ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вымораживание нитрата кальция из "Технология минеральных удобрений" Известны различные способы производства сложных удобрений типа нитрофоса и нитрофоски из продуктов разложения природных фосфатов азотной кислотой. Они отличаются главным образом приемами, применяемыми для связывания и выделения избытка СаО из растворов. К наиболее распространенным способам производства нитрофоса и нитрофоски относятся процесс с вымораживанием нитрата кальция азотно-фосфорнокислотный и азотно-карбонатный способы разложение фосфатов смесью азотной и серной кислот (азотно-сернокислотный способ) или смесью азотной кислоты и сульфатов (азотно-сульфатный способ). [c.263] В области низких температур из растворов фосфорной кислоты нитрат кальция кристаллизуется в виде двойной соли 3[Са(ЫОз)г 4Н2О] HNO3. С увеличением концентрации азотной кислоты, применяемой для разложения фосфатов, степень извлечения из раствора СаО в виде нитрата кальция возрастает (рис. 86). С достаточной полнотой нитрат кальция выделяется при температурах от —5 до —10 °С (отсюда название способа — вымораживание ). [c.263] Таким образом, цитратнорастворимую форму Р2О5 образует дикальцийфосфат, водорастворимую — моноаммонийфосфат. [c.264] Выпавшие кристаллы (двойная соль тетрагидрата нитрата кальция) отделяют от раствора в центрифуге 3 непрерывного действия и промывают азотной кислотой, которая затем поступает в сборник 7 и далее через напорный бак 10 возвращается на разложение фосфатов. Отфугованная двойная соль содержит лишь 10—11% азота ее растворяют в воде в сборнике 5 и нейтрализуют раствор газообразным аммиаком до величины pH = 9—9,5. [c.264] Затем перерабатывают раствор обычным способом в кальциевую селитру (стр. 46). [c.264] Выходящий из центрифуги фильтрат, представляющий собой раствор Н3РО4, HNO3 и оставшегося Са(НОз)г, накапливается в сборнике 8, откуда перекачивается в систему нейтрализаторов 12 первой ступени, последовательно соединенных переточными трубами. В этих аппаратах раствор нейтрализуется газообразным аммиаком до pH = 3,5—3,8, при этом температура жидкости повышается до 110°С вследствие выделения теплоты нейтрализации. [c.264] Последующее выпаривание частично нейтрализованного раствора (см. рис. 87) производят в подогревателе 14 и вакуум-испарителе 16 при разрежении 500—600 мм рт. ст. (остаточное давление 34 600—21300 hIm ). В упаренном растворе остается 14—16% воды. В нейтрализаторах первой ступени и в процессе выпаривания из раствора выпадают осадки дикальцийфосфата, частично моноаммонийфосфата, фосфатов полуторных окислов, фторида кальция, двуокиси кремния. В выпарных аппаратах осуществляется интенсивная циркуляция пульпы при помощи насоса 15. [c.267] В шнековом грануляторе 21 к полученной смеси добавляют сухой ретур — мелкую фракцию нитрофоски с двухситного вибрационного грохота 26. [c.267] Количество ретура рассчитывают так, чтобы влажность смеси уменьшилась с 14—16% до 4%. При такой влажности смеси обеспечивается нормальный процесс ее сушки (не происходит налипание смеси на внутренние поверхности сушильного барабана). [c.267] Гранулированный продукт высушивают в барабане 22 до влажности около 1%. Температуру топочных газов на входе в сушильный барабан поддерживают в пределах 250—300 °С. Затем гранулы рассеваются на грохотах 26. Крупные фракции проходят вращающийся барабан 21, где охлаждаются воздухом до 30—35 °С. Охлажденная нитрофоска классифицируется на втором грохоте 26 на три фракции. Средняя фракция (размер частиц 2—4 мм) является готовым продуктом и направляется, на склад. Крупная фракция (размер частиц более 4 мм) после измельчения на валковой дробилке 28 используется вместе с мелкой фракцией (размер частиц менее 2 мм) в качестве ретура, возвращаемого в грануляторы. Пыль, выделяющаяся из сушильного и охлаждающего барабанов, улавливается в батарейных циклонах 23 и также