Способ получения фосфатного удобрения

(51) 05 11/08 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ производства, в частности, из фосфорсодержащего шлама, включающем его разложение серной кислотой с последующей сушкой, в котором разложение фосфорсодержащего шлама осуществляют в две стадии. На первой стадии разложению подвергают 40 шлама, для разложения используют 50-ный раствор серной кислоты в соотношении шлам 50-ный раствор серной кислоты, равном 1(1,5-2). Образовавшуюся пульпу подают на фильтрацию. Фильтрат отделяют,а кек идет на утилизацию. Фильтрат, состоящий в основном из ЭФК (экстракционной фосфорной кислоты) концентрацией 25-30), направляют на вторую стадию разложения - для разложения оставшихся 60 исходного сырья. После разложения полученную пульпу подвергают аммонизации 25-ным раствором аммиачной воды до 5-9 и сушат при температуре 95. Предлагаемый способ позволяет получить аммонизированное фосфатное удобрение при минимальных затратах с содержанием Р 2 О 5 до 21,87, азота - 3,0. При этом выход готового продукта составляет 76,4 -85,1.(72) Батькаев Рашид Ибрагимович Батькаева Нелли Рашидовна Батькаева Лия Рашидовна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТНОГО УДОБРЕНИЯ(57) Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к производству минеральных удобрений,и может быть использовано при производстве фосфорсодержащих удобрений с одновременной утилизацией техногенных отходов фосфорного производства. Предложен способ получения фосфатного удобрения из техногенных отходов фосфорного Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к производству минеральных удобрений,и может быть использовано при производстве фосфорсодержащих удобрений с одновременной утилизацией техногенных отходов фосфорного производства. Известен способ получения фосфатного удобрения - простого суперфосфата - путем разложения низкокачественных фосфоритов Чилисайского месторождения серной кислотой концентрацией 40-50, взятой с нормой 57-65 от стехиометрически необходимого количества А.с. СССР 1756312, кл. С 05 В 1/02. Бюл. 31-1992 г Недостатком этого способа является высокое время выдержки в камере - в течение 10 суток,температура сушки 105-110, осуществление процесса в периодическом режиме, низкое содержание в полученном суперфосфате основного вещества - не более 14,37 Р 2 О 5 общ. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения фосфатного удобрения путем переработки отходов фосфорного производства, в котором коттрельное молоко обрабатывают смесью серной и фосфорной кислот с добавкой фосфоритной муки и последующей сушкой пульпы при температуре 150250 в псевдоожиженном слое А.с. СССР 1719385, С 05 В 11/00, Бюл.10-1992 г. Недостатком данного способа является достаточно высокая себестоимость готового продукта за счет использования смеси серной и фосфорной кислот, дополнительной добавки фосфоритной муки, проведения процесса сушки при температуре 150-250, получение продукта, не содержащего азота. Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения фосфатного удобрения из техногенных отходов, в частности, из фосфорсодержащего шлама,обеспечивающего снижение себестоимости, повышение качества продукта и выхода готового продукта с одновременным решением вопроса утилизации отходов фосфорного производства. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении фосфатного удобрения. Поставленная задача решается тем, что в способе получения фосфатного удобрения из техногенных отходов, включающем их разложение серной кислотой и сушку, согласно изобретению, в качестве сырья используют фосфорсодержащий шлам,разложение его осуществляют в две стадии на первую стадию разложения подают 40 шлама, для разложения которого используют 50-ный раствор серной кислоты при соотношении шлам 50-ный раствор серной кислоты 1(1,5-2). Образовавшуюся пульпу подают на фильтрацию. Фильтрат отделяют,а кек идет на утилизацию. Фильтрат подают на вторую стадию разложения. В фильтрат подают оставшиеся 60 шлама. После разложения полученную пульпу подвергают аммонизации 25 2 ным раствором аммиачной воды до 5-9 и сушат при температуре 95. Химический состав фосфорсодержащего шлама,мас.Р 2 О 5 общ - 10,0 Р 2 О 5 усв - 6,0 К - 4,180,31 Н.0. - 46 Са - 9,53- 2,04-0,41 А 1 - 0,61- 0,56 С - 5,76- 0,45- 1,1. Известно, что содержание СаО в фосфоритах достигает 36-38 Н.О. -26, в фосфорсодержащих шламах бывшего ЧПО Фосфор содержание СаО не превышает 7-10, а Н.О.