Способ получения азотно-калийного удобрения

Способ получения азотно-калийного удобрения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Способ получения азотно-калийного удобрения из полиминеральной полимерной руды, включающей ее обработку оборотным раствором, с выделением осветленного раствора и нерастворившегося остатка, разложение последнего разбавленной азотной кислотой с получением азотно-кислотного солевого раствора и его смешение с осветленным раствором, нейтрализацию известковым молоком, фильтрование , упаривание фильтрата с отделением NaCI, кристаллизацию с выделением продукта при охлаждении, причем азотную кислоту на стадии разложения берут в количестве, необходимом для установления соотношения МО зионов : SO-Г ионов руды равным (0,40-0,65): 1, при этом перед смешением осветленного и азотнокислого раствора осветленный раствор упаривают с{ выделением NaCI, а азотнокислотный раствор нейтрализуют известковым молоком, а смешанный раствор перед кристаллизацией дополнительно упаривают. Получают удобрение, содержащее (мас.%) КаО 25,8, ,5, 5 10,2, N 7,8, СГ 2,2. 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК

s С 05 С 5/02, С 0 1 D 9,/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4901911/26 (22) 11.01.91 (46) 30.11.92, Бюл. ¹ 44 (71) Львовский политехнический институт (72) B.Т. Яворский, И.Ю. Костив и Н.И. Блажи вский (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 916399, кл. С 01 О 9/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1150224, кл. С 01 D 9/04, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНО-КАЛИЙНОГО УДОБРЕНИЯ (57) Способ получения азотно-калийного удобрения иэ полиминеральной полимерной руды, включающей ее обработку оборотным раствором. с выделением осветленного раствора и нерастворившегося остатка, разложение последнего разбавИзобретение относится к области производства азотно-калийных удобрений из полименеральных калийных руд и может найти применение в технологии минеральных удобрений.

Известен способ получения азотно-ка-, лийного удобрения из полиминеральной калийной руды, включающий ее азотнокислотное разложение, нейтрализацию полученного раствора известковым молоком, отделение образовавшегося гипса, упаривание нейтрализованного раствора с выделением хлорида натрия и кристаллизацию азотно-калийного удобрения при добавлении хлорида калия и метанола.

Недостатками известного способа являются: высокий расход кислоты и извести; необходимость добавления хлорида калия и. SU 1778103 А1 ленной азотной кислотой с получением азотно-кислотного coneBoro раствора и его смешение с осветленным рас вором. нейтрализацию известковым молоком, фильтрование, упа рива ние фильтрата с отделением NaCI, кристаллизацию с выделением продукта при охлаждении, причем азотную кислоту на стадии разложения beрут в количестве, необходимом для установления соотношения N0 эи0нов . 504 ионов руды равным =(0,40 — 0,651;1, при этом перед смешением осветленного и аэотнокислого раствора осветленный раствор упаривают с,, выделением NaCI, а азотнокислотный раствор нейтрализуют известковым молоком, а смешанный раствор перед кристаллизацией дополнительно упаривают. Получают удобрение, содержащее (мас.%) К20 = 25,8, MgO= 13,5, . = 10,2, N =7,8, CI =2,2. 1 табл. метанола с дальнейшей регенерацией последнего; перевод всех сульфат-ионов из ру, ды в отходы гипса; высокие энергетические затраты на выпаривание; необходимость больших объемов дорогостоящего кислотостойкого оборудования; сложность упаривания насыщенного по гипсу нейтрализованного раствора, обусловленная накипеобразованием на трубках выпарных аппаратов; получаемый хлорид натрия загрязнен нитрат-ионами, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения азотно-калийного удобрения из полиминеральной калийной руды, включающий ее растворение в промывном растворе, отделение и осветление полученного раствора, азотнокислотное разложе1778103 ние нерастворившегося остатка, смешение осветленного и азотнокислотного растворов, добавление к ним азотной кислоты для установления эквивалентного равенства нитрат и сульфа-ионов, нейтрализацию раствора известковым молоком, фильтрование образовавшегося гипса, упаривание нейтрализованного раствора с выделением хлорида натрия, кристаллизацию азотно-калийного удобрения при добавлении хлорида калия и метанола.