присоединяется к ретуру. [c.267] Общее количество ретура в 3—4 раза превышает количество товарной нитрофоски. [c.267] Разработан процесс производства нитрофоса из фосфоритов Каратау описанным способом (без добавления солей калия), с соотнощениями N Р20б=1 1 или 1 1,5 и концентрацией питательных веществ соответственно 40,8 и 42,4%. В удобрениях обоих типов доля водорастворимой Р2О5 составляет около 20 %. [c.268] Производство двойных удобрений типа нитрофоса возможно путем безретурного процесса. После вымораживания большей части нитрата кальция (с таким расчетом, чтобы полученное удобрение содержало 50% Р2О5 в водорастворимой форме) и аммонизации раствора до pH = 4,5—5, пульпу упаривают при 150°С до содержания 2,5—3% влаги. [c.269] Присутствие примесей магния в фосфоритах Каратау приводит при переработке их в сложные удобрения к образованию очень вязкой пульпы даже при высоком содержании в ней влаги. В связи с этим в пульпу предложено добавлять аммиачную селитру, что позволяет получить более текучий жидкий плав с малым количеством влаги. Получаемый таким способом продукт содержит до 2—3 кг азота на 1 кг Р2О5. [c.269] Разработан новый способ производства концентрированных удобрений вымораживанием нитрата кальция и двухступенчатой дистилляцией раствора фосфорной кислоты. Фосфат разлагается оборотной азотной кислотой в обычных условиях далее производится обесфторивание раствора нитратом натрия или калия при избытке этих осадителей не более 20—30% от стехиометрического количества. Вымораживание нитрата кальция из обесфторенного раствора ведут до соотнощения в нем СаО Рг05= 1 1. Затем раствор поступает в первую ступень дистилляции, проводимую при 105—110°С и атмосферном давлении при этом отгоняется разбавленная азотная кислота, используемая для абсорбции окислов азота. Вторая ступень дистилляции проводится распылительной сушилке, где из раствора выделяется монокальцийфосфат и отгоняется 45—50%-ная азотная кислота, возвращаемая на разложение фосфатного сырья. [c.269] Полученный монокальцийфосфат является готовым фосфорным удобрением. Концентрированный раствор фосфорной кислоты после дистилляции первой ступени может быть использован и для производства нитрофоски по схеме, описанной на стр. 264 сл. Выделенный из раствора четырехводный нитрат кальция Са(Н0з)2-4Н20 может быть переработан обычным способом в товарный продукт (стр. 46). Целесообразно также разложение нитрата кальция при 650 °С на СаО и окислы азота, которые используются для получения азотной кислоты. Таким образом, по описанной схеме возможна регенерация азотной кислоты, как при получении двойного суперфосфата разложением фосфатного сырья циркулирующей соляной кислотой (стр. 192). [c.269] Этот способ заключается в разложении природных фосфатов смесью азотной и фосфорной кислот. Благодаря введеник фосфорной кислоты отношение СаО Р2О5 в образующемся растворе уменьшается, т. е. достигается тот же эффект, что при вымораживании части нитрата кальция. Кроме того, в результате добавления фосфорной кислоты ускоряется разложение фосфатов, вследствие чего продолжительность реакции процесса сокращается до 1 ч. [c.270] Дальнейшая переработка раствора (нейтрализация, выпаривание, смещение с хлористым калием, гранулирование с добавкой ретура, сушка, охлаждение, рассев и дробление) Щ)о-водится по схеме, показанной на рис. 87 (стр. 265). Нейтрализация раствора протекает последовательно в четырех реакторах. В первый нейтрализатор вводят около 57% общего количества аммиака, поддерживая pH раствора около 1, во второй нейтрализатор подают 26% NH3 (рН=1,8), в третий 13% NH3. (pH=2,4) и в четвертый остальные 4% аммиака (рН = =3,7—4). Температура нейтрализации 90—100 °С. В указанных условиях почти вся Р2О5 осаждается в усвояемой форме. Нейтрализованную пульпу упар ивают при разрежении, влажность ее снижается при этом с 28—32 до 16—20%. [c.270] Вернуться к основной статье