[go: up one dir, main page]

RU2489352C1 - Способ получения сульфата аммония - Google Patents

Способ получения сульфата аммония Download PDF

Info

Publication number
RU2489352C1
RU2489352C1 RU2012111591/05A RU2012111591A RU2489352C1 RU 2489352 C1 RU2489352 C1 RU 2489352C1 RU 2012111591/05 A RU2012111591/05 A RU 2012111591/05A RU 2012111591 A RU2012111591 A RU 2012111591A RU 2489352 C1 RU2489352 C1 RU 2489352C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
solution
sulfate
ammonium sulfate
sulphate
Prior art date
Application number
RU2012111591/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Тагир Вильданович Шарипов
Ахат Газизьянович Мустафин
Зиля Шафигулловна Сабитова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет"
Priority to RU2012111591/05A priority Critical patent/RU2489352C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2489352C1 publication Critical patent/RU2489352C1/ru

Links

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству сульфата аммония, который может быть использован в качестве азотного удобрения в сельском хозяйстве. Способ получения включает нейтрализацию раствора, содержащего сульфат железа и серную кислоту, отделение полученного осадка гидроксида железа с получением раствора сульфата аммония, упаривание раствора сульфата аммония, кристаллизацию и сушку кристаллов с получением целевого продукта. В качестве раствора, содержащего сульфат железа и серную кислоту, используют подотвальную и карьерную воды отработанных месторождений железо-медно-цинковых сульфидных руд, содержащих 1-40 г/л сульфата железа (III), 2-10 г/л серной кислоты. Нейтрализацию проводят карбамидом, взятым в мольном соотношении сульфат-ион:карбамид, равным 1:1,0-1,1, а процесс нейтрализации проводят при температуре 95-99°C до достижения pH реакционной смеси 6-7. Результатом является обеспечение рационального использования компонентов сточных вод. 2 пр.

