RU2680269C1 - Method of processing phosphogipsa for nitrogen-phosphorous fertilizer - Google Patents
Method of processing phosphogipsa for nitrogen-phosphorous fertilizer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680269C1 RU2680269C1 RU2018107139A RU2018107139A RU2680269C1 RU 2680269 C1 RU2680269 C1 RU 2680269C1 RU 2018107139 A RU2018107139 A RU 2018107139A RU 2018107139 A RU2018107139 A RU 2018107139A RU 2680269 C1 RU2680269 C1 RU 2680269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- phosphogypsum
- nitrogen
- solution
- calcium carbonate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 45
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 101
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 93
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical group [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 80
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical group [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 38
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 38
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 37
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910000150 monocalcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 37
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 32
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 32
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 claims description 24
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 15
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 7
- 239000003518 caustics Substances 0.000 claims description 7
- 238000005185 salting out Methods 0.000 claims description 7
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims 3
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 15
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 56
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 21
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 20
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 8
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- ZQVMTYNYYKCYRF-UHFFFAOYSA-N diazanium hydron trisulfate Chemical compound [H+].[H+].[H+].[H+].[NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZQVMTYNYYKCYRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004683 dihydrates Chemical group 0.000 description 2
- 230000014075 nitrogen utilization Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
- C05B11/00—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G1/00—Mixtures of fertilisers belonging individually to different subclasses of C05
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности и сельскому хозяйству, а именно к способам переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорных удобрений.The invention relates to the chemical industry and agriculture, and in particular to methods of processing phosphogypsum with the production of nitrogen-phosphorus fertilizers.
Известен способ получения высокочистого углекислого кальция и азотно-сульфатного удобрения в процессе комплексной переработки фосфогипса путем его конверсии раствором карбоната аммония с получением раствора сульфата аммония и фосфомела, включающий растворение фосфомела в азотной кислоте, отделение нерастворимого остатка фильтрацией от раствора нитрата кальция, последующее взаимодействие раствора нитрата кальция с карбонатом аммония с получением продукционной пульпы углекислого кальция в растворе нитрата аммония, осаждение из нее высокочистого углекислого кальция и переработку раствора нитрата аммония, полученного после отделения осадка, в азотно-сульфатное удобрение (RU, патент №2509724, C01F 11/18, С01С 1/18, C01C 1/24, C05G 1/00, Опубл. 20.03.2014 г., Бюл. №8). Продукционную пульпу разделяют на две части, одну из которых подают на фильтрацию для отделения осадка высокочистого углекислого кальция, вторую - на предварительное смешение с раствором карбоната аммония до концентрации карбоната аммония в жидкой фазе, равной 4,0-8,0%, в течение 3-7 минут, в процессе осаждения высокочистого углекислого кальция поддерживают температуру 40-45°С и концентрацию избыточного карбоната аммония в жидкой фазе пульпы 0,5-1,0%, а раствор нитрата аммония, полученный после отделения осадка углекислого кальция, смешивают с раствором сульфата аммония, полученным после конверсии фосфогипса, смесь упаривают, гранулируют и сушат. Процесс осаждения ведут в течение 90 минут.A known method of producing high-purity calcium carbonate and nitrogen-sulfate fertilizer in the complex processing of phosphogypsum by converting it with a solution of ammonium carbonate to obtain a solution of ammonium sulfate and phosphomel, including dissolving phosphomel in nitric acid, separating the insoluble residue by filtration from a solution of calcium nitrate, the subsequent interaction of a solution of nitrate calcium with ammonium carbonate to produce production pulp of calcium carbonate in a solution of ammonium nitrate, precipitation from non e high-purity calcium carbonate and the processing of a solution of ammonium nitrate obtained after separation of the precipitate, in nitrogen-sulfate fertilizer (RU, patent No. 2509724, C01F 11/18, C01C 1/18, C01C 1/24, C05G 1/00, Pub. 20.03 .2014, Bull. No. 8). The production pulp is divided into two parts, one of which is fed to the filtration to separate the precipitate of high-purity calcium carbonate, the second is pre-mixed with a solution of ammonium carbonate to a concentration of ammonium carbonate in the liquid phase equal to 4.0-8.0% for 3 -7 minutes, during the deposition of high-purity calcium carbonate, the temperature is maintained at 40-45 ° C and the concentration of excess ammonium carbonate in the pulp liquid phase is 0.5-1.0%, and the ammonium nitrate solution obtained after separation of the calcium carbonate precipitate is mixed with with a solution of ammonium sulfate obtained after the conversion of phosphogypsum, the mixture is evaporated, granulated and dried. The deposition process is carried out for 90 minutes.
Недостаток данного способа заключается в том, что технологический процесс является сложным, многоступенчатым и энергозатратным, требующим использования значительного количества различных типов химического оборудования.The disadvantage of this method is that the process is complex, multi-stage and energy-intensive, requiring the use of a significant number of different types of chemical equipment.
