Патент на изобретение №2266273

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО ВОДОРАСТВОРИМОГО АЗОТНО-ФОСФОРНОГО УДОБРЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии производства сложных водорастворимых азотнофосфорных минеральных удобрений на основе нитрата аммония и моноаммонийфосфата. Сущность: азотнокислотную вытяжку, образовавшуюся в результате разложения апатита азотной кислотой с последующим выделением тетрагидрата нитрата кальция, аммонизируют до рН 3,5÷4,2, полученный нитроаммофосфатный раствор отделяют от осадка водонерастворимых примесей и дополнительно аммонизируют до рН 4,5÷7,0, смешивают его с раствором нитрата аммония, упаривают, гранулируют. Полученные гранулы удобрения обрабатывают кондиционирующими добавками. Содержание Р₂O₅ в целевом продукте поддерживают в пределах 3÷7 мас.%. Способ обеспечивает снижение температуры начала кристаллизации нитроаммофосфатного раствора, очищенного от водонерастворимых примесей, на 35÷75°С, что существенно упрощает организацию его накопления и хранения в емкостях-накопителях. Получаемое удобрение не слеживается, хорошего качества, по содержанию примесей фтора и нерастворимого остатка полностью удовлетворяет современным требованиям. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к химической промышленности и может найти применение в производстве сложных водорастворимых азотнофосфорных удобрений, основными компонентами которых являются нитрат аммония и моноаммонийфосфат.

У сельскохозяйственных производителей все более широкое применение находят сложные водорастворимые азотнофосфорные удобрения на основе нитрата аммония с фосфатной добавкой в количестве до 7 мас.% Р₂О₅.

Известен способ получения сложного азотнофосфорного удобрения, включающий нейтрализацию азотной кислоты аммиаком, введение фосфатной добавки в виде азотнокислотной вытяжки природного кальцийфосфата с частично выведенным из жидкой фазы кальцием в виде сульфата кальция, предварительно аммонизированной до рН 2,5-5,5, обработанной 20-50%-ным раствором нитрата аммония при массовом отношении Р₂О₅:NO₃, равном 1:3-10, и отделенной от осадка, упаривание смеси и гранулирование плава [авт.св. СССР №956440, кл. С 05 С 1/02, опубл. 07.09.1982]. Содержание Р₂О₅ в целевом продукте составляет до 0,3 мас.%. Недостаток известного способа заключается в низком содержании Р₂О₅ в получаемом удобрении, что обеспечивает его потребительские свойства. Увеличение содержания Р₂О₅ в удобрении в рамках известного способа невозможно из-за незначительной доли водорастворимых форм фосфатов в используемой азотнокислотной вытяжке: при аммонизации основное количество фосфатов переходит в осадок и вместе с ним отделяется, то есть выводится из технологического процесса.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения сложного водорастворимого азотнофосфорного удобрения на основе аммиачной селитры и нитроаммофосфатного раствора, включающий аммонизацию азотнокислотной вытяжки, образовавшейся в результате разложения апатита азотной кислотой с последующим выделением тетрагидрата нитрата кальция, отделение нитроаммофосфатного раствора от осадка водонерастворимых примесей, смешение очищенного раствора с раствором нитрата аммония, выпаривание, гранулирование и обработку гранул целевого продукта кондиционирующими добавками [пат. РФ №2228322, МПК 7 С 05 G 1/06, С 05 В 11/06, опубл. 10.05.2004].

Недостаток известного способа заключается в высокой температуре начала кристаллизации очищенного раствора, что осложняет организацию накопления и хранения его в производственных условиях, так как рациональная технологическая схема должна предусматривать промежуточные емкости-накопители очищенного раствора.

Технической задачей предлагаемого способа является снижение температуры начала кристаллизации очищенного раствора без ухудшения качества целевого продукта.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения сложного водорастворимого азотнофосфорного удобрения на основе аммиачной селитры и нитроаммофосфатного раствора, включающем аммонизацию азотнокислотной вытяжки, образовавшейся в результате разложения апатита азотной кислотой с последующим выделением тетрагидрата нитрата кальция, отделение нитроаммофосфатного раствора от осадка водонерастворимых примесей, смешение очищенного раствора с раствором нитрата аммония, выпаривание, гранулирование и обработку гранул целевого продукта кондиционирующими добавками, согласно изобретению аммонизацию азотнокислотной вытяжки ведут до рН 3,5-4,2, а очищенный раствор после отделения осадка водонерастворимых примесей дополнительно аммонизирует до рН 4,5-7,0.

Содержание Р₂О₅ в целевом продукте поддерживают в пределах 3-7 мас.%.

Пример 1

Опыты проводят с образцами азотнокислотной вытяжки, полученными в промышленном производстве путем разложения апатита азотной кислотой с последующим охлаждением до минус 5°С и отделением кристаллов тетрагидрата нитрата кальция.

Азотнокислотную вытяжку аммонизируют до рН 4,0 (измерения рН во всех описанных примерах выполнены без предварительного разбавления растворов, однако в производственных условиях промышленные рН-метры предусматривают в некоторых случаях предварительное разбавление растворов водой в отношении 1:10, при этом рН таких растворов по сравнению с неразбавленными сдвинуты в щелочную область на 0,5-1,0 единиц рН). Осадок водонерастворимых примесей отделяют на обогреваемой вакуумной воронке.

