RU2680269C1 - Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение - Google Patents
Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680269C1 RU2680269C1 RU2018107139A RU2018107139A RU2680269C1 RU 2680269 C1 RU2680269 C1 RU 2680269C1 RU 2018107139 A RU2018107139 A RU 2018107139A RU 2018107139 A RU2018107139 A RU 2018107139A RU 2680269 C1 RU2680269 C1 RU 2680269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- phosphogypsum
- nitrogen
- solution
- calcium carbonate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 45
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 101
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 93
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical group [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 80
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical group [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 38
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 38
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 37
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910000150 monocalcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 37
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 32
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 32
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 claims description 24
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 15
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 7
- 239000003518 caustics Substances 0.000 claims description 7
- 238000005185 salting out Methods 0.000 claims description 7
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims 3
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 15
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 56
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 21
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 20
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 8
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- ZQVMTYNYYKCYRF-UHFFFAOYSA-N diazanium hydron trisulfate Chemical compound [H+].[H+].[H+].[H+].[NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZQVMTYNYYKCYRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004683 dihydrates Chemical group 0.000 description 2
- 230000014075 nitrogen utilization Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
- C05B11/00—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G1/00—Mixtures of fertilisers belonging individually to different subclasses of C05
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение включает конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, причем конверсию фосфогипса ведут раствором карбоната натрия при температуре 70-100С и непрерывном перемешивании, в результате чего получают суспензию, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия и промывают, промытый карбонат кальция направляют на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас.% POс получением суспензии, содержащей монокальцийфосфат с влажностью 61-62%, готовят суспензию фосфогипса и смешивают ее с карбамидом и получают суспензию химического соединения CaSO·4CO(NH)с влажностью 39-41%, на завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH)получают суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% и направляют ее на сушку и грануляцию. Изобретение позволяет расширить арсенал способов переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорного удобрения в виде гранул, размером 2-4 мм, следующего состава, мас.%: СаО 16,5-20,0; РO10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и имеющего значение рН 5,2-6,5. 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к химической промышленности и сельскому хозяйству, а именно к способам переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорных удобрений.
Известен способ получения высокочистого углекислого кальция и азотно-сульфатного удобрения в процессе комплексной переработки фосфогипса путем его конверсии раствором карбоната аммония с получением раствора сульфата аммония и фосфомела, включающий растворение фосфомела в азотной кислоте, отделение нерастворимого остатка фильтрацией от раствора нитрата кальция, последующее взаимодействие раствора нитрата кальция с карбонатом аммония с получением продукционной пульпы углекислого кальция в растворе нитрата аммония, осаждение из нее высокочистого углекислого кальция и переработку раствора нитрата аммония, полученного после отделения осадка, в азотно-сульфатное удобрение (RU, патент №2509724, C01F 11/18, С01С 1/18, C01C 1/24, C05G 1/00, Опубл. 20.03.2014 г., Бюл. №8). Продукционную пульпу разделяют на две части, одну из которых подают на фильтрацию для отделения осадка высокочистого углекислого кальция, вторую - на предварительное смешение с раствором карбоната аммония до концентрации карбоната аммония в жидкой фазе, равной 4,0-8,0%, в течение 3-7 минут, в процессе осаждения высокочистого углекислого кальция поддерживают температуру 40-45°С и концентрацию избыточного карбоната аммония в жидкой фазе пульпы 0,5-1,0%, а раствор нитрата аммония, полученный после отделения осадка углекислого кальция, смешивают с раствором сульфата аммония, полученным после конверсии фосфогипса, смесь упаривают, гранулируют и сушат. Процесс осаждения ведут в течение 90 минут.
Недостаток данного способа заключается в том, что технологический процесс является сложным, многоступенчатым и энергозатратным, требующим использования значительного количества различных типов химического оборудования.
Известен способ переработки фосфорсодержащих отходов на минеральные удобрения, включающий кислотную обработку фосфорсодержащего компонента, введение в полученную пульпу фосфорсодержащих отходов, гранулирование и сушку продукта, при этом в качестве фосфорсодержащего компонента используют шлам производства экстракционной фосфорной кислоты и фосфорсодержащих удобрений, разложение его кислотой ведут при Т:Ж=1:(0,7-3,8) до получения пульпы, содержащей свободную кислоту, в качестве фосфорсодержащих отходов берут фосфогипс и вводят его в пульпу при весовом соотношении Р2О5 сухого шлама: фосфогипс, равном 1:(4-39), а сушку полученной смеси ведут при температуре 100-115°С (RU, патент №2243196, C05G 1/00, С05В 11/00, С05В 11/08, С05В 11/10, Опубл. 27.12.2004 г., Бюл. №36). На кислотную обработку подают серную кислоту и разложение ведут до получения пульпы с содержанием свободной кислоты 2-4% или фосфорную кислоту и разложение ведут до получения пульпы с содержанием свободной кислоты 1-2%.