Известен способ переработки фосфорсодержащих отходов на минеральные удобрения, включающий кислотную обработку фосфорсодержащего компонента, введение в полученную пульпу фосфорсодержащих отходов, гранулирование и сушку продукта, при этом в качестве фосфорсодержащего компонента используют шлам производства экстракционной фосфорной кислоты и фосфорсодержащих удобрений, разложение его кислотой ведут при Т:Ж=1:(0,7-3,8) до получения пульпы, содержащей свободную кислоту, в качестве фосфорсодержащих отходов берут фосфогипс и вводят его в пульпу при весовом соотношении Р2О5 сухого шлама: фосфогипс, равном 1:(4-39), а сушку полученной смеси ведут при температуре 100-115°С (RU, патент №2243196, C05G 1/00, С05В 11/00, С05В 11/08, С05В 11/10, Опубл. 27.12.2004 г., Бюл. №36). На кислотную обработку подают серную кислоту и разложение ведут до получения пульпы с содержанием свободной кислоты 2-4% или фосфорную кислоту и разложение ведут до получения пульпы с содержанием свободной кислоты 1-2%.There is a method of processing phosphorus-containing waste into mineral fertilizers, including acid treatment of a phosphorus-containing component, introducing phosphorus-containing waste into the pulp obtained, granulating and drying the product, while the phosphorus-containing component is used in the production of phosphoric acid and phosphorus-containing fertilizers, its decomposition with acid is carried out at T: W = 1: (0.7-3.8) until pulp containing free acid is obtained, phosphogypsum is taken as phosphorus-containing waste and introduced into the pool bp at a weight ratio of P 2 About 5 dry sludge: phosphogypsum equal to 1: (4-39), and the resulting mixture is dried at a temperature of 100-115 ° C (RU, patent No. 2223196, C05G 1/00, C05B 11/00 , С05В 11/08, С05В 11/10, Published on December 27, 2004, Bull. No. 36). Sulfuric acid is fed to the acid treatment and decomposition is carried out to obtain a pulp with a free acid content of 2-4% or phosphoric acid and decomposition are made to obtain a pulp with a free acid content of 1-2%.
Недостатком данного способа является то, что в качестве фосфорсодержащего отхода может быть использован только свежий фосфогипс полугидратной формы CaSO4⋅0,5H2O. В случае использования фосфогипса дигидратной формы СаSO4⋅2Н2О из-за мгновенного превращения фосфогипса из дигидратной в полугидратную форму гранулы не образуются. При температуре 100-115°С кристаллическая структура фосфогипса CaSO4⋅2H2O разрывается перегретой кристаллизационной водой на мелкодисперсные частицы с одновременным выделением пара. Кроме того, известно, что фосфогипс полугидратной формы при хранении в отвалах превращается в фосфогипс дигидратной формы, что ограничивает его использование в известном способе.The disadvantage of this method is that only fresh phosphogypsum of the hemihydrate form of CaSO 4 ⋅0.5H 2 O can be used as a phosphorus-containing waste. In the case of using phosphogypsum of the dihydrate form of CaSO 4 ⋅2H 2 O due to the instant conversion of phosphogypsum from dihydrate to hemihydrate granules do not form. At a temperature of 100-115 ° С, the crystalline structure of CaSO 4 ⋅ 2H 2 O phosphogypsum is broken by superheated crystallization water into finely dispersed particles with the simultaneous release of steam. In addition, it is known that phosphogypsum hemihydrate form when stored in dumps is converted to phosphogypsum dihydrate form, which limits its use in the known method.
Наиболее близким к заявленному является способ переработки фосфогипса на сульфат аммония и фосфомел, включающий конверсию фосфогипса раствором карбоната аммония с последующим отделением осадка фосфомела от раствора сульфата аммония фильтрацией, при этом конверсию ведут раствором карбоната аммония с концентрацией 3-7%, конверсионную пульпу делят на два потока, один из которых направляют на стадию разбавления карбоната аммония до указанной концентрации в течение 3-5 мин, а второй - на фильтрацию для отделения осадка фосфомела от раствора сульфата аммония (RU, патент №2510366, C01F 11/18, С01С 1/244, C01F 11/46, Опубл. 27.03.2014 г., Бюл. №9). Фосфогипс перед конверсией распульповывают оборотным раствором сульфата аммония до отношения твердой и жидкой фаз 1:(2-3).Closest to the claimed is a method of processing phosphogypsum into ammonium sulfate and phosphomel, including the conversion of phosphogypsum with a solution of ammonium carbonate, followed by separation of the precipitate of phosphomel from a solution of ammonium sulfate by filtration, while the conversion is carried out with a solution of ammonium carbonate with a concentration of 3-7%, the conversion pulp is divided into two flow, one of which is sent to the stage of dilution of ammonium carbonate to the specified concentration for 3-5 minutes, and the second to filtration to separate the precipitate of phosphomel from the solution Ulfat ammonium (RU, patent №2510366, C01F 11/18, 1/244 S01S, C01F 11/46, publ. 27.03.2014, at Bul. №9). Phosphogypsum before conversion is pulped with a working solution of ammonium sulfate to a ratio of solid and liquid phases 1: (2-3).
