTEGRATED FERTILIZER WITH MICROelements, including mixing mineral acid with phosphorus and trace elements, ammonization, drying and granulation, characterized in that as a trace element, iron-manganese ore is used, which is pre-treated with 18 sulfuric acid: 8) and mixed with phosphorus-containing raw materials, the resulting pulp is filtered, and the liquid phase is ammoniated, dried and granulated. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед смешением раствора железомарганцевой руды в серной кислоте с фосфорсодержащим сырьем в раствор вводят маточник полимолибдата аммония (ПОМА) в массовом соотношении ПОМА: фосфорсодержащее сырье 1:(10-12). 2. The method according to claim 1, characterized in that before mixing the solution of ferromanganese ore in sulfuric acid with phosphorus-containing raw materials, the mother liquor of ammonium polymolybdate (POMA) is introduced into the solution in a weight ratio of POMA: phosphorus-containing raw materials 1: (10-12).

Images