Description

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к производству сульфата аммония, который может быть использован в качестве азотного удобрения в сельском хозяйстве.
Известен способ получения сульфата аммония [патент РФ №2325324, кл. С01С 1/24, С01С 1/242, опубл. 20.01.2008] путем нейтрализации отработанной серной кислоты, содержащей органические примеси, аммиаком в присутствии экстрагента, причем используют отработанную серную кислоту процесса сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, содержащую примеси в виде органических сульфокислот и сульфоэфиров, в качестве экстрагента используют этиловый спирт при массовом соотношении серная кислота в пересчете на моногидрат:экстрагент, равном 1:0,2-0,45. Способ позволяет из отработанной серной кислоты с повышенным содержанием органических веществ получить целевой продукт с малым содержанием органики.
Недостатками способа являются низкое качество сульфата аммония, связанное с присутствием органических веществ, невозможность регулирования содержания азота в продукте, сложность технологического процесса, обусловленная использованием горючих легковоспламеняющих органических растворителей в качестве экстрагента, а также аммиака.
Известен способ получения сульфата аммония из сточных вод [а.с. СССР №186990, кл. С01В, опубл. 18.11.1966], содержащих сульфат аммония и загрязненных органическими примесями, путем продувки газообразного аммиака под давлением 5-12 атм. и 10-20°С в течение 2 час.
Недостатком способа является сложность технологического процесса, обусловленная проведением процесса при высоком давлении и с использованием аммиака, низкое качество целевого продукта, содержащего органические примеси.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сульфата аммония из раствора, содержащего сульфат железа и серную кислоту [а.с. СССР №148035, кл. 12k7, опубл. в БИ №12, 1962] путем его нейтрализации известняком или углекислым кальцием при pH от 5 до 9, отделения полученного осадка гипса отстаиванием, коагуляцией и фильтрованием, обработкой гипса 30-50%-ным раствором углекислого аммония с получением осадка углекислого кальция и раствора сульфата аммония, возвратом осадка углекислого кальция на нейтрализацию, упариванием раствора сульфата аммония, кристаллизацией и сушкой кристаллов с получением целевого продукта.
Недостатком способа является низкое качество целевого продукта, а также нерациональное использование исходного сырья. В известном способе полезно используется только сернокислотная составляющая промывного раствора. Железосодержащий компонент - сульфат железа FeSO4 при высоких значениях pH загрязняет гипс и поэтому отмывается от гипса раствором серной кислоты и возвращается в травильное отделение или купоросную установку. При низком значении pH сульфат железа FeSO4 остается в растворе сульфата аммония и загрязняет целевой продукт. Недостатком данного способа получения сульфата аммония является также многостадийность процесса.
Задача изобретения - обеспечение рационального использования компонентов сточных вод.
Поставленная задача достигается в предлагаемом способе получения сульфата аммония из раствора, содержащего сульфат железа и серную кислоту, путем его нейтрализации, отделения полученного осадка, упариванием раствора сульфата аммония, кристаллизации и сушки кристаллов с получением целевого продукта, при этом в качестве раствора, содержащего сульфат железа и серную кислоту, используют подотвальную и карьерную воды отработанных месторождений железо-медно-цинковых сульфидных руд, содержащих 1-40 г/л сульфата железа (III), 2-10 г/л серной кислоты, а нейтрализацию проводят карбамидом, взятым в мольном соотношении сульфат-ион:карбамид, равным 1:1,0-1,1, процесс нейтрализации проводят при температуре 95-99°С до достижения рН реакционной смеси 6-7, далее выделяют осадок гидроксида железа с получением раствора сульфата аммония.
Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе получения сульфата аммония в качестве исходного сырья используют подотвальную и карьерную воды отработанных месторождений железо-медно-цинковых сульфидных руд, содержащие 1-40 г/л сульфата железа (III), 2-10 г/л серной кислоты, а ее нейтрализацию проводят карбамидом.
Карбамид в кислой водной среде при нагревании до температуры 95-99°С разлагается с выделением углекислого газа и образованием аммиака.
NH2CONH2+H2O=2NH3+CO2
NH3+H2O=NH4OH
Аммиак, в свою очередь, реагирует с сульфатом железа и серной кислотой с образование сульфата аммония. Процесс образования сульфата аммония при переработке сточных вод отработанных месторождений полиметаллических сульфидных руд описывается следующими уравнениями:
Fe2(SO4)3+6NH4OH=2Fe(OH)3↓+3(NH4)2SO4
H2SO4+2NH4OH=(NH4)2SO4+2H2O
Процесс нейтрализации проводят до достижения показателя pH реакционной смеси 6-7 в течение 4-5 часов. При этом соединения полезных для растений микроэлементов меди, марганца, цинка, кобальта, содержащиеся в исходной воде, остаются в жидкой фазе в виде растворенных соединений. Это обусловлено тем, что интервалы pH осаждения гидроксидов микроэлементов составляют: для цинка - 7,0-8,0; кобальта - 7,6-9,2; меди 7,3-8,5; никеля - 7,7-9,5; марганца - 8,8-10,4. Реакционную смесь отстаивают, далее фильтруют с отделением осадка гидроксида железа Fe(ОН)3. Фильтрат представляет собой нейтральный раствор сульфата аммония с микроэлементами. Присутствие микроэлементов в сульфате аммония повышает агрохимическую эффективность получаемого азотного удобрения.
