RU2221758C1 - Mixed nitrogen-phosphorus fertilizer and a method for production thereof - Google Patents

Abstract

FIELD: mineral fertilizers. SUBSTANCE: fertilizer contains, wt %: ammonium nitrate 75 +/- 7, ammonium dihydrophosphate 3 +/- 1, calcium hydrophosphate 8 +/- 3, calcium sulfate 14 +/- 4, nitrogen 24-29m and phosphorus pentoxide 4-8. Fertilizer is prepared by decomposing apatite concentrate with nitric and sulfuric acid followed by neutralizing pulp with ammonia, granulation and drying of product using drying agent with initial and end temperatures 180 C and 70-80 C, respectively. Neutralization is carried out by adding ammonium nitrate solution with concentration at least 70% and in amount 420 to 690 kg per 1 t desired product. Decomposition of apatite concentrate proceeds in two steps. EFFECT: enabled production of mixed nitrogen- phosphorus fertilizer with reduced risk of fire, increased statistical strength of granules (5 kg/granule), and by 30% reduced conglomeration on storage. 4 cl

Description

Изобретение относится к технологии производства сложных азотно-фосфорных удобрений и может быть использовано в химической промышленности. The invention relates to the production technology of complex nitrogen-phosphorus fertilizers and can be used in the chemical industry.

Известно сложное азотно-фосфорное минеральное удобрение, содержащее нитрат аммония с фосфатно-сульфатной добавкой в виде аммонийных солей, которое содержит питательные вещества в соотношении (мас.%):
Азот - 33±1
Пятиокись фосфора - 2 - 6
[патент RU 2174970, кл. С 05 С 1/00, C 05 G 1/06, оп. 20.10.2001 г.].Known complex nitrogen-phosphorus mineral fertilizer containing ammonium nitrate with a phosphate-sulfate additive in the form of ammonium salts, which contains nutrients in the ratio (wt.%):
Nitrogen - 33 ± 1
Phosphorus pentoxide - 2 - 6
[patent RU 2174970, class C 05 C 1/00, C 05 G 1/06, op. October 20, 2001].

В известном удобрении повышенное содержание азота обеспечивается за счет увеличения содержания нитрата аммония в солевом составе удобрения и составляет 92,5±3,0 мас.%, что влечет повышенную пожаро- и взрывоопасность. In the known fertilizer, an increased nitrogen content is provided by increasing the content of ammonium nitrate in the salt composition of the fertilizer and is 92.5 ± 3.0 wt.%, Which entails an increased fire and explosion hazard.

Известно получение сложного азотно-фосфорного минерального удобрения путем азотно-сернокислого разложения природных фосфатов, последующей нейтрализации полученной пульпы аммиаком, грануляции и сушки удобрения. Солевой состав удобрения включает нитрат аммония, гидрофосфат кальция, дигидрофосфат аммония, полугидрат сульфата кальция, а содержание питательных веществ составляет в мас. %: N - 11,4; P₂O₅ - 11,5÷17,2. Удобрение имеет низкое содержание азота и агрохимически неэффективное соотношение азота к фосфору [В.В. Бабкин, А.А.Бродский "Фосфорные удобрения". М., Маргус, 1995, с. 277-281].It is known to obtain a complex nitrogen-phosphorus mineral fertilizer by nitric sulfate decomposition of natural phosphates, the subsequent neutralization of the resulting pulp with ammonia, granulation and drying of the fertilizer. The salt composition of the fertilizer includes ammonium nitrate, calcium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, hemihydrate calcium sulfate, and the nutrient content is in wt. %: N - 11.4; P ₂ O ₅ - 11.5 ÷ 17.2. The fertilizer has a low nitrogen content and an agrochemically ineffective ratio of nitrogen to phosphorus [V.V. Babkin, A.A. Brodsky "Phosphate fertilizers." M., Margus, 1995, p. 277-281].