Недостатком данного способа является то, что он ограничен получаемым в процессе переработки фосфогипса сульфатом аммония, который может быть использован в качестве удобрения, а также как один из компонентов для получения различных марок удобрений. Кроме того, при репульпации фосфогипса перед конверсией оборотным раствором сульфата аммония до указанного отношения твердой и жидкой фаз примерно в 5 раз снижается содержание Р2О5(водное) в фосфогипсе. Присутствие неотмытой фосфорной кислоты - Р2O5(водное) отрицательно влияет на кристаллизацию фосфомела (карбоната кальция) - образуются мелкие кристаллы, снижается съем жидкой и твердой фаз с 1 м2⋅час на вакуум-фильтре, карбонат кальция проявляет тиксотропные свойства, ухудшается степень отмывки, увеличивается удельный расход воды, которую затем необходимо упарить.The disadvantage of this method is that it is limited to ammonium sulfate obtained during the processing of phosphogypsum, which can be used as a fertilizer, and also as one of the components for producing various brands of fertilizers. In addition, when phosphogypsum is repulped before conversion with a ammonium sulfate reverse solution to the indicated ratio of solid and liquid phases, the content of P 2 O 5 (water) in phosphogypsum decreases by about 5 times. The presence of unwashed phosphoric acid - P 2 O 5 (water) adversely affects the crystallization of phosphomel (calcium carbonate) - small crystals are formed, removal of liquid and solid phases is reduced from 1 m 2 ⋅ hours on a vacuum filter, calcium carbonate exhibits thixotropic properties, worsens the degree of washing, the specific consumption of water increases, which then must be evaporated.
В основу изобретения положена техническая проблема, заключающаяся в расширении арсенала способов переработки фосфогипса путем создания способа переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорного удобрения в виде гранул, размером 2-4 мм, следующего состава, %: СаО 16,5-20,0; Р2O5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и имеющего значение рН 5,2-6,5. При этом техническим результатом является реализация этого назначения.The basis of the invention is a technical problem, which consists in expanding the arsenal of methods for processing phosphogypsum by creating a method for processing phosphogypsum with the production of nitrogen-phosphorus fertilizer in the form of granules, 2-4 mm in size, of the following composition,%: CaO 16.5-20.0; P 2 O 5 10.5-33.5; N 13.5-24.7; S 3.9-7.0, and having a pH value of 5.2-6.5. Moreover, the technical result is the implementation of this purpose.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в способе переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение, включающем конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, конверсию фосфогипса ведут раствором карбоната натрия при температуре 70-100°С и непрерывном перемешивании, в результате чего получают суспензию, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия и промывают, промытый карбонат кальция направляют на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % Р2О5, по завершению процесса нейтрализации фосфорной кислоты получают суспензию, содержащую монокальцийфосфат с влажностью 61-62%, параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, готовят суспензию фосфогипса, полученную суспензию фосфогипса смешивают с карбамидом при их соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, и получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%, на завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата, полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения, причем смешение суспензии монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 ведут при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию.The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in the method of processing phosphogypsum into nitrogen-phosphorus fertilizer, including the conversion of phosphogypsum followed by separation of the precipitate from the solution, the conversion of phosphogypsum is carried out with a solution of sodium carbonate at a temperature of 70-100 ° C and continuous stirring, resulting in a suspension in which the solid part is calcium carbonate and the liquid part is sodium sulfate solution, calcium carbonate is separated from the sodium sulfate solution and washed, washed calcium arbonat directed at neutralizing phosphoric acid with a content of 35-37 wt. % Р 2 О 5 , upon completion of the process of neutralizing phosphoric acid, a suspension containing monocalcium phosphate with a moisture content of 61-62% is obtained; in parallel with the process of obtaining a suspension containing monocalcium phosphate, a suspension of phosphogypsum is prepared, the resulting suspension of phosphogypsum is mixed with urea at their ratio, wt. %: phosphogypsum, in terms of dry 36, urea 64, and a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅4CO (NH 2 ) 2 with a moisture content of 39-41% is obtained, at the final stage mixing a suspension of monocalcium phosphate obtained as a result of the process of neutralizing phosphoric acid, with a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 , a suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer is obtained, and the suspension of monocalcium phosphate is mixed with a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 at a ratio, calculated on dry weight. %: monocalcium phosphate 25-66, chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 34-75, the suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer obtained as a result of this mixing with a moisture content of 44-54% is sent to drying and granulation.
Для сушки и грануляции азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% может быть использован барабанный гранулятор-сушилка.For drying and granulation of nitrogen-phosphorus fertilizer with a moisture content of 44-54%, a drum granulator-dryer can be used.