Таким образом, достигается рациональное целевое использование микроэлементов, содержащихся в исходной подотвальной или карьерной водах.
Промежуточный продукт - раствор сульфата аммония после фильтрации с показателем pH 6-7 может быть также использован в качестве питательного раствора с микроэлементами для подкормки сельскохозяйственных культур.
Далее раствор сульфата аммония упаривают, выделяют кристаллы и сушат с получением целевого продукта - сульфата аммония, который является эффективным азотным удобрением.
Использование карбамида в качестве нейтрализующего реагента обеспечивает безопасность технологического процесса, так как образуемый при разложении карбамида аммиак непосредственно в реакционной среде реагирует с серной кислотой и сульфатом железа. Выделение аммиака в газовую фазу отсутствует.
При снижении показателя pH реакционной смеси ниже 6 не обеспечивается нейтральность раствора сульфата аммония и целевого продукта. Повышение показателя pH выше 7 приводит увеличению продолжительности процесса нейтрализации.
Снижение расхода карбамида менее мольного отношения сульфат-ион: карбамид = 1:1,0 не позволяет достичь нейтральности раствора сульфата аммония и целевого продукта. Повышение расхода карбамида более мольного отношения сульфат-ион: карбамид = 1:1,1 приводит к перерасходу данного реагента.
Проведение процесса нейтрализации при температурах ниже 95°С также не обеспечивает достижение нейтральности раствора сульфата аммония. Повышение температуры процесса более 100°С приводит к перерасходу энергоресурсов и повышенному испарению воды.
При снижении в исходных подотвальной и карьерной водах содержания сульфата железа (III) ниже 1 г/л, серной кислоты ниже 2 г/л снижается выход сульфата аммония из 1 м3 вод, увеличиваются энергетические затраты на получение 1 т сульфата аммония. При повышении содержания сульфата железа (III) выше 40 г/л, серной кислоты выше 10 г/л снижается скорость фильтрации полученной суспензии при отделении осадка.
Осадок гидроксида железа Fe(ОН)3 может быть использован в качестве сырья для получения пигментов, железа.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет использовать рационально использовать компоненты исходного сырья - подотвальной и карьерной вод отработанных месторождений полиметаллических сульфидных руд, содержащих сульфата железа (III) и серной кислоты с выделением осадка гидроксида железа, с получением целевого продукта - сульфата аммония с микроэлементами.
Пример 1. Для получения сульфата аммония используют подотвальную воду отработанного месторождения железо-медно-цинковых сульфидных руд Куль-Юрт-Тау, содержащую 35,7 г/л сульфата железа (III), 9,5 г/л серной кислоты H2SO4, 29 мг/л соединений марганца в пересчете на металл, 26 мг/л меди, 12 мг/л цинка, 12 мг/л кобальта, 1,2 мг/л никеля, 19,4 мг/л молибдена. Показатель pH исходной подотвальной воды 2,1, плотность 1,01 г/см3. Общее содержание сульфат-ионов составляет 0,365 моль/л. Подотвальную воду в объеме 1 литра помещают в трехгорлую колбу, снабженную перемешивающим устройством, обратным холодильником. В колбу вносят 21,9 г карбамида (0,365 моля). Мольное соотношение сульфат-ион:карбамид равно 1:1. Реакционную массу нагревают до температуры 98°С и при данной температуре перемешивают в течение 5 часов до достижения показателя pH реакционной среды 6,5. Процесс сопровождается выделением углекислого газа (16,0 г) и объемного осадка гидроксида железа (III) Fe(ОН)3. Полученную суспензию фильтруют, выделяют осадок гидроксида железа (III), осадок промывают водой, полученный шлам в количестве 53,5 г (влажностью 70%) направляют на дальнейшую переработку. Получают 962,4 г раствора сульфата аммония, содержащего 48,2 г сульфата аммония и 29 мг марганца, 26 мг меди, 19,4 мг молибдена, 12 мг цинка, 12 мг кобальта и 1,2 мг никеля. Полученный раствор упаривают, выделяют кристаллы, сушат и получают 50,0 г сухого целевого продукта - сульфата аммония, содержащего 20% азота, 0,06% марганца, 0,05% меди, 0,04% молибдена, 0,02% цинка, 0,02% кобальта, 0,002% никеля, 0,25% влаги.
Пример 2. Для получения сульфата аммония используют подотвальную воду отработанного месторождения железо-медно-цинковых сульфидных руд Бурибай, содержащую 2,1 г/л сульфата железа (III), 2,9 г/л серной кислоты H3SO4, 27 мг/л соединений марганца в пересчете на металл, 47 мг/л меди, 49 мг/л цинка, 10 мг/л кобальта, 1,3 мг/л никеля, 8,5 мг/л молибдена. Показатель pH исходной подотвальной воды 3,8, плотность 1,01 г/см3. Общее содержание сульфат-ионов составляет 0,045 моль/л. Подотвальную воду в объеме 1 литра помещают в трехгорлую колбу, снабженный перемешивающим устройством, обратным холодильником. В колбу вносят 2,7 г карбамида (0,045 моля). Мольное соотношение сульфат-ион:карбамид равно 1:1. Реакционную массу нагревают до температуры 98°С и при данной температуре перемешивают в течение 5 часов до достижения показателя рН реакционной среды 6,5. Процесс сопровождается выделением углекислого газа (2,0 г) и объемного осадка гидроксида железа (III) Fe(ОН)3. Полученную суспензию фильтруют, выделяют осадок гидроксида железа (III), осадок промывают водой, полученный шлам в количестве 3,1 г (влажностью 70%) направляют на дальнейшую переработку. Получают 1007,6 г раствора сульфата аммония, содержащего 6,0 г сульфата аммония и 27 мг марганца, 47 мг меди, 8,5 мг молибдена, 49 мг цинка, 10 мг кобальта и 1,3 мг никеля. Полученный раствор упаривают, выделяют кристаллы, сушат и получают 8,0 г сухого целевого продукта - сульфата аммония, содержащего 15,8% азота, 0,25% влаги и микроэлементы.