Задачей настоящего изобретения является получение сложного азотно-фосфорного удобрения, имеющего сниженную пожаро- и врывоопасность, повышенную прочность гранул, низкую слеживаемость при повышенном содержании азота и сохранении агрохимической эффективности удобрения. The objective of the present invention is to obtain a complex nitrogen-phosphorus fertilizer having reduced fire and explosion hazard, increased pellet strength, low caking with a high nitrogen content and maintaining the agrochemical effectiveness of the fertilizer.

Поставленная задача реализуется тем, что сложное азотно-фосфорное удобрением, включает нитрат аммония, дигидрофосфат аммония, гидрофосфат кальция, полугидрат сульфата кальция в следующем соотношении в мас.%:
Нитрат аммония - 75±7
Дигидрофосфат аммония - 3±1
Гидрофосфат кальция - 8±3
Полугидрат сульфата кальция - 14±4,
при этом содержание питательных веществ составляет в мас.%:
Азот - 24 - 29
Пятиокись фосфора - 4 - 8
Задача достигается также способом получения сложного азотно-фосфорного удобрения, включающим разложение апатитового концентрата азотной и серной кислотами, нейтрализацию пульпы аммиаком с последующей грануляцией и сушкой продукта, в котором нейтрализацию пульпы проводят при введении в пульпу раствора аммиачной селитры, концентрацией не менее 70 мас.%, взятой в количестве 420-690 кг в пересчете на сухое вещество на 1 т целевого продукта, и при достижении рН 3,3, нейтрализацию до рН 4,0÷6,0 ведут при постепенном понижении скорости подачи аммиака.The problem is realized in that the complex nitrogen-phosphorus fertilizer includes ammonium nitrate, ammonium dihydrogen phosphate, calcium hydrogen phosphate, hemihydrate calcium sulfate in the following ratio in wt.%:
Ammonium Nitrate - 75 ± 7
Ammonium dihydrogen phosphate - 3 ± 1
Calcium hydrogen phosphate - 8 ± 3
Calcium sulfate hemihydrate - 14 ± 4,
while the content of nutrients is in wt.%:
Nitrogen - 24 - 29
Phosphorus Pentoxide - 4 - 8
The objective is also achieved by a method for producing a complex nitrogen-phosphorus fertilizer, including decomposition of an apatite concentrate with nitric and sulfuric acids, neutralization of the pulp with ammonia, followed by granulation and drying of the product, in which the pulp is neutralized by introducing a solution of ammonium nitrate in the pulp with a concentration of at least 70 wt.% taken in the amount of 420-690 kg in terms of dry matter per 1 ton of the target product, and when reaching pH 3.3, neutralization to pH 4.0 ÷ 6.0 is carried out with a gradual decrease in the feed rate of ammonia.

При этом разложение апатитового концентрата осуществляют в две стадии, причем на первой из них азотной кислотой с концентрацией 55-57 мас.% в течение 1-2,5 часов при 45-55^oС, а на второй - серной кислотой с концентрацией не менее 92 мас.% в течение 1-2 часов при 60-80^oС.The decomposition of apatite concentrate is carried out in two stages, with the first of them nitric acid with a concentration of 55-57 wt.% For 1-2.5 hours at 45-55 ^o C, and the second with sulfuric acid with a concentration of not less 92 wt.% For 1-2 hours at 60-80 ^o C.

Грануляцию и сушку целевого продукта осуществляют в сферодайзере с температурой сушильного агента на входе до 180^oС и на выходе 70-80^oС соответственно.Granulation and drying of the target product is carried out in a spherodizer with a temperature of the drying agent at the inlet up to 180 ^o C and at the outlet 70-80 ^o C, respectively.

Разложение апатитового концентрата азотной и серной кислотами осуществляют без последующего выделения балластных солей кальция из реакционной смеси. The decomposition of apatite concentrate with nitric and sulfuric acids is carried out without subsequent separation of calcium ballast salts from the reaction mixture.

Изобретение реализуется следующим образом. The invention is implemented as follows.