Недостатками известного способа являются; высокий расход кислоты и извести; необходимость добавления хлорида калия и метанола с дальнейшей регенерацией последнего; перевод всех сульфат-ионов из руды в отходы гипса; высокие энергетические затраты на выпаривание; необходимость больших объемов дорогостоящего кислотостойкого оборудования, сложность упаривания насыщенного по гипсу нейтрализованного раствора, обусловленная накипеобразованием нэ трубках выпарных апйаратов; получаемый хлорид натрия загрязнен нитрат-ионами и гипсом, Целью изобретения является повышение качества азотно-калийного удобрения за счет его обогащения серой и магнием при одновременном упрощении процесса за счет сокращения числа технологических операций.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения азотно-калийного удобрения из полиминеральной калийной руды, включающем растворение руды в промывном растворе, отделение и осветление полученного раствора, разложение нерастворившегося остатка в растворе азотной кислоты, смешение полученных растворов, нейтрализацию аэотнокислотного раствора известью, фильтрование гипса, выпаривание раствора с выделением хлорида натрия и кристаллизацию продукта при охлаждении согласно изобретению азотную кислоту используют лишь для разложения нерастворившегося остатка руды, в количестве, необходимом для установления соотношения N03 ионов к SO 4 ионам руды (0,40 — 0,65): 1 (в эквивалентах), осветленный раствор перед смешением с нейтрализованным упаривают с выделением хлорида натрия, нейтрализацию азотнокислого раствора осуществляют перед его смешением с осветленным раствором, а смешанный раствор дополнительно упаривают перед кристаллизацией продукта.

Первым отличием предлагаемого способа является то, что азотную кислоту используют лишь для разложения нерастворившегося остатка в количестве, нов руды), приведет к перерасходу кислоты и извести и образованию гипса в растворе, подаваемом на кристаллизацию, Пример 1, 500 г полиминеральной

55 калийной руды состава (мас,%); К+ 9,59;

Mg 4,88; Са 1,02; N + 13,70 С! 25,75;

S0 4 27,26; W20 6,73; н. о. 11,07 растворяют в 2000 r раствора. полученного при смешении оборотных растворов с последующих стадий (раствора после промывки ила и час5

50 необходимом для установления соотношения ИОз-ионов к SO -ионам руды (0.40—

0,65); 1 (в эквивалентах), а по прототипу ее используют и для разложения нерастворившегося остатка и для установления эквивалентного равенства между сульфат- и нитрат-ионами. Это позволяет уменьшить не только расход кислоты и извести, но и количество сульфат-ионов, выводимых с отходами гипса. В результате раствор, подаваемый на кристаллизацию, содержит МОз—

2и SÎ 4-ионы в количестве, позволяющем получать из него азотно-калийное удобрение, содержащее серу и магний, в то время как по известным способам можно получать удобрение, содержащее лишь азот и калий.

Вторым отличием является то, что осветленный раствор упаривают с выделением хлорида натрия перед смешением с нейтрализованным раствором, полученным после азотнокислотного разложения нерастворившегося остатка, а по прототипу осветленный и азотнокислотно-солевой растворы вначале смешивают, а затем нейтрализуют и упаривают с выделением хлорида натрия. Это позволяет получать более качественный хлорид натрия (без примесей нитратов и гипса) и избежать накипеобраэования при упаривании.

Третьим отличием является то, что нейтрализацию азотнокислотного раствора, полученного после разложения нерастворившегося остатка, осуществляют перед смешением с осветленным раствором, Это позволяет уменьшить объемы испольэуемого кислотостойкого оборудования и количество фильтруемой суспензии (см. также второе отличие).

Четвертым отличием является. дополнительное упаривание раствора перед кристаллизацией продукта, что позволяет увеличить его выход.

Уменьшение количества азотной кислоты менее соотношения NO з к SO 4 — ионам руды 0,40;1, как видно иэ таблицы, ведет к неполному разложению нерастворившегося остатка и потерям ценных веществ, а увеличение более соотношения 0,65:1 будет избыточным (т. к. в нерастворившемся остатке содержится 65 t, исходных сульфатио1778103 содержащего (масс,%): К О 23,8; MgO 15,1;

S 12,3; N 6,4; О 2,4.

Пример 3. Нерастворившийся остаток, полученный по примеру 1, растворяют в 529 r 20%-ного раствора НМОз что соответствует соотношению NO з: SO 4 = 0,65:

55 ти упаренного раствора после отделения

NaCI) и воды, состава (масс,%): К 2.86; Mg

2,48; Са 0,03; Na 1,91; СГ10,02; SO 43,89;

Н20 78,81. Суспенэию глинистого шлама отделяют декантацией, фильтруют и подают 5 на промывку. В результате растворения получают 2256 г раствора состава (масс.%):

К 3,63, М9 2,64; Са 0,02; Na 4,62; СГ

14,31; SO 4 5,39: HzO 69,39 и 163 г нерастворившегося остатка состава (масс.%): К 10

13,64; Mg 8,69; Са + 1,93; Na+ 1,44; Cl 3,81;

SO 4 53,58; НгО 11,16; н, о. 5,75.

Раствор упаривают, выпавший осадок отфильтровывают, Получают 217 г NaCI u

1228 r упаренного раствора, 618 г которого 15 возвращают на растворение руды, а остальное направляют на кристаллизацию удобрения.