Недостатком данного способа является то, что в качестве фосфорсодержащего отхода может быть использован только свежий фосфогипс полугидратной формы CaSO4⋅0,5H2O. В случае использования фосфогипса дигидратной формы СаSO4⋅2Н2О из-за мгновенного превращения фосфогипса из дигидратной в полугидратную форму гранулы не образуются. При температуре 100-115°С кристаллическая структура фосфогипса CaSO4⋅2H2O разрывается перегретой кристаллизационной водой на мелкодисперсные частицы с одновременным выделением пара. Кроме того, известно, что фосфогипс полугидратной формы при хранении в отвалах превращается в фосфогипс дигидратной формы, что ограничивает его использование в известном способе.
Наиболее близким к заявленному является способ переработки фосфогипса на сульфат аммония и фосфомел, включающий конверсию фосфогипса раствором карбоната аммония с последующим отделением осадка фосфомела от раствора сульфата аммония фильтрацией, при этом конверсию ведут раствором карбоната аммония с концентрацией 3-7%, конверсионную пульпу делят на два потока, один из которых направляют на стадию разбавления карбоната аммония до указанной концентрации в течение 3-5 мин, а второй - на фильтрацию для отделения осадка фосфомела от раствора сульфата аммония (RU, патент №2510366, C01F 11/18, С01С 1/244, C01F 11/46, Опубл. 27.03.2014 г., Бюл. №9). Фосфогипс перед конверсией распульповывают оборотным раствором сульфата аммония до отношения твердой и жидкой фаз 1:(2-3).
Недостатком данного способа является то, что он ограничен получаемым в процессе переработки фосфогипса сульфатом аммония, который может быть использован в качестве удобрения, а также как один из компонентов для получения различных марок удобрений. Кроме того, при репульпации фосфогипса перед конверсией оборотным раствором сульфата аммония до указанного отношения твердой и жидкой фаз примерно в 5 раз снижается содержание Р2О5(водное) в фосфогипсе. Присутствие неотмытой фосфорной кислоты - Р2O5(водное) отрицательно влияет на кристаллизацию фосфомела (карбоната кальция) - образуются мелкие кристаллы, снижается съем жидкой и твердой фаз с 1 м2⋅час на вакуум-фильтре, карбонат кальция проявляет тиксотропные свойства, ухудшается степень отмывки, увеличивается удельный расход воды, которую затем необходимо упарить.
В основу изобретения положена техническая проблема, заключающаяся в расширении арсенала способов переработки фосфогипса путем создания способа переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорного удобрения в виде гранул, размером 2-4 мм, следующего состава, %: СаО 16,5-20,0; Р2O5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и имеющего значение рН 5,2-6,5. При этом техническим результатом является реализация этого назначения.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в способе переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение, включающем конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, конверсию фосфогипса ведут раствором карбоната натрия при температуре 70-100°С и непрерывном перемешивании, в результате чего получают суспензию, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия и промывают, промытый карбонат кальция направляют на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % Р2О5, по завершению процесса нейтрализации фосфорной кислоты получают суспензию, содержащую монокальцийфосфат с влажностью 61-62%, параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, готовят суспензию фосфогипса, полученную суспензию фосфогипса смешивают с карбамидом при их соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, и получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%, на завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата, полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения, причем смешение суспензии монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 ведут при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию.
Для сушки и грануляции азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% может быть использован барабанный гранулятор-сушилка.
Раствор сульфата натрия, полученный после конверсии фосфогипса, может быть переработан высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.
Благодаря проведению конверсии фосфогипса раствором карбоната натрия при температуре 70-100°С и непрерывном перемешивании, получению в результате этого суспензии, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, отделению карбоната кальция от раствора сульфата натрия и его промывке, направлению промытого карбоната кальция на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % Р2О5, получению по завершению процесса нейтрализации фосфорной кислоты суспензии, содержащей монокальцийфосфат с влажностью 61-62%, приготовлению параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, суспензии фосфогипса, смешению полученной суспензии фосфогипса с карбамидом при их соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, с получением суспензии химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%, смешению на завершающей стадии суспензии монокальцийфосфата, полученной в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2, при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, и направлению полученной в результате такого смешения суспензии азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% на сушку и грануляцию обеспечивается возможность переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорного удобрения в виде гранул, размером 2-4 мм, следующего состава, мас. %: СаО 16,5-20,0; Р2O5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и имеющего значение рН 5,2-6,5.