Пример 1. Example 1

Апатитовый флотационный концентрат с содержанием Р₂O₅ - 39 мас.% в количестве 1540 кг/час подают на разложение в первый по ходу реактор блока из 13 реакторов, туда же подают 2450 кг/час азотной кислоты с концентрацией 55 мас. %, при этом в первом и втором реакторах при 50^oС в течение 1,5 часов происходит разложение апатита азотной кислотой. В третий по ходу реактор подают 980 кг/час серной кислоты с концентрацией 92 мас.%. В 3 и 4 реакторах происходит доразложение апатита и связывание Са⁺⁺ серной кислотой при 60-80^oС в течение 1,5 часов. При этом после стадии разложения апатита серной кислотой выделение балластных солей, в том числе сульфатов кальция из реакционной смеси, не производится.Apatite flotation concentrate with a content of P ₂ O ₅ - 39 wt.% In the amount of 1540 kg / h is fed for decomposition into the first reactor along the block of 13 reactors, 2450 kg / h of nitric acid with a concentration of 55 wt. %, while in the first and second reactors at 50 ^o C for 1.5 hours there is a decomposition of apatite with nitric acid. In the third downstream reactor, 980 kg / h of sulfuric acid with a concentration of 92 wt.% Are fed. In 3 and 4 reactors, apatite is further decomposed and Ca ^{++ is} bound by sulfuric acid at 60-80 ^o C for 1.5 hours. Moreover, after the stage of decomposition of apatite with sulfuric acid, the release of ballast salts, including calcium sulfates from the reaction mixture, is not performed.

В реакторах с 5 по 13 проводят аммонизацию пульпы газообразным аммиаком. После достижения рН, равного 3,3, скорость подачи аммиака в реактора снижают и нейтрализацию ведут до рН 4,0-6,0. В шестой по ходу реактор подают раствор аммиачной селитры в количестве 7200 кг/час (что составляет 576 кг аммиачной селитры в пересчете на сухое вещество на тонну продукта) с концентрацией 80 мас. %. Полученная после аммонизации пульпа из реактора 13 поступает с температурой 80^oС в промежуточный сборник, оборудованный мешалкой, откуда она подается на распыление в сферодайзер. В сферодайзере происходит гранулирование и сушка удобрения сушильным агентом с его температурой на входе 180^oС и на выходе 70-80^oС.In reactors 5 to 13, ammonia is pulp ammoniated. After reaching a pH of 3.3, the feed rate of ammonia into the reactor is reduced and the neutralization is carried out to a pH of 4.0-6.0. In the sixth along the reactor, a solution of ammonium nitrate is supplied in an amount of 7200 kg / h (which is 576 kg of ammonium nitrate in terms of dry matter per ton of product) with a concentration of 80 wt. % Obtained after ammonization, the pulp from the reactor 13 enters with a temperature of 80 ^o C in an intermediate collector equipped with a mixer, from where it is fed for spraying into a spherodizer. Granulation and drying of the fertilizer with a drying agent takes place in the spherodizer with its temperature at the inlet of 180 ^o C and at the outlet of 70-80 ^o C.

В результате осуществления способа получают сложное азотно-фосфорное удобрение следующего состава питательных компонентов (мас.%): азот - 26, пятиокись фосфора - 6, содержащее следующие компоненты (мас.%):
Аммония нитрат - 75
Аммония дигидрофосфат - 3
Кальция гидрофосфат - 8
Кальция сульфат полугидрат - 14
Полученное сложное азотно-фосфорное удобрение имеет следующие показатели:
рН 5,45;
Азот=26 мас.%;
Р₂О₅ общее=6,0 мас.%;
P₂O₅ усв.=6,0 мас.%;
Р₂О₅ водн.=2,0 мас.%;
Влага сушкой=0,5 мас.%;
Статическая прочность гранул 9 МПа;
Рассыпчатость - 100%.As a result of the method, a complex nitrogen-phosphorus fertilizer is obtained with the following composition of nutrient components (wt.%): Nitrogen - 26, phosphorus pentoxide - 6, containing the following components (wt.%):
Ammonium nitrate - 75
Ammonium dihydrogen phosphate - 3
Calcium hydrogen phosphate - 8
Calcium sulfate hemihydrate - 14
The obtained complex nitrogen-phosphorus fertilizer has the following indicators:
pH 5.45;
Nitrogen = 26 wt.%;
P ₂ O ₅ total = 6.0 wt.%;
P ₂ O ₅ assy. = 6.0 wt.%;
P ₂ O ₅ aq. = 2.0 wt.%;
Drying moisture = 0.5 wt.%;
The static strength of the granules is 9 MPa;
Friability - 100%.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является получение сложного азотно-фосфорного удобрения, имеющего повышенную статистическую прочность гранул (5 кг на гранулу), сниженную на 30% слеживаемость при сохранении агрохимической эффективности удобрения, а также при получении удобрения снижается пожаро- и врывоопасность процесса. The technical result achieved by the present invention is to obtain a complex nitrogen-phosphorus fertilizer having an increased statistical strength of the granules (5 kg per granule), caking by 30%, while maintaining the agrochemical effectiveness of the fertilizer, and also when the fertilizer is obtained, the fire and explosion hazard of the process is reduced.