Раствор сульфата натрия, полученный после конверсии фосфогипса, может быть переработан высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.The sodium sulfate solution obtained after the conversion of phosphogypsum can be processed by salting out sodium sulfate with a solution of caustic alkali to obtain a product product.
Благодаря проведению конверсии фосфогипса раствором карбоната натрия при температуре 70-100°С и непрерывном перемешивании, получению в результате этого суспензии, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, отделению карбоната кальция от раствора сульфата натрия и его промывке, направлению промытого карбоната кальция на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % Р2О5, получению по завершению процесса нейтрализации фосфорной кислоты суспензии, содержащей монокальцийфосфат с влажностью 61-62%, приготовлению параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, суспензии фосфогипса, смешению полученной суспензии фосфогипса с карбамидом при их соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, с получением суспензии химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%, смешению на завершающей стадии суспензии монокальцийфосфата, полученной в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2, при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, и направлению полученной в результате такого смешения суспензии азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% на сушку и грануляцию обеспечивается возможность переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорного удобрения в виде гранул, размером 2-4 мм, следующего состава, мас. %: СаО 16,5-20,0; Р2O5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и имеющего значение рН 5,2-6,5.Due to the conversion of phosphogypsum with a solution of sodium carbonate at a temperature of 70-100 ° C and continuous stirring, the resulting suspension, in which the solid part is calcium carbonate and the liquid part is a sodium sulfate solution, separates calcium carbonate from a solution of sodium sulfate and its washing, the direction of the washed calcium carbonate to neutralize phosphoric acid with a content of 35-37 wt. % Р 2 О 5 , obtaining, upon completion of the process of neutralizing phosphoric acid, a suspension containing monocalcium phosphate with a moisture content of 61-62%, preparing in parallel with the process of obtaining a suspension containing monocalcium phosphate, a suspension of phosphogypsum, mixing the resulting suspension of phosphogypsum with urea at their ratio, wt. %: phosphogypsum, in terms of dry, 36, urea 64, to obtain a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅4CO (NH 2 ) 2 with a moisture content of 39-41%, mixing at the final stage of a suspension of monocalcium phosphate obtained as a result of the process of neutralizing phosphoric acid, with a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 , at a ratio, calculated on dry weight. %: monocalcium phosphate 25-66, chemical compound CaSO 4 ⋅4CO (NH 2 ) 2 34-75, and the direction of the suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer obtained as a result of such mixing with a moisture content of 44-54% for drying and granulation provides the possibility of processing phosphogypsum to obtain nitrogen-phosphorus fertilizer in the form of granules, 2-4 mm in size, of the following composition, wt. %: CaO 16.5-20.0; P 2 O 5 10.5-33.5; N 13.5-24.7; S 3.9-7.0, and having a pH value of 5.2-6.5.
При проведении конверсии фосфогипса раствором карбоната натрия (Na2CO3) при температуре 70-100°С и при непрерывном перемешивании протекает процесс по реакции:When carrying out the conversion of phosphogypsum with a solution of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) at a temperature of 70-100 ° C and with continuous stirring, the process proceeds according to the reaction:
Na2CO3+CaSO4⋅2H2O+H2O→Na2SO4+CaCO3+CO2+3H2ONa 2 CO 3 + CaSO 4 ⋅ 2H 2 O + H 2 O → Na 2 SO 4 + CaCO 3 + CO 2 + 3H 2 O
В результате этого получается суспензия, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция (СаСО3), а жидкая часть - раствор сульфата натрия (Na2SO4).As a result of this, a suspension is obtained in which the solid part is calcium carbonate (CaCO 3 ), and the liquid part is a solution of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ).
При проведении конверсии фосфогипса при температуре выше 100°С происходит испарение воды, концентрация сульфата натрия (Na2SO4) достигает точки насыщения с выпадением из раствора кристаллизационного и многоводного сульфата натрия Na2SO4⋅10Н2О, что приводит к цементации всего реакционного объема.When phosphogypsum is converted at a temperature above 100 ° С, water evaporates, the concentration of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) reaches the saturation point with the precipitation of crystallization and high-water sodium sulfate Na 2 SO 4 ⋅ 10Н 2 О, which leads to cementation of the entire reaction volume.
Проведение конверсии фосфогипса при температуре ниже 70°С приводит к образованию мелкодисперсного карбоната кальция, что в дальнейшем препятствует процессу фильтрации и промывки и приводит к существенному увеличению энергетических затрат и потере сульфата натрия (Na2SO4).Conducting the conversion of phosphogypsum at temperatures below 70 ° C leads to the formation of finely dispersed calcium carbonate, which further impedes the process of filtration and washing and leads to a significant increase in energy costs and loss of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ).
Отделение карбоната кальция (СаСО3) от раствора сульфата натрия (Na2SO4) позволяет после его промывки использовать его для нейтрализации фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % Р2О5, а раствор сульфата натрия использовать для получения продукционного продукта.The separation of calcium carbonate (CaCO 3 ) from a solution of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) allows, after washing, to use it to neutralize phosphoric acid with a content of 35-37 wt. % P 2 About 5 , and a solution of sodium sulfate to use to obtain a product product.