При проведении конверсии фосфогипса раствором карбоната натрия (Na2CO3) при температуре 70-100°С и при непрерывном перемешивании протекает процесс по реакции:
Na2CO3+CaSO4⋅2H2O+H2O→Na2SO4+CaCO3+CO2+3H2O
В результате этого получается суспензия, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция (СаСО3), а жидкая часть - раствор сульфата натрия (Na2SO4).
При проведении конверсии фосфогипса при температуре выше 100°С происходит испарение воды, концентрация сульфата натрия (Na2SO4) достигает точки насыщения с выпадением из раствора кристаллизационного и многоводного сульфата натрия Na2SO4⋅10Н2О, что приводит к цементации всего реакционного объема.
Проведение конверсии фосфогипса при температуре ниже 70°С приводит к образованию мелкодисперсного карбоната кальция, что в дальнейшем препятствует процессу фильтрации и промывки и приводит к существенному увеличению энергетических затрат и потере сульфата натрия (Na2SO4).
Отделение карбоната кальция (СаСО3) от раствора сульфата натрия (Na2SO4) позволяет после его промывки использовать его для нейтрализации фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % Р2О5, а раствор сульфата натрия использовать для получения продукционного продукта.
Промытым карбонатом кальция (СаСО3) нейтрализуют фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием 35-37 мас. % Р2О5 по реакции:
СаСО3+2Н3РO4→Са (Н2РO4)2+СO2+Н2O.
В результате протекания указанной реакции получают суспензию, содержащую монокальцийфосфат Са(Н2РO4)2 с влажностью 61-62%.
Использование фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % P2O5 в процессе ее нейтрализации, позволяет получить суспензию с реологическими свойствами, обеспечивающими качественный распыл этой суспензии при грануляции и сушке с высоким выходом товарной фракции до 85-92%.
При смешении приготовленной суспензии фосфогипса с карбамидом при соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, протекает реакция:
CaSO4⋅2Н2O+4СО (NH2)2+H2O→CaSO4⋅4CO (NH2)2+3H2O
Смешение приготовленной суспензии фосфогипса с карбамидом при указанном соотношении позволяет получить суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%.
Указанное соотношение фосфогипса и карбамида выбрано, исходя из возможности получения азотно-фосфорного удобрения с наиболее целесообразной химической формой, обладающей пониженной растворимостью азота, что снижает его потери при внесении азотно-фосфорного удобрения в почву по сравнению с чистым карбамидом, повышается коэффициент использования азота, увеличивается общий выход азотно-фосфорного удобрения и общее потребление фосфогипса на единицу веса.
Смешивая на завершающей стадии суспензию монокальцийфосфата (Са(Н2РO4)2), полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения.
При этом смешение суспензии монокальцийфосфата (Са(Н2РO4)2) с влажностью 62-63% с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41% при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, позволяет получить суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54%, что обеспечивает стабильный режим процесса сушки и грануляции с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: Са 16,5-20,0; Р2О5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и значением рН 5,2-6,5.
Указанный диапазон влажности суспензии азотно-фосфорного удобрения является оптимальным. Отклонение в меньшую сторону приводит к укрупнению гранул, а в большую сторону, наоборот к их уменьшению, что в том и в другом случае снижает товарный выход гранул, размером 2-4 мм.
Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию.
При этом использование барабанного гранулятора-сушилки позволяет произвести тонкий распыл пульпы, удалить физическую влагу, обеспечить смешение и накатывание ретура на образовавшиеся гранулы.
Переработка раствора сульфата натрия, полученного после конверсии фосфогипса, высаливанием сульфата натрия (Na2SO4) раствором каустической щелочи (NaOH), обеспечивает возможность получения продукционного продукта с содержанием основного вещества 99,7%.
Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение осуществляется следующим образом.
Приготавливают раствор карбоната натрия с концентрацией Nа2СО3, равной 24,82% или равной 14,52% по Na2О. Фосфогипс в смеси с раствором карбоната натрия загружают в мельницу с малой шаровой загрузкой из расчета 3,14 кг раствора карбоната натрия на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.