Claims (4)

1. Сложное азотно-фосфорное удобрение, включающее нитрат аммония, дигидрофосфат аммония, полугидрат сульфата кальция, гидрофосфат кальция, отличающееся тем, что удобрение содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:1. Complex nitrogen-phosphorus fertilizer, including ammonium nitrate, ammonium dihydrogen phosphate, calcium sulfate hemihydrate, calcium hydrogen phosphate, characterized in that the fertilizer contains components in the following ratio, wt.%: Нитрат аммония 75±7Ammonium Nitrate 75 ± 7 Дигидрофосфат аммония 3±1Ammonium dihydrogen phosphate 3 ± 1 Полугидрат сульфата кальция 14±4Calcium sulfate hemihydrate 14 ± 4 Гидрофосфат кальция 8±3Calcium hydrogen phosphate 8 ± 3 при этом содержание питательных веществ в удобрении составляет, мас.%:wherein the nutrient content of the fertilizer is, wt.%: Азот 24-29Nitrogen 24-29 Пятиокись фосфора 4-8Phosphorus Pentoxide 4-8 2. Способ получения сложного азотно-фосфорного удобрения, включающий азотно-сернокислое разложение апатитового концентрата, нейтрализацию полученной пульпы аммиаком, грануляцию и сушку продукта, отличающийся тем, что нейтрализацию проводят при введении в пульпу раствора нитрата аммония концентрацией не менее 70 мас.% в количестве 420-690 кг в пересчете на сухое вещество на 1 т целевого продукта и при достижении рН 3,3 нейтрализацию ведут до рН 4,0-6,0 при постепенном понижении скорости подачи аммиака.2. A method of producing a complex nitrogen-phosphorus fertilizer, including nitric sulfate decomposition of apatite concentrate, neutralization of the obtained pulp with ammonia, granulation and drying of the product, characterized in that the neutralization is carried out when ammonium nitrate solution is introduced into the pulp with a concentration of not less than 70 wt.% In the amount of 420-690 kg in terms of dry matter per 1 ton of the target product and, upon reaching pH 3.3, neutralization is carried out to pH 4.0-6.0 with a gradual decrease in the ammonia supply rate. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что разложение апатитового концентрата осуществляют в две стадии, причем на первой из них азотной кислотой с концентрацией 55-57 мас.% в течение 1,0-2,5 ч при 45-55°С, а на второй - серной кислотой с концентрацией не менее 92 мас.% в течение 1-2 ч при 60-80°С.3. The method according to claim 2, characterized in that the decomposition of the apatite concentrate is carried out in two stages, with the first of which nitric acid with a concentration of 55-57 wt.% For 1.0-2.5 hours at 45-55 ° C, and on the second - sulfuric acid with a concentration of at least 92 wt.% For 1-2 hours at 60-80 ° C. 4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что грануляцию и сушку удобрения осуществляют в сферодайзере с температурой сушильного агента, равной на входе 180°С и на выходе 70-80°С соответственно.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the granulation and drying of the fertilizer is carried out in a spheroiser with a temperature of the drying agent equal to 180 ° C inlet and 70-80 ° C inlet, respectively.