Claims (1)

  1. Способ получения сульфата аммония из раствора, содержащего сульфат железа и серную кислоту, путем его нейтрализации, отделения полученного осадка, упаривания раствора сульфата аммония, кристаллизации и сушки кристаллов с получением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве раствора, содержащего сульфат железа и серную кислоту, используют подотвальную и карьерную воды отработанных месторождений железо-медно-цинковых сульфидных руд, содержащих 1-40 г/л сульфата железа (III), 2-10 г/л серной кислоты, а нейтрализацию проводят карбамидом, взятым в мольном соотношении сульфат-ион: карбамид, равном 1:1,0-1,1, процесс нейтрализации проводят при температуре 95-99°C до достижения pH реакционной смеси 6-7, далее выделяют осадок гидроксида железа с получением раствора сульфата аммония.
RU2012111591/05A 2012-03-26 2012-03-26 Способ получения сульфата аммония RU2489352C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111591/05A RU2489352C1 (ru) 2012-03-26 2012-03-26 Способ получения сульфата аммония

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111591/05A RU2489352C1 (ru) 2012-03-26 2012-03-26 Способ получения сульфата аммония

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2489352C1 true RU2489352C1 (ru) 2013-08-10

Family

ID=49159453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111591/05A RU2489352C1 (ru) 2012-03-26 2012-03-26 Способ получения сульфата аммония

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489352C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU161705A1 (ru) *
SU148035A1 (ru) * 1961-02-17 1961-11-30 Л.С. Рабинович Способ получени сульфата аммони
RU2334732C1 (ru) * 2007-04-27 2008-09-27 Открытое акционерное общество "Минерально-химическая компания "ЕвроХим" (ОАО "МХК "ЕвроХим") Способ получения удобрения, содержащего азот, фосфор и серу

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU161705A1 (ru) *
SU148035A1 (ru) * 1961-02-17 1961-11-30 Л.С. Рабинович Способ получени сульфата аммони
RU2334732C1 (ru) * 2007-04-27 2008-09-27 Открытое акционерное общество "Минерально-химическая компания "ЕвроХим" (ОАО "МХК "ЕвроХим") Способ получения удобрения, содержащего азот, фосфор и серу

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ha et al. Ammonium-nitrogen recovery as struvite from swine wastewater using various magnesium sources
KR101093557B1 (ko) 철광석 폐수를 이용한 하수 또는 폐수에 포함된 인과 질소의 처리방법
Zhang et al. Effects of organic substances on struvite crystallization and recovery
CN104891576B (zh) 一种一水合硫酸锰的制备方法
EP2051953B1 (en) Granulated fertilizer containing water soluble forms of nitrogen, magnesium and sulphur, and method of its preparation
CN102328947A (zh) 一种回收锶渣的方法
RU2489352C1 (ru) Способ получения сульфата аммония
CN107792840B (zh) 一种利用工业黄磷生产的副产物磷铁制备磷酸铁的方法
RU2445263C1 (ru) Способ получения сульфата аммония
CN103145263A (zh) 一种脱除水溶液中微量锰的方法
CN102688665B (zh) 一种克劳斯尾气综合治理联产硫酸锰的方法
CN1114579C (zh) 用硫酸法钛白含酸废水制备硫酸亚铁铵肥料的方法
CN105366736A (zh) 一种钛白副产物绿矾脱水与干燥的方法
RU2528674C1 (ru) Способ получения сульфата аммония
RU2574772C2 (ru) Способ получения сульфата аммония
AU2010264079B2 (en) Polyhalite IMI process for KNO3 production
JP2004010408A (ja) 粒状硫安の製造方法
RU2560802C1 (ru) Способ переработки природного фосфата для извлечения редкоземельных элементов
US20250340464A1 (en) System and method for recovery of phosphate from wastewater as granular natural struvite
CN104085871B (zh) 一种缓释铜肥的合成方法
RU2400505C2 (ru) Способ получения железосодержащего пигмента
CN103112939A (zh) 一种脱除水溶液中微量铜的方法
DE10311277A1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Kaliumsulfat und Aluminiumoxid aus Alunit
RU2372280C1 (ru) Способ получения фосфорной кислоты
RU2571755C2 (ru) Способ сернокислотной переработки сырья

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150327