В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 70-100°С. В результате получают суспензию карбоната кальция (СаСО3) в растворе сульфата натрия (Na2SO4). Карбонат кальция отфильтровывают, промывают и загружают в бункер с разгрузочным и весоизмерительным устройством. Количество карбоната кальция на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,735 кг.
Раствор сульфата натрия, полученный после конверсии фосфогипса, перерабатывают высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.
В отдельную мешалку из нержавеющей стали загружают фосфорную кислоту Н3РО4 с концентрацией 35-37 мас. % Р2О5, куда дозируют карбонат кальция, полученный в процессе конверсии фосфогипса.
Концентрацию фосфорной кислоты выбирают исходя из условий получения суспензии с реологическими свойствами, обеспечивающими качественный распыл этой суспензии при грануляции и сушке с высоким выходом товарной фракции до 85-92%.
Процесс нейтрализации фосфорной кислоты сопровождается сильным вспениванием пульпы и бурным выделением углекислого газа СО2. В результате получают суспензию монокальцийфосфата Са(Н2РO4)2 с влажностью 61-62%.
Состав монокальцийфосфата Са(Н2РO4)2, мас. %: СаО 23,94, Р2О5 60,7. Завершенность процесса нейтрализации определяют по прекращению выделения из суспензии пузырьков углекислого газа СО2.
Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, осуществляют приготовление суспензии фосфогипса.
Полученную суспензию фосфогипса смешивают с карбамидом при следующем соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, и получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%. Химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 содержит, мас. %: СаО 14,9, N 29,78, S 8,52.
На завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата, полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения. Смешение суспензии монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 ведут при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию. Для сушки и грануляции азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% используют барабанный гранулятор-сушилку. Использование барабанного гранулятора-сушилки позволяет произвести тонкий распыл пульпы, удалить физическую влагу, обеспечить смешение и накатывание ретура на образовавшиеся гранулы.
Реализация способа переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение подтверждается следующими конкретными примерами его осуществления.
Пример 1. Приготовленный раствор карбоната натрия с концентрацией Nа2СО3, равной 24,82%, в смеси с фосфогипсом загружают в мельницу из расчета 3,14 кг раствора карбоната натрия на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.
В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 75°С. Раствор карбоната натрия (Na2СО3) на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,779 кг. По завершению процесса конверсии получают из расчета на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, 0,735 кг карбоната кальция (СаСО3) и 1,044 кг сульфата натрия (Na2SO4) в растворе. Полученная суспензия карбоната кальция в растворе сульфата натрия подвергается фильтрации. В результате получают карбонат кальция и раствор сульфата натрия, карбонат кальция промывают и отправляют на последующую операцию, а раствор сульфата натрия перерабатывают высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.
В емкость с перемешивающим устройством загружают фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием мас. %: 36 Р2О5, куда дозируют карбонат кальция из расчета 0,735 кг СаСО3 на 3,19 кг фосфорной кислоты. В результате протекает процесс нейтрализации фосфорной кислоты, сопровождаемый бурным выделением углекислого газа и вспениванием.
По завершению нейтрализации Н3РО4 получают суспензию с влажностью 61% и содержащую твердое, представляющую собой монокальцийфосфат (Са(Н2РO4)2) в количестве 1,72 кг Са(Н2РO4)2 на 0,735 кг СаСО3, введенного в процесс. Состав Са(Н2РO4)2, мас. %: СаО 23,94, Р2О5 60,7.
Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, получают суспензию фосфогипса, в которую вводят карбамид из расчета соотношений, мас. %: фосфогипса, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64. В результате реакции между фосфогипсом и карбамидом получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39% при дозировке на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой: 1,765 кг карбамида (СО(NН2)2) и содержащую в пересчете на сухое, мас. %: СаО 14,9; N 29,78; S 8,52.
На завершающей стадии получения азотно-фосфорного удобрения суспензию монокальцийфосфата Са(Н2РO4)2 с влажностью 61% смешивают с суспензией химического соединения CaSO4⋅CO(NH2)2 с влажностью 39% при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25, химическое соединение CaSO4⋅CO(NH2)2 75. Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44,5% направляют на сушку и грануляцию с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: СаО 16,48, Р2О5 10,44, N 24,7, S 7,0, значение рН 5,2.
Пример 2. Приготовленный раствор карбоната натрия с концентрацией 24,82% Na2CO3 в смеси с фосфогипсом загружают в мельницу из расчета 3,14 кг раствора карбоната натрия на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.