Промытым карбонатом кальция (СаСО3) нейтрализуют фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием 35-37 мас. % Р2О5 по реакции:Washed calcium carbonate (CaCO 3 ) neutralize phosphoric acid (H 3 PO 4 ) with a content of 35-37 wt. % P 2 O 5 according to the reaction:
СаСО3+2Н3РO4→Са (Н2РO4)2+СO2+Н2O.CaCO 3 + 2H 3 PO 4 → Ca (H 2 PO 4 ) 2 + CO 2 + H 2 O.
В результате протекания указанной реакции получают суспензию, содержащую монокальцийфосфат Са(Н2РO4)2 с влажностью 61-62%.As a result of the reaction, a suspension containing monocalcium phosphate Ca (H 2 PO 4 ) 2 with a moisture content of 61-62% is obtained.
Использование фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % P2O5 в процессе ее нейтрализации, позволяет получить суспензию с реологическими свойствами, обеспечивающими качественный распыл этой суспензии при грануляции и сушке с высоким выходом товарной фракции до 85-92%.The use of phosphoric acid with a content of 35-37 wt. % P 2 O 5 in the process of neutralizing it, allows you to get a suspension with rheological properties that provide high-quality spray of this suspension during granulation and drying with a high yield of product fraction up to 85-92%.
При смешении приготовленной суспензии фосфогипса с карбамидом при соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, протекает реакция:When mixing the prepared suspension of phosphogypsum with urea at a ratio, wt. %: phosphogypsum, in terms of dry, 36, urea 64, the reaction proceeds:
CaSO4⋅2Н2O+4СО (NH2)2+H2O→CaSO4⋅4CO (NH2)2+3H2OCaSO 4 ⋅ 2Н 2 O + 4CO (NH 2 ) 2 + H 2 O → CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 + 3H 2 O
Смешение приготовленной суспензии фосфогипса с карбамидом при указанном соотношении позволяет получить суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%.Mixing the prepared suspension of phosphogypsum with urea at the indicated ratio allows to obtain a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 with a moisture content of 39-41%.
Указанное соотношение фосфогипса и карбамида выбрано, исходя из возможности получения азотно-фосфорного удобрения с наиболее целесообразной химической формой, обладающей пониженной растворимостью азота, что снижает его потери при внесении азотно-фосфорного удобрения в почву по сравнению с чистым карбамидом, повышается коэффициент использования азота, увеличивается общий выход азотно-фосфорного удобрения и общее потребление фосфогипса на единицу веса.The specified ratio of phosphogypsum and urea is selected based on the possibility of obtaining nitrogen-phosphorus fertilizer with the most appropriate chemical form, which has a reduced solubility of nitrogen, which reduces its loss when nitrogen-phosphorus fertilizer is applied to the soil compared to pure carbamide, the nitrogen utilization rate increases, and the nitrogen utilization rate increases total yield of nitrogen-phosphorus fertilizer and total consumption of phosphogypsum per unit weight.
Смешивая на завершающей стадии суспензию монокальцийфосфата (Са(Н2РO4)2), полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения.Mixing at the final stage a suspension of monocalcium phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ) obtained as a result of the process of neutralizing phosphoric acid with a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 , a suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer is obtained.
При этом смешение суспензии монокальцийфосфата (Са(Н2РO4)2) с влажностью 62-63% с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41% при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, позволяет получить суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54%, что обеспечивает стабильный режим процесса сушки и грануляции с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: Са 16,5-20,0; Р2О5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и значением рН 5,2-6,5.In this case, mixing a suspension of monocalcium phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ) with a moisture content of 62-63% with a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 with a moisture content of 39-41% at a ratio, calculated on dry weight. %: monocalcium phosphate 25-66, chemical compound CaSO 4 ⋅4CO (NH 2 ) 2 34-75, allows you to get a suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer with a moisture content of 44-54%, which ensures a stable mode of drying and granulation with the production of nitrogen-phosphorus fertilizer composition, wt. %: Ca 16.5-20.0; P 2 O 5 10.5-33.5; N 13.5-24.7; S 3.9-7.0, and a pH value of 5.2-6.5.
Указанный диапазон влажности суспензии азотно-фосфорного удобрения является оптимальным. Отклонение в меньшую сторону приводит к укрупнению гранул, а в большую сторону, наоборот к их уменьшению, что в том и в другом случае снижает товарный выход гранул, размером 2-4 мм.The specified humidity range of the suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer is optimal. Deviation to the smaller side leads to the enlargement of the granules, and to the larger side, on the contrary, to their reduction, which in both cases reduces the commodity output of the granules, 2-4 mm in size.
Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию.The resulting suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer with a moisture content of 44-54% is sent for drying and granulation.