Состав очищенного раствора, мас.%:

Температура начала кристаллизации 110°С.

Очищенный раствор дополнительно аммонизируют до рН 5,5.

Расход аммиака составляет 1 г на 100 г очищенного раствора.

Температура начала кристаллизации раствора после дополнительной аммонизации 35°С.

Дополнительно аммонизированный раствор смешивают с 50%-ным раствором нитрата аммония в массовом соотношении 1:3, упаривают до концентрации плава 99,7 мас.%. Плав гранулируют на лабораторной установке. Полученные гранулы удобрения обрабатывают 20%-ным раствором меламина в индустриальном масле с расходом 0,02% в пересчете на 100%-ный меламин.

Состав целевого продукта, мас.%:

Слеживаемость продукта отсутствует. По содержанию примесей фтора и нерастворимого остатка целевой продукт полностью удовлетворяет современным требованиям.

Пример 2

Для обоснования заявляемых пределов проводят серию аналогичных опытов, в которых изменяют рН аммонизации азотнокислотной вытяжки в пределах 3-5, рН дополнительной аммонизации очищенного раствора – в пределах 4,5-7,5.

Результаты опытов 1 и 2 представлены в таблице.

Таблица РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ
№ п/п	рН аммонизации азотнокислотной вытяжки	Очищенный раствор					рН дополнительной аммонизации очищенного раствора	Температура начала кристаллизации раствора после дополнительной аммонизации, °С
		Содержание, мас.%				Температура начала кристаллизации, °C
		N	P2O5	F	H2O
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	4,0	15,3	11,2	0,009	45,0	110	4,5	90
2	То же	То же	То же	То же	То же	То же	4,8	70
3	––	––	––	––	––	––	5,5	35
4	––	––	––	––	––	––	6,0	55
5	––	––	––	––	––	––	7,0	70
6	––	––	––	––	––	––	7,5	80
7	3,0	12,2	9,2	0,035	55,0	75	5,5	20
8	3,5	13,6	9,6	0,015	52,0	85	То же	25
9	4,2	13,8	10,0	0,010	51,0	65	––	То же
10	4,5	15,4	11,1	0,020	45,0	90	––	35
11	5,0	15,3	11,3	0,030	То же	60	––	То же
12	3,5	16,2	7,0	0,016	47,0	95	––	30

Пример 3

Проводят серию опытов, в которых изменяют соотношение очищенного раствора и раствора нитрата аммония. В качестве последнего используют:

– 45-55%-ные растворы, полученные конверсией тетрагидрата нитрата кальция в карбонат кальция и нитрат аммония,

– 88-92%-ные растворы, полученные нейтрализацией азотной кислоты аммиаком,

– 20-30%-ные скрубберные растворы из промышленного производства аммиачной селитры.

В результате получают сложные водорастворимые удобрения следующего состава, мас.%:

Слеживаемость удобрения отсутствует.

Из представленных данных следует, что предлагаемый способ, не ухудшая качества целевого продукта, обеспечивает снижение температуры начала кристаллизации нитроаммофосфатного раствора, очищенного от водонерастворимых примесей, на 35-75°С. Это существенно упрощает организацию его накопления и хранения в емкостях-накопителях.

Положительный эффект по снижению температуры начала кристаллизации очищенного раствора достигается при его дополнительной аммонизации до рН в пределах 4,5-7,0.

Оптимальный диапазон рН при аммонизации азотнокислотной вытяжки составляет 3,5-4,2. При выходе за указанные пределы снижается эффективность очистки от примесей фтора, то есть ухудшается качество целевого продукта. Кроме того, в этом случае ухудшается фильтруемость осадка примесей, что осложняет процесс его отделения.

Формула изобретения

1. Способ получения сложного водорастворимого азотно-фосфорного удобрения на основе аммиачной селитры и нитроаммофосфатного раствора, включающий аммонизацию азотно-кислотной вытяжки, образовавшейся в результате разложения апатита азотной кислотой с последующим выделением тетрагидрата нитрата кальция, отделение нитроаммофосфатного раствора от осадка водонерастворимых примесей, смешение очищенного раствора с раствором нитрата аммония, выпаривание, гранулирование и обработку гранул целевого продукта кондиционирующими добавками, отличающийся тем, что аммонизацию азотно-кислотной вытяжки ведут до рН 3,5÷4,2, а очищенный раствор после отделения осадка водонерастворимых примесей дополнительно аммонизируют до рН 4,5÷7,0.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание P₂O₅ в целевом продукте поддерживают в пределах 3÷7 мас.%.

PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество “Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б.П. Константинова”

(73) Патентообладатель:

Общество с ограниченной ответственностью “Завод минеральных удобрений Кирово-Чепецкого химического комбината”

Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 10.08.2006 № РД0011109

Извещение опубликовано: 20.09.2006 БИ: 26/2006

Изменения:

Зарегистрирован переход исключительного права без заключения договора
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 12.02.2010/РП0000549
Патентообладатель: Закрытое акционерное общество “Завод минеральных удобрений Кирово-Чепецкого химического комбината”
Прежний патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью “Завод минеральных удобрений Кирово-Чепецкого химического комбината”

Номер и год публикации бюллетеня: 35-2005

Извещение опубликовано: 27.04.2010 БИ: 12/2010