В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 80°С. Расход карбоната натрия (Na2СО3) на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,779 кг. По завершению процесса конверсии фосфогипса получают суспензию, состоящую из карбоната кальция и раствора сульфата натрия. На 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, получают 0,735 карбоната кальция (СаСО3) и 1,044 кг сульфата натрия (Na2SO4). Карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия, промывают и отправляют на последующую операцию, а раствор сульфата натрия перерабатывают высаливанием сульфата натрия, раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.
В емкость из нержавеющей стали с перемешивающим устройством загружают фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием, мас. %: 37 Р2О5, затем в емкость дозируют карбонат кальция, полученный в процессе конверсии фосфогипса, из расчета 0,735 кг СаСО3 на 3 кг фосфорной кислоты.
Процесс нейтрализации фосфорной кислоты протекает интенсивно с выделением углекислого газа (СО2) и обильным пенообразованием. По завершению реакции нейтрализации Н3РО4 получают пульпу с влажностью 61,5% и содержащую твердое, представляющего собой мнокальцийфосфат (Са(Н2РO4)2) в количестве 1,72 кг Са(Н2РO4)2 на 0,735 кг СаСО3, введенного в процесс. Состав Са(Н2РO4)2 мас. %: СаО 23,94, Р2O5 60,7.
Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, получают суспензию фосфогипса, в которую вводят карбамид из расчета соотношений, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64. В результате реакции между фосфогипсом и карбамидом получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 40,4%, из расчета соотношений 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, 1,765 кг карбамида и содержащую в пересчете на сухое, мас. %: СаО 14,9, N 29,78, S 8,52.
На завершающей стадии получения азотно-фосфорного удобрения, суспензию монокальцийфосфата Са(Н3РO4)2 с влажностью 61,5% смешивают с суспензией химического соединения с влажностью 40,4% при соотношении в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 66, химическое соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 34. Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 52% направляют на сушку и грануляцию с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: СаО 19,9, Р2O5 33,29, N 13,52, S 3,86, значение рН 6,5.
Пример 3. Приготовленный раствор карбоната натрия с концентрацией 24,82% Na2CO3 в смеси с фосфогипсом загружают в мельницу из расчета 3,14 кг раствора на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.
В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 83°С. Раствор карбоната натрия (Na2CO3) на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,779 кг. По завершению процесса конверсии фосфогипса получают суспензию, состоящую из карбоната кальция и раствора сульфата натрия. На 1 кг фосфогипса в пересчете на сухой получают 0,735 кг карбоната кальция (СаСО3) и 1,044 кг сульфата натрия (Na2SO4). Карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия, промывают и отпаривают на последующую операцию, а раствор сульфата натрия перерабатывают высаливанием сульфата натрия, раствором каустической щелочи.
В емкость из нержавеющей стали с перемешивающим устройством загружают фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием, мас. %: 36,5 Р2О5, затем в емкость дозируют карбонат кальция, полученный в процессе конверсии фосфогипса, из расчета 0,735 кг СаСО3 на 3,2 кг фосфорной кислоты. Процесс нейтрализации фосфорной кислоты протекает интенсивно с выделением углекислого газа (СО2) и обильным пенообразованием.
По завершению реакции нейтрализации Н3РО4 получают суспензию с влажностью 62% и содержащую твердое, представляющего собой монокальцийфосфат (Са(Н2РO4)2) в количестве 1,72 кг (Са(Н2РO4)2) на 0,735 кг СаСО3, введенного в процесс. Состав (Са(Н2РO4)2) мас. %: СаО 23,94, Р2О5 60,7.
Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, получают суспензию фосфогипса, в которую вводят карбамид из расчета соотношений, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64. В результате реакции между фосфогипсом и карбамидом получают суспензию, содержащую химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 41%. Состав химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2, %: СаО 14,9: N 29,78: S 8,52.
На завершающей стадии получения азотно-фосфорного удобрения, суспензию монокальцийфосфата Са(Н3РO4)2 с влажностью 62% смешивают с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 41% при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 50, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 50. Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 46,6% направляют на сушку и грануляцию с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: СаО 18,37; Р2O5 23,28; N 18,36% S 5,25; значение рН 6,3.
