Способ получения нового сложного удобрения-мелиоранта аммофосогипса

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ 2-й поток - вторую половину экстракционной фосфорной пульпы направляют на фильтрацию на карусельных вакуум-фильтрах КВФ-100 для получения оборотной фосфорной кислоты, которую затем подают в первый экстрактор на разложение фоссырья. Твердый осадок - фосфогипс в количестве 50 от всего образовавшегося при разложении фоссырья после КВФ-100 системой гидроудаления сбрасывают в отвал. Разработанный способ получения нового сложного удобрения - мелиоранта аммофосогипса позволяет 1. На том же оборудовании, на котором вырабатывается аммофос или диаммофос, получать эффективное, новое, сложное удобрение аммофосогипс,при внесении которого в почву урожайность сельскохозяйственных культур увеличивается не только за счет повышения содержания питательных для растений элементов, но и за счет улучшения агропроизводственных свойств почвы. 2. Утилизировать 50 отхода - фосфогипса, что приводит к сокращению потерь 25 в два раза. 3. При внесении аммофосогипса в почву 3.1. Повысить коэффициент использования азота и фосфора растениями. 3.2. Улучшать агропроизводственные свойства почвы, повышая ее плодородие.(76) Лисица Владимир Ильич Алдашов Бахтияр Абилкаирович(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НОВОГО СЛОЖНОГО УДОБРЕНИЯ-МЕЛИОРАНТА АММОФОСОГИПСА(57) Предложен способ получения нового сложного удобрения - мелиоранта аммофосогипса, который заключается в следующем. Фосфатное сырье (фосфорит или апатит) разлагают серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты в экстракторах. После экстракторов образовавшуюся после разложения фоссырья экстракционную фосфорную пульпу(в основном содержащую Н 3 РО 4,О 42 Н 2 О, О 4 и Н 2 О) распределяют на два потока 1-й поток - 50 от всей пульпы направляют как продукционную пульпу на нейтрализацию аммиаком. Полученную аммофосогипсную пульпу подают на сушку-грануляцию, а затем после узла классификации фракция 1-4 мм направляется, как продукт аммофосогипс, на склад, а остальные фракции, как ретур, в аппараты БГС. 13323 Изобретение относится к производству мине- использования питательных элементов растениями ральных удобрений и может быть применено в про- составляет всего лишь 50-70 . Это приводит к заизводстве фосфатов аммония (аммофоса, диаммо- грязнению водоемов, что ухудшает экологическую фоса и др.) из любого вида фосфатного сырья (как обстановку. Производство аммофоса или диаммофоса привоиз фосфорита, так и из апатита, пригодного для кислотной переработки (например, на ТФ ТОО Каз- дит к накоплению большого количества отходов фосфогипса и стоков, что также отрицательно влияфосфат Минудобрения, г. Тараз). Изобретение особенно актуально для стран СНГ, ет на окружающую среду. Задачей изобретения является разработка спосогде после разделения СССР резко сократилось производство и применение минеральных удобрений, ба получения дешевого сложного минерального не проводилась химическая мелиорация почв. По- удобрения, внесение которого в почву не только этому в почвах резко сократилось содержание пита- повышает содержание в ней питательных элементельных для растений элементов, значительно тов, но и увеличивает коэффициент использования ухудшилось физическое состояние и физико- этих элементов растениями, а также улучшает агропроизводственные свойства почвы и повышает ее химические свойства земель этих стран. Существующий способ получения сложных азот- плодородие. Использование изобретенного способа приводит нофосфорных минеральных удобрений позволяет из фосфатного сырья (фосфорита и апатита) произво- к сокращению химических отходов, влияющих на дить аммофос или диаммофос. Из-за высоких цен окружающую среду. Разработанный способ позволяет из любого фос(150 и более долларов США) эти удобрения в настоящее время недоступны сельскому хозяйству. фатного сырья (фосфорита или апатита), пригодноКроме этого, при внесении этих удобрений в почву го для кислотной переработки, получать минеральбольшое количество азота и фосфора вымывается из ное удобрение - мелиорант аммофосогипс, которое почвенного слоя осадками, из-за чего коэффициент соответствует вышеперечисленным требованиям. Состав апатита и рядового фосфорита Каратау По существующему способу (аналогу изобретения), как уже было сказано, рядовой фосфорит Каратау или апатит обычно перерабатываются в концентрированные сложные удобрения аммофос или диаммофос. Этот способ (аналог изобретения) состоит из 4 стадий (фиг. 1) 1. Разложение фоссырья серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты при 2 зонном сульфатном режиме (Классен П.В., Гришаев И.