достигает 46. При расчете норм расхода серной кислоты учитывается и содержание в шламе , 23, А 23. Но их содержание в фосфорсодержащем шламе в сумме не превышает 3,5. В связи с этим процесс разложения фосфорсодержащего шлама серной кислотой проходит намного мягче, чем разложение фосфорита серной кислотой. Известно, что при использовании высоких концентраций серной кислоты, применяемых в процессах разложения фосфоритной муки,жидкая фаза быстро пересыщается сульфатом кальция,что затормаживает реакцию. Суперфосфатная масса с недостаточным количеством сульфата кальция плохо схватывается. Нами предложено при разложении фосфорсодержащего шлама использовать серную кислоту с меньшей концентрацией и в небольшом количестве, так как содержание СаО в шламе не превышает 10,поэтому жидкая фаза пересыщается в меньшей степени, и выделяются относительно большие кристаллы сульфата кальция. Они образуют пористую корку на поверхности зерен фосфата и в меньшей степени затрудняют диффузию кислоты к зернам. Поэтому реакция идет быстро и получается сухой продукт. С целью увеличения выхода готового продукта и содержания основного вещества (Р 2 О 5) предлагается двухстадийная схема разложения шлама, на первой стадии которой для разложения 40 от массы всего фосфорсодержащего шлама используют 50-ную серную кислоту. Полученную пульпу фильтруют,при этом кек удаляют, а фильтрат, состоящий в основном из ЭФК (экстракционной фосфорной кислоты) концентрацией 25-30, направляют на вторую стадию разложения - для разложения оставшихся 60 исходного сырья. Таким образом,предлагаемый способ позволяет проводить разложение шлама серной кислотой совместно со слабой фосфорной кислотой. При этом активность раствора возрастает за счет дополнительного количества ионов водорода, концентрация которых зависит от соотношения кислот. Присутствие в реакционной массе фосфорной кислоты влияет как на активность раствора, так и на кристаллизацию сульфата кальция. Концентрация ионов водорода и вязкость раствора являются основными факторами,определяющими скорость растворения шлама в смеси серной и фосфорной кислот. Использование смеси кислот ведет к увеличению скорости процесса разложения. Предложенный технологический прием двухстадийная схема разложения шлама позволяет дополнительно к серной кислоте вводить в реакцию фосфорную кислоту, при этом выход готового продукта возрастает до 85,1. Новизной предлагаемого способа является использование двустадийной схемы разложения фосфорсодержащего шлама 50-ной серной кислотой. Способ осуществляют следующим образом. Фосфорсодержащий шлам на первой стадии в количестве 40 от исходного загружают в реактор,в который подают 50-ный раствор серной кислоты. Соотношение фосфорсодержащий шлам 50-ный раствор серной кислоты равен 1(1,5-2). После разложения шлама пульпу фильтруют. Кек отделяют, а фильтрат подают на вторую стадию разложения для разложения 60 фосфорсодержащего шлама. После проведения разложения полученную пульпу аммонизируют 25-ной аммиачной водой до 5-9, а затем целевой продукт подают на сушку. Температура сушки 95. Для сравнения осуществлены эксперименты по одностадийному процессу разложения фосфорсодержащего шлама 100 шлама разлагают 50-ным раствором серной кислоты,образовавшуюся пульпу аммонизируют аммиачной водой до 5-9 и сушат целевой продукт при температуре 95. Сравнительные характеристики продукта фосфатного удобрения,полученного при одностадийном и двухстадийном процессах разложения шлама, отражены в таблице. Таблица Одностайдийный процесс разложения Сырье Добавка Р 2 О 5 общ Содержание Выход Р 2 О 5 общ Содержание Выход 24 в готовом 2,готового в готовом 2,готового в раствор продукте,продукта,продукте,продукта,Результаты,приведенные в таблице,свидетельствуют о том, что предлагаемый способ позволяет получать фосфатное удобрение высокого качества при минимальных затратах. Полученное удобрение содержит Р 2 О 5 до 21,87), азота - 3,0. При этом выход готового продукта составляет 76,485,1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения фосфатного удобрения из техногенных отходов, включающий их разложение серной кислотой с последующей сушкой, отличающийся тем, что в качестве сырья используют фосфорсодержащий шлам, разложение его осуществляют по двухстадийной схеме, на первой стадии 40 фосфорсодержащего шлама обрабатывают 50-ным раствором серной кислоты в соотношении шлам 50-ный раствор серной кислоты,равном 1(1,5-2), образовавшуюся пульпу фильтруют, фильтрат подают на вторую стадию для разложения 60 фосфорсодержащего шлама,полученную пульпу подвергают аммонизации 25-ным раствором аммиачной воды до 5-9 и сушат целевой продукт при температуре 95 С.