Нерастворившийся остаток растворяют в 326 r 20%-ного раствора HNOz что соот- 20 ветствует соотношению NÎ з: SO 4 = 0 4: 1 (в эквивалентах). Полученную суспензию нейтрализуют 128 г известкового молока, содержащего 28% Ca(OH)z, и расфильтровывают. 25

Нейтрализованный раствор смешивают с упаренным и дополнительно упариваютдо начала кристаллизации солей. Получают 958

r конечного раствора состава (масс.%); К

6,04; Mg 5,25; Са 0,01; Na 1,79; СГ 11,28; 30

S0 4 11,29; NO з 6,92; Н20 57,42. Его охлаждают до 278 К. Выкристаллизовавшийся осадок отфильтровывают и сушат, Получают

183 г удобрения (в пересчете нэ сухой продукт) с содержанием (масс.%): K20 22,5; MgO 35

17,0; S 14,2; N 5,5; CI 2,9.

Пример 2. Нерастварившийся остаток, полученный по примеру 1, растворяют в 407 г 20%-ного раствора НМОз что соответствует соотношению КОз: SO д = 0,5: 1 40 (в эквивалентах). Полученную суспензию смешивают со 171 r известкового молока, содержащего 28% Са(ОН)г, и расфильтровывают.

Нейтрализованный раствор смешивают 45 с упаренным раствором (по примеру 1) и дополнительно упаривают до начала кристаллизации солей. Получают 986 r конечно- го раствора состава (масс.%): К 6,06; Mg

5,27; Са 0,01; Na 1,83; СГ 11,71; SO 4 50

10,07; NO з 7,98; Н20 57,07. Его охлаждают до 278 К. Выкристаллизовавшийся осадок отфильтровывают и сушат. Получают 189 г удобрения (в пересчете на сухой продукт), 1 (в эквивалентах). Полученную суспензию смешивают с 222 г известкового молока. содержащего 28% Ca(OH)z, и расфильтровывают.

Нейтрализованный раствор смешивают с упаренным раствором (по примеру 1) и дополнительно упаривают до начала кристаллизации солей. Получают 1011 r конечного раствооа состава (масс.%): К 6,09;

Mg 5,30; Са 0,01; Na 2,00; С! 11,93; $0 4

8,66; NÎ з 10,09; НгО 55,92. Его охлаждают до 278 К. Выкристаллизовавшийся осадок отфильтровывают и сушат. Получают 197 г удобрения (в пересчете на сухой продукт), содержащего (масс.%): @20 25,8, MgO 13,5;

S 10,2; N 7,8; СГ 2,2.

Получаемое по предлагаемому способу удобрение является более ценным и универсальным по сравнению с удобрением, получаемым по известным способам, поскольку; содержит четыре питательных элемента (N, S, К, Mg) в отличие от двух (N, К), содержащихся в сравниваемом удобрении; в нем уменьшено содержание нитратионов, приводящих к ухудшению качества продуктов питания, за счет введения сульфат-ионов, также необходимых для питания растений, Проведение процесса по предлагаемому спо.-.обу требует меньше материальны| (снижение расхода азотной кислоты и гидpoKcNäa кальция, исключение затрат хларида калия и метанола), энергетических (уменьшение количества выпа мвэемсй воды и исключение затрат нэ регенерацию метанола) и капитальных затрат. Упрощение процесса заключается в исклю: ении стадий ввода хлорида калия и ме энола. стадии регенерации метанола. Предлагаемый способ позволяет уменьшить количество QT ходов гипса, избежать накипеабразавэния при упаривании, получать хлорид натрия, н эагрязненнь и нитрат-ионами и гипсом.

О а р м у 1 а и 3 а б р е т е I-! v) ÿ

Способ получения азотна-калийного удобрения иэ палиминеральнай хэ,":иЛна:; руды, включающий ее обработку абаратнь, -. растворам с выделением асветле нага р.-:-..— твора и нерастворившегася остатка, разложение последнего разбавленной азо-ной кислотой с получением азотна-кислатнога солевого раствора и ега смешение с осветленным раствором, нейтрализацию известковым молоком, упэривание фильтрата с отделением хлорида натрия, кристаллизацию с выделением продукта при охлаждении, отл ича ю щи йся тем,что,с целью повышения качества продукта, эа счет его обогащения серой и магнием при одновременном упрощении процесса за счет сокращения

1778103

Составитель В, Яворский

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н, Король

Редактор

Заказ 4161 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 числа технологических операций, азотную кислоту на стадии разложения нерастворившегося остатка вводят в количестве, необходимом для установления соотношения

ИОз-ионов и SO 4-ионов руды, равного 5 (0,40-0,65):1, при этом перед смешением осветленного и азотно-кйслотного солевого раствора осветленный раствор упаривают с выделением хлорида натрия. азотно-кислотный раствор нейтрализуют известковым молоком, а перед кристаллизацией смешанный раствор дополнительно упаривают.