Г. Основные процессы технологии минеральных удобрений. М. Химия, 1990, с. 67 Кармышев В.Ф. Химическая переработка фосфоритов. М. Химия,1983, с. 102-108 Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Л., 1981, с. 28-30,с. 136-137) 1.1. Первая сульфатная зона - зона разложения фоссырья 1.1.1. фоссырье - рядовой фосфорит Каратау.- 90-95 С 3,- 0,8-1,2 ЖТ - (2-3)1 1.1.2. фоссырье - апатит.- 90-95 С 3,- 0,6-1,0 ЖТ - (2-3)1 Основные реакции разложения в первой сульфатной зоне Са 5(Р 4)3 Н 3 РО 45 Са(Н 2 Р 4)2(-7)Н 3 Р 4. Са(Н 2 Р 4)224 Н 3 Р 442 Н 2(2)Н 3 Р 4. С(3)2224422422. 22222242424222 Н 2. А 2324(24)224432. е 2324(24)224432. 2 1.2. Вторая сульфатная зона - зона доразложения фоссырья, кристаллизации 42 Н 2, его дозревания. 1.2.1. фоссырье - рядовой фосфорит Каратау.- 75-85 С 3,- 1,8-2,5 ЖТ - (2-3)1 1.2.2. фоссырье - апатит.- 75-85 , 3,- 1,5-3,2 ЖТ - (2-3)1 2. Фильтрация всей экстракционной фосфорной пульпы (ЭФП) с получением 2.1. Жидкая фаза 1-й фильтрат - продукционная экстракционная фосфорная кислота (ЭФК). Остальные фильтраты - оборотная фосфорная кислота, которая подается в 1-ю сульфатную зону на разложение фоссырья. 2.2. Твердая фаза - фосфогипс (отход), который весь системой гидроудаления сбрасывается в отвал. 3. Нейтрализация продукционной экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) аммиаком с получением 3.1. при рН 4,5-5,0- 110-120 С аммофосной пульпы Н 3 РО 4 Н 3424. 3.2. при рН 7,5-8- 110-120 С диаммофосной пульпы Н 3 Р 42 Н 3(4)24. 4. Сушка-грануляция аммофосной или диаммофосной пульпы в аппаратах БГС притопочных газов на входе в аппараты БГС - не более 1100 С итопочных газов на выходе из аппаратов БГС - 75115 С. 13323 После классификации фракция 1-4 мм, как продукт - аммофос (МАФ) или диаммофос (ДАФ), направляется на склад, а остальные фракции, как ретур, в аппараты БГС (барабанный грануляторсушилка). Разработанный нами способ получения нового сложного удобрения-мелиоранта - аммофосогипса состоит из 3- стадий (отличие от существующего способа выделено жирным шрифтом) 1. Разложение фоссырья (фосфорита или апатита) серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты при 2-зонном сульфатном режиме 1.1. Первая зона - зона разложения фоссырья. Основные реакции разложения в этой зоне те же,что и в существующем способе получения аммофоса. 1.2. Вторая зона - зона доразложения фоссырья,кристаллизации 42 Н 2 О, его дозревания. 2. Нейтрализация 50 экстракционной фосфорной пульпы аммиаком с получением аммофосогипсовой пульпы Н 3 РО 4 О 422 О 3 примеси 424 422 примеси. Вторая половина экстракционной фосфорной пульпы поступает на фильтрацию для получения оборотной фосфорной кислоты, которая затем подается в 1-ю сульфатную зону. Твердый осадок - фосфогипс в количестве 50 от всего образовавшегося при разложении фоссырья системой гидроудаления сбрасывается в отвал. Содержание Р 2 О 5 в фосфогипсе по изобретенному способу в два раза меньше, чем в фосфогипсе по известному способу (за счет снижения в 2 раза нагрузки на карусельные вакуум-фильтры КВФ-100 по экстракционной фосфорной пульпе). 3. Сушка-грануляция аммофосогипсовой пульпы в аппаратах БГС. После классификации фракция 1-4 мм, как продукт - аммофосогипс, направляется на склад, а остальные фракции, как ретур, в аппараты БГС. Технологический режим процессов способа получения нового сложного удобрения-мелиоранта тот же, что и способа получения аммофоса. Способ получения нового сложного удобрениямелиоранта аммофосогипса осуществляют следующим образом (фиг. 2). Фосфатное сырье (фосфорит или апатит) подается в бак 1 двухбакового экстрактора. В этот же бак подается серная кислота с концентрацией 9294 и оборотная фосфорная кислота. Бак 1 (поз. 1) является 1-й сульфатной зоной зоной разложения фоссырья. Образовавшаяся после разложения фоссырья пульпа по перетоку перетекает в бак 2 (поз. 2), а затем перекачивается насосом в бак 3 (поз. 3),откуда по перетоку поступает в бак 4 (поз. 4). При производстве аммофосогипса менее 1000 т натуры в сутки бак 4 (поз. 4) отключается и система работает тремя баками. В бак 2 (поз. 2) подается серная кислота с концентрацией 92-94 . Баки 2 (поз. 2),3 (поз. 3) и 4 (поз. 4) вторая сульфатная зона, в которой происходит доразложение фоссырья, кристаллизация Са 42 Н 2 О и его дозревание. После бака 4 (поз. 4) 50 образовавшейся экстракционной фосфорной пульпы (в основном содержащей Н 3 Р 4, 42 Н 3 О и воду, а также фосфаты, фториды и кремнефториды примесей и К, 24 и др.), минуя стадию фильтрации,сразу, как продукционную пульпу, направляют в отделение нейтрализации (поз. 6) на нейтрализацию аммиаком. Количество ее регулируется задвижками(поз. 9, 10). Вторую