Способ утилизации на аммофос отработанной фосфорной кислоты после антикоррозионной обработки черных металлов

Способ утилизации на аммофос отработанной фосфорной кислоты после антикоррозионной обработки черных металлов

Реферат

Изобретение относится к технологии получения комплексных минеральных удобрений и может быть использовано для получения аммофоса.

Известно использование праймер-преобразователя коррозии углеродистых сталей, содержащего раствор ортофосфорной кислоты не менее 18% (RU №2167176, опубл. 20.05.2001). В литре рабочего раствора, в соответствии с формулой изобретения, содержится не менее, а именно: 180-240 г ортофосфорной кислоты. Утилизация отработанного раствора праймер-преобразователя с содержанием фосфорной кислоты менее 18% возможна путем переработки в комплексное минеральное удобрение аммофос.

Из уровня техники известен способ получения аммофоса путем введения серосодержащей добавки в фосфорную кислоту с последующей аммонизацией газообразным аммиаком (а.с. №947148, опубл. 30.07.1982, бюл. №28).

Недостатками этого способа являются присутствие инертного наполнителя в виде серосодержащей добавки и применение газообразного аммиака, являющегося сильнодействующим ядовитым веществом.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения аммофоса путем нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты газообразным аммиаком [Дохолова А.Н., Кармышов В.Ф., Сидорова Л.В. Производство и применение аммофоса. - М., Химия, 1977].

Недостатком способа - прототипа является применение газообразного аммиака, являющегося сильнодействующим ядовитым веществом.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является утилизация отработанного раствора праймер-преобразователя с содержанием фосфорной кислоты 18% и менее путем переработки в комплексное минеральное удобрение аммофос.

Данная задача решается за счет того, что заявленный способ утилизации на аммофос отработанной фосфорной кислоты после антикоррозионной обработки черных металлов путем аммонизации включает обработку аммиачной водой до рН 4,5. От полученной смеси отделяют осадок гидроксидов металлов, а из раствора после упаривания до плотности 1,293 г/см³ кристаллизуют аммонийфосфат при охлаждении до 20°C.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является безопасность способа утилизации отработанного раствора праймер-преобразователя, получение качественного комплексного минерального удобрения аммофос.

Поставленная задача решается реализацией следующих этапов:

- Первый этап. Обработка аммиачной водой до рН 4,5 для обеспечения образования моноаммонийфосфата [Позин М.Е. Технология минеральных солей, Химия, Л.: 1974, с. 1087] по уравнению

H₃PO₄+NH₄OH→(NH₄)H₂PO₄

По этой реакции фосфорная кислота смешивается с аммиачной водой, преобразуясь в моноаммонийфосфат.

Выделяющийся при обработке аммиачной водой осадок гидроксидов металлов, присутствовавших в отработанном праймер-преобразователе, ввиду их малой растворимости (например, растворимость гидроксида двухвалентного железа Fe(OH)₂ составляет 4,5*10^-5 г/100 г воды; растворимость гидроксида трехвалентного железа Fe(OH)₃ составляет 2,03*10^-8 г/100 г воды [Справочник химика, изд. 2, том 2, под. ред. Б.П. Никольского, ГХИ, 1963, С. 58-59]) хорошо отстаивается в сгустителях непрерывного действия [Позин М.Е. Технология минеральных солей, Химия, Л.: 1974, с. 1087].

- Второй этап. После фильтрования очищенный раствор моноаммонийфосфата выпаривают до концентрации 34-36,3% (плотность полученного раствора 1,293 г/см³, содержание моноаммонийфосфата NH₄H₂PO₄=632 г/л) [Справочник химика, изд. 2, том 3, под. ред. Б.П. Никольского, ГХИ, 1965, С. 517].

- Третий этап. После охлаждения раствора до 20°С выпавший осадок центрифугируют, а маточный раствор возвращают на нейтрализацию или выпарку.

Полученный при указанных условиях аммофос практически не зависит от состава исходного отработанного праймер-преобразователя.

Сущность способа утилизации на аммофос отработанной фосфорной кислоты после антикоррозионной обработки черных металлов подтверждается примером.

Пример. К 10 л отработанного праймер-преобразователя, содержащего до 18% фосфорной кислоты (плотность 1,1 г/см³ [Справочник химика, изд. 2, том 3, под. ред. Б.П. Никольского, ГХИ, 1965, С. 517]), в составе которого находится 1,98 кг фосфорной кислоты H₃PO₄, добавляют аммиачную воду, доводя рН раствора до 4,5. Выделяющийся при этом осадок гидроксидов металлов в силу их малой растворимости отфильтровывается. Очищенный раствор моноаммонийфосфата выпаривают до концентрации 34-36,3% и охлаждают до 20°C. Выпавший осадок центрифугируют и высушивают. С учетом растворимости моноаммонийфосфата NH₄H₂PO₄ при 20°C, равной 35,3 г/100 г воды [Справочник химика, изд. 2, том 3, под. ред. Б.П. Никольского, ГХИ, 1965, С. 210] из 1 л упаренного раствора выделяется (632-353)=279 г/л аммофоса, что составляет 44,15% за один цикл.

Способ утилизации на аммофос отработанной фосфорной кислоты после антикоррозионной обработки черных металлов путем аммонизации, отличающийся тем, что обработку осуществляют аммиачной водой до рН 4,5, от полученной смеси отделяют осадок гидроксидов металлов, а из раствора после упаривания до плотности 1,293 г/см³ кристаллизуют аммонийфосфат при охлаждении до 20°C.