При этом использование барабанного гранулятора-сушилки позволяет произвести тонкий распыл пульпы, удалить физическую влагу, обеспечить смешение и накатывание ретура на образовавшиеся гранулы.At the same time, the use of a drum granulator-dryer allows for fine pulp atomization, removal of physical moisture, and mixing and rolling of the retur on the granules formed.
Переработка раствора сульфата натрия, полученного после конверсии фосфогипса, высаливанием сульфата натрия (Na2SO4) раствором каустической щелочи (NaOH), обеспечивает возможность получения продукционного продукта с содержанием основного вещества 99,7%.Processing the sodium sulfate solution obtained after the conversion of phosphogypsum by salting out sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) with a solution of caustic alkali (NaOH) provides the possibility of obtaining a product with a basic substance content of 99.7%.
Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение осуществляется следующим образом.A method of processing phosphogypsum on nitrogen-phosphorus fertilizer is as follows.
Приготавливают раствор карбоната натрия с концентрацией Nа2СО3, равной 24,82% или равной 14,52% по Na2О. Фосфогипс в смеси с раствором карбоната натрия загружают в мельницу с малой шаровой загрузкой из расчета 3,14 кг раствора карбоната натрия на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.Prepare a solution of sodium carbonate with a concentration of Na 2 CO 3 equal to 24.82% or equal to 14.52% Na 2 O. Phosphogypsum mixed with sodium carbonate solution is loaded into a mill with a small ball load at the rate of 3.14 kg of sodium carbonate solution per 1 kg of phosphogypsum, in terms of dry.
В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 70-100°С. В результате получают суспензию карбоната кальция (СаСО3) в растворе сульфата натрия (Na2SO4). Карбонат кальция отфильтровывают, промывают и загружают в бункер с разгрузочным и весоизмерительным устройством. Количество карбоната кальция на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,735 кг.In the process of mixing, grinding and destruction of conglomerates of phosphogypsum, phosphogypsum is converted. Phosphogypsum conversion is carried out at a temperature of 70-100 ° C. The result is a suspension of calcium carbonate (CaCO 3 ) in a solution of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ). Calcium carbonate is filtered off, washed and loaded into the hopper with a discharge and weighing device. The amount of calcium carbonate per 1 kg of phosphogypsum, in terms of dry, is 0.735 kg.
Раствор сульфата натрия, полученный после конверсии фосфогипса, перерабатывают высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.The sodium sulfate solution obtained after the conversion of phosphogypsum is processed by salting out sodium sulfate with a caustic alkali solution to obtain a product product.
В отдельную мешалку из нержавеющей стали загружают фосфорную кислоту Н3РО4 с концентрацией 35-37 мас. % Р2О5, куда дозируют карбонат кальция, полученный в процессе конверсии фосфогипса.In a separate stainless steel mixer load phosphoric acid N 3 PO 4 with a concentration of 35-37 wt. % P 2 O 5 , where the calcium carbonate obtained during the conversion of phosphogypsum is dosed.
Концентрацию фосфорной кислоты выбирают исходя из условий получения суспензии с реологическими свойствами, обеспечивающими качественный распыл этой суспензии при грануляции и сушке с высоким выходом товарной фракции до 85-92%.The concentration of phosphoric acid is selected based on the conditions for obtaining a suspension with rheological properties that ensure high-quality spraying of this suspension during granulation and drying with a high yield of the commercial fraction up to 85-92%.
Процесс нейтрализации фосфорной кислоты сопровождается сильным вспениванием пульпы и бурным выделением углекислого газа СО2. В результате получают суспензию монокальцийфосфата Са(Н2РO4)2 с влажностью 61-62%.The process of neutralizing phosphoric acid is accompanied by strong foaming of the pulp and the rapid release of carbon dioxide CO 2 . The result is a suspension of monocalcium phosphate Ca (H 2 PO 4 ) 2 with a moisture content of 61-62%.
Состав монокальцийфосфата Са(Н2РO4)2, мас. %: СаО 23,94, Р2О5 60,7. Завершенность процесса нейтрализации определяют по прекращению выделения из суспензии пузырьков углекислого газа СО2.The composition of monocalcium phosphate Ca (H 2 PO 4 ) 2 , wt. %: CaO 23.94, P 2 O 5 60.7. The completeness of the neutralization process is determined by stopping the release of carbon dioxide bubbles of CO 2 from the suspension.
Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, осуществляют приготовление суспензии фосфогипса.In parallel with the process of obtaining a suspension containing monocalcium phosphate, prepare a suspension of phosphogypsum.
Полученную суспензию фосфогипса смешивают с карбамидом при следующем соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, и получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%. Химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 содержит, мас. %: СаО 14,9, N 29,78, S 8,52.The resulting suspension of phosphogypsum is mixed with urea in the following ratio, wt. %: phosphogypsum, in terms of dry, 36, urea 64, and get a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 with a moisture content of 39-41%. The chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 contains, by weight. %: CaO 14.9, N 29.78, S 8.52.
На завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата, полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения. Смешение суспензии монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 ведут при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию. Для сушки и грануляции азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% используют барабанный гранулятор-сушилку. Использование барабанного гранулятора-сушилки позволяет произвести тонкий распыл пульпы, удалить физическую влагу, обеспечить смешение и накатывание ретура на образовавшиеся гранулы.At the final stage, mixing a suspension of monocalcium phosphate obtained as a result of the neutralization of phosphoric acid with a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 , a suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer is obtained. A mixture of a suspension of monocalcium phosphate with a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 is carried out at a ratio, calculated on dry weight. %: monocalcium phosphate 25-66, chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 34-75, the suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer obtained as a result of this mixing with a moisture content of 44-54% is sent to drying and granulation. For drying and granulation of nitrogen-phosphorus fertilizer with a moisture content of 44-54%, a drum granulator-dryer is used. Using a drum granulator-dryer allows you to fine spray the pulp, remove physical moisture, provide mixing and rolling retur on the formed granules.
Реализация способа переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение подтверждается следующими конкретными примерами его осуществления.The implementation of the method of processing phosphogypsum into nitrogen-phosphorus fertilizer is confirmed by the following specific examples of its implementation.
Пример 1. Приготовленный раствор карбоната натрия с концентрацией Nа2СО3, равной 24,82%, в смеси с фосфогипсом загружают в мельницу из расчета 3,14 кг раствора карбоната натрия на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.Example 1. The prepared solution of sodium carbonate with a concentration of Na 2 CO 3 equal to 24.82%, mixed with phosphogypsum, is loaded into the mill at the rate of 3.14 kg of sodium carbonate solution per 1 kg of phosphogypsum, calculated on dry basis.
В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 75°С. Раствор карбоната натрия (Na2СО3) на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,779 кг. По завершению процесса конверсии получают из расчета на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, 0,735 кг карбоната кальция (СаСО3) и 1,044 кг сульфата натрия (Na2SO4) в растворе. Полученная суспензия карбоната кальция в растворе сульфата натрия подвергается фильтрации. В результате получают карбонат кальция и раствор сульфата натрия, карбонат кальция промывают и отправляют на последующую операцию, а раствор сульфата натрия перерабатывают высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.In the process of mixing, grinding and destruction of conglomerates of phosphogypsum, phosphogypsum is converted. Phosphogypsum conversion is carried out at a temperature of 75 ° C. A solution of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) per 1 kg of phosphogypsum, in terms of dry, is 0.779 kg. At the end of the conversion process, 0.735 kg of calcium carbonate (CaCO 3 ) and 1,044 kg of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) in solution are obtained per 1 kg of phosphogypsum, calculated on dry basis. The resulting suspension of calcium carbonate in a solution of sodium sulfate is filtered. As a result, calcium carbonate and a solution of sodium sulfate are obtained, calcium carbonate is washed and sent to a subsequent operation, and the sodium sulfate solution is processed by salting out sodium sulfate with a solution of caustic alkali to obtain a product product.
В емкость с перемешивающим устройством загружают фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием мас. %: 36 Р2О5, куда дозируют карбонат кальция из расчета 0,735 кг СаСО3 на 3,19 кг фосфорной кислоты. В результате протекает процесс нейтрализации фосфорной кислоты, сопровождаемый бурным выделением углекислого газа и вспениванием.In a container with a mixing device load phosphoric acid (H 3 PO 4 ) with a content of wt. %: 36 P 2 O 5 , where calcium carbonate is dosed at the rate of 0.735 kg of CaCO 3 per 3.19 kg of phosphoric acid. As a result, the process of neutralizing phosphoric acid proceeds, accompanied by the rapid release of carbon dioxide and foaming.
По завершению нейтрализации Н3РО4 получают суспензию с влажностью 61% и содержащую твердое, представляющую собой монокальцийфосфат (Са(Н2РO4)2) в количестве 1,72 кг Са(Н2РO4)2 на 0,735 кг СаСО3, введенного в процесс. Состав Са(Н2РO4)2, мас. %: СаО 23,94, Р2О5 60,7.Upon completion of the neutralization of H 3 PO 4 , a suspension with a moisture content of 61% is obtained and contains a solid, which is monocalcium phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ) in an amount of 1.72 kg Ca (H 2 PO 4 ) 2 per 0.735 kg CaCO 3 , introduced into the process. Composition of Ca (H 2 PO 4 ) 2 , wt. %: CaO 23.94, P 2 O 5 60.7.
Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, получают суспензию фосфогипса, в которую вводят карбамид из расчета соотношений, мас. %: фосфогипса, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64. В результате реакции между фосфогипсом и карбамидом получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39% при дозировке на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой: 1,765 кг карбамида (СО(NН2)2) и содержащую в пересчете на сухое, мас. %: СаО 14,9; N 29,78; S 8,52.In parallel with the process of obtaining a suspension containing monocalcium phosphate, a suspension of phosphogypsum is obtained, into which urea is introduced based on the ratio, wt. %: phosphogypsum, in terms of dry, 36, urea 64. As a result of the reaction between phosphogypsum and urea, a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅4CO (NH 2 ) 2 with a moisture content of 39% is obtained at a dosage of 1 kg of phosphogypsum, in terms of dry: 1.765 kg of urea (CO (NH 2 ) 2 ) and containing, calculated on dry weight. %: CaO 14.9; N, 29.78; S 8.52.