Claims (3)
1. Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение, включающий конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, отличающийся тем, что конверсию фосфогипса ведут раствором карбоната натрия при температуре 70-100°С и непрерывном перемешивании, в результате чего получают суспензию, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия и промывают, промытый карбонат кальция направляют на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас.% Р2О5, по завершении процесса нейтрализации фосфорной кислоты получают суспензию, содержащую монокальцийфосфат с влажностью 61-62%, параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, готовят суспензию фосфогипса, полученную суспензию фосфогипса смешивают с карбамидом при их соотношении, мас.%: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, и получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%, на завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата, полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения, причем смешение суспензии монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 ведут при соотношении, в пересчете на сухое, мас.%: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для сушки и грануляции азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% используют барабанный гранулятор-сушилку.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор сульфата натрия, полученный после конверсии фосфогипса, перерабатывают высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107139A RU2680269C1 (ru) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107139A RU2680269C1 (ru) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2680269C1 true RU2680269C1 (ru) | 2019-02-19 |
Family
ID=65442826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018107139A RU2680269C1 (ru) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2680269C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1058962A1 (ru) * | 1982-07-02 | 1983-12-07 | Институт общей и неорганической химии АН БССР | Гранулированное сложно-смешенное удобрение |
| RU2510366C2 (ru) * | 2012-05-29 | 2014-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Инженерно-производственная компания "ИНТЕРФОС" | Способ переработки фосфогипса на сульфат аммония и фосфомел |
| WO2015073561A1 (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-21 | Alcoa Inc. | Fertilizer compositions and methods of making and using the same |
-
2018
- 2018-02-26 RU RU2018107139A patent/RU2680269C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1058962A1 (ru) * | 1982-07-02 | 1983-12-07 | Институт общей и неорганической химии АН БССР | Гранулированное сложно-смешенное удобрение |
| RU2510366C2 (ru) * | 2012-05-29 | 2014-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Инженерно-производственная компания "ИНТЕРФОС" | Способ переработки фосфогипса на сульфат аммония и фосфомел |
| WO2015073561A1 (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-21 | Alcoa Inc. | Fertilizer compositions and methods of making and using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103073041A (zh) | 一种硝酸分解磷矿生产水溶性二水硝酸钙联产磷酸的方法 | |
| RU2626947C1 (ru) | Фосфоркалийазотсодержащее npk-удобрение и способ получения гранулированного фосфоркалийазотсодержащего npk-удобрения | |
| RU2680589C1 (ru) | Способ переработки фосфогипса на фосфорное удобрение | |
| RU2680269C1 (ru) | Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение | |
| RU2627403C1 (ru) | Твердая фосфатная соль и способ ее получения | |
| RU2677047C1 (ru) | Способ переработки фосфогипса на сложное удобрение, содержащее азот, кальций и серу | |
| FR2459789A1 (fr) | Procede de production d'engrais composes | |
| RU2628292C1 (ru) | Фосфор-калий-азотсодержащее npk-удобрение и способ получения гранулированного фосфор-калий-азотсодержащего npk-удобрения | |
| RU2509724C1 (ru) | Способ получения высокочистого углекислого кальция и азотно-сульфатного удобрения в процессе комплексной переработки фосфогипса | |
| RU2400459C2 (ru) | Способ и устройство для производства серосодержащих азотных удобрений | |
| CN111517832A (zh) | 中低品位磷矿中P、Ca的分离方法及生产肥料的方法 | |
| RU2261222C1 (ru) | Способ получения монокалийфосфата | |
| WO2001004048A1 (en) | Method for treating fertilizer process solutions | |
| US1903684A (en) | Process for the simultaneous production of precipitated dicalcium phosphate and nitrates | |
| Sherkuziev et al. | TWO-STAGE DECOMPOSITION OF KYZYLCUM PHOSPHATE TO PRODUCE A GRANULATED SIMPLE SUPERPHOSPHATE IN AN ANHYDRITE MODE | |
| US1074779A (en) | Art of converting phosphorites. | |
| RU2306305C1 (ru) | Способ получения сложного удобрения, содержащего азот, кальций и серу | |
| Saidmambiyevna et al. | Chemical composition of single-sided phosphoric fertilizers obtained from balanced phosphorite ore of central kyzylkum by phosphoric acid activation with sulfuric acid addition | |
| CN108793115B (zh) | 一种使用氯化铵分解磷矿并使用杂质制备纤维水泥板的方法 | |
| RU2263652C1 (ru) | Способ получения азотно-фосфорного удобрения | |
| SU1724654A1 (ru) | Способ получени гранулированного удобрени | |
| RU2162071C2 (ru) | Способ получения сложных удобрений | |
| Blouin et al. | Bench-scale studies of sulfate recycle nitric phosphate process | |
| RU2314277C1 (ru) | Способ получения азотно-фосфорно-сульфатного удобрения | |
| RU2530148C2 (ru) | Способ получения гранулированного минерального удобрения |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201223 |