половину экстракционной фосфорной пульпы направляют на фильтрацию для получения оборотной фосфорной кислоты, которая затем подается в 1-ю сульфатную зону на разложение фоссырья - в бак 1 (поз. 1). Твердый осадок - фосфогипс в количестве 50 от всего образовавшегося при разложении фоссырья после КВФ-100 (поз. 11) системой гидроудаления сбрасывается в отвал. Полученная нейтрализацией экстракционной пульпы аммиаком аммофосогипсовая пульпа подается в отд. БГС (поз. 7) на сушку -грануляцию в аппараты БГС, а затем после узла классификации (поз. 8) фракция 1-4 мм направляется как продукт - аммофосогипс на склад, а остальные фракции, как ретур, в аппараты БГС. Содержание 25 в аммофосогипсе регулируется задвижкой (поз. 11) на линии подачи оборотной фосфорной кислоты в место ввода продукционной экстракционной пульпы на нейтрализацию аммиаком в отд. нейтрализации (поз. 6). Технологический режим получения аммофосогипса, как уже было указано выше, тот же, что и способа получения аммофоса. Характеристика удобрения-мелиоранта аммофосогипса. При получении из фосфорита удобрениемелиорант аммофосогипс представляет собой сложное удобрение, содержащее два основных питательных для растений элемента - азот и фосфор, а также все вспомогательные - серу, кальций и магний. Так как в апатите магния почти нет, то при получении из апатита аммофосогипс содержит только два вспомогательных питательных для растений элемента - серу и кальций. Оно состоит в основном из моноаммонийфосфата (Н 4)2 НР 4, дигидрата сульфата кальция 42 Н 2 О (гипс), димагнийфосфата 4 3 Н 2 О (при получении из фосфорита) при небольшом содержании диаммонийфосфата (4)24, а также примесей сульфата аммония, кремнефторида аммония, фосфатов железа, алюминия и др. Содержание питательных элементов (фосфор,кальций и магний в пересчете на Р 2 О 5, СаО и ) в удобрении-мелиоранте аммофосогипсе из рядового фосфорита Каратау следующее (мас.)- не более 1. Н 2 О Преимущества разработанного способа получения нового сложного удобрения-мелиоранта - аммофосогипса перед существующим способом получения сложных удобрений аммофоса или диаммофоса заключаются в следующем. 1. На том же оборудовании, на котором вырабатывается аммофос или диаммофос, можно производить эффективное, дешевое, новое сложное удобрение (пять питательных для растений элементов азот, фосфор, кальций, сера и магний - при переработке рядового фосфорита Каратау и четыре питательных для растений элементов азот, фосфор,кальций и сера - при переработке апатита), внесение которого в почву не только повышает содержание в ней питательных для растений элементов, но и улучшает ее агропроизводственные свойства, повышает ее плодородие. 2. Утилизируется 50 образующегося при разложении фоссырья отхода -фосфогипса, что позволяет сократить в 2 раза потери 25 с фосфогипсом,т.е. повысить коэффициент использования Р 2 О 5 фоссырья с 78 до 92 при переработке рядового фосфорита Каратау и с 88 до 95 при переработке апатита, а также уменьшить в 2 раза сброс фосфогипса и стоков в отвал, что очень важно для окружающей среды. 3. Повышается коэффициент использования азота и фосфора растениями, так как скорость вымывания их из почвенного слоя осадками при внесении аммофосогипса в 2-3 раза ниже (наличие в гранулах аммофосогипса О 42 Н 2 О уменьшает его раство римость), чем при внесении аммофоса или диаммофоса. Наличие серы в аммофосогипсе также оказывает положительное влияние на усвоение азота и фосфора (Шкель М.П. Применение серосодержащих удобрений. Минск Урожай, 1979, с. 43). 4. В отличие от аммофоса и диаммофоса аммофосогипс также является и мелиорантом. Наличие в нем кальция играет многогранную роль в обеспечении плодородия почв. Кальцием регулируется щелочно-кислотное равновесие в почвенном растворе и самих растениях, вытесняются из поглощающего комплекса почв ионы натрия. Такая замена приводит к улучшению агропроизводственных свойств почвы, повышению их плодородия О 42 Н 2 О 2 почваСапочва 2 О 42 Н 2 О. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения сложного минерального удобрения, включающий разложение фосфорита или апатита серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты, фильтрацию, нейтрализацию аммиаком, сушку и грануляцию продукта нейтрализации, отличающийся тем, что фильтрации подвергают половину экстракционной фосфорной пульпы (ЭФП), образующейся в результате разложения сырья, с получением оборотной фосфорной кислоты, которую направляют на стадию разложения сырья, а другую половину ЭФП нейтрализуют аммиаком и образованную пульпу, содержащую аммофосогипс, сушат и гранулируют. 13323 Способ получения нового сложного удобрения-мелиоранта аммофосогипса