На завершающей стадии получения азотно-фосфорного удобрения суспензию монокальцийфосфата Са(Н2РO4)2 с влажностью 61% смешивают с суспензией химического соединения CaSO4⋅CO(NH2)2 с влажностью 39% при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25, химическое соединение CaSO4⋅CO(NH2)2 75. Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44,5% направляют на сушку и грануляцию с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: СаО 16,48, Р2О5 10,44, N 24,7, S 7,0, значение рН 5,2.At the final stage of obtaining nitrogen-phosphorus fertilizer, a suspension of monocalcium phosphate Ca (H 2 PO 4 ) 2 with a moisture content of 61% is mixed with a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅CO (NH 2 ) 2 with a moisture content of 39% at a ratio, calculated on dry weight. %: monocalcium phosphate 25, chemical compound CaSO 4 ⋅CO (NH 2 ) 2 75. The resulting suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer with a moisture content of 44.5% is sent to drying and granulation to obtain nitrogen-phosphorus fertilizer composition, wt. %: CaO 16.48, P 2 O 5 10.44, N 24.7, S 7.0, pH 5.2.
Пример 2. Приготовленный раствор карбоната натрия с концентрацией 24,82% Na2CO3 в смеси с фосфогипсом загружают в мельницу из расчета 3,14 кг раствора карбоната натрия на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.Example 2. The prepared sodium carbonate solution with a concentration of 24.82% Na 2 CO 3 mixed with phosphogypsum is loaded into the mill at the rate of 3.14 kg of sodium carbonate solution per 1 kg of phosphogypsum, calculated on dry basis.
В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 80°С. Расход карбоната натрия (Na2СО3) на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,779 кг. По завершению процесса конверсии фосфогипса получают суспензию, состоящую из карбоната кальция и раствора сульфата натрия. На 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, получают 0,735 карбоната кальция (СаСО3) и 1,044 кг сульфата натрия (Na2SO4). Карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия, промывают и отправляют на последующую операцию, а раствор сульфата натрия перерабатывают высаливанием сульфата натрия, раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.In the process of mixing, grinding and destruction of conglomerates of phosphogypsum, phosphogypsum is converted. Phosphogypsum conversion is carried out at a temperature of 80 ° C. The consumption of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) per 1 kg of phosphogypsum, in terms of dry, is 0.779 kg. Upon completion of the conversion of phosphogypsum, a suspension is prepared consisting of calcium carbonate and a solution of sodium sulfate. For 1 kg of phosphogypsum, in terms of dry, get 0.735 calcium carbonate (CaCO 3 ) and 1,044 kg of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ). Calcium carbonate is separated from the sodium sulfate solution, washed and sent to the next operation, and the sodium sulfate solution is processed by salting out sodium sulfate, a solution of caustic alkali to obtain a product product.
В емкость из нержавеющей стали с перемешивающим устройством загружают фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием, мас. %: 37 Р2О5, затем в емкость дозируют карбонат кальция, полученный в процессе конверсии фосфогипса, из расчета 0,735 кг СаСО3 на 3 кг фосфорной кислоты.Phosphoric acid (H 3 PO 4 ) with a content, wt. %: 37 P 2 O 5 , then the calcium carbonate obtained during the conversion of phosphogypsum is dosed into the container at the rate of 0.735 kg of CaCO 3 per 3 kg of phosphoric acid.
Процесс нейтрализации фосфорной кислоты протекает интенсивно с выделением углекислого газа (СО2) и обильным пенообразованием. По завершению реакции нейтрализации Н3РО4 получают пульпу с влажностью 61,5% и содержащую твердое, представляющего собой мнокальцийфосфат (Са(Н2РO4)2) в количестве 1,72 кг Са(Н2РO4)2 на 0,735 кг СаСО3, введенного в процесс. Состав Са(Н2РO4)2 мас. %: СаО 23,94, Р2O5 60,7.The process of neutralizing phosphoric acid proceeds intensively with the release of carbon dioxide (CO 2 ) and abundant foaming. Upon completion of the neutralization reaction of H 3 PO 4 receive a pulp with a moisture content of 61.5% and containing a solid, which is polycalcium phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ) in an amount of 1.72 kg Ca (H 2 PO 4 ) 2 per 0.735 kg CaCO 3 introduced into the process. Composition of Ca (H 2 PO 4 ) 2 wt. %: CaO 23.94, P 2 O 5 60.7.
Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, получают суспензию фосфогипса, в которую вводят карбамид из расчета соотношений, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64. В результате реакции между фосфогипсом и карбамидом получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 40,4%, из расчета соотношений 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, 1,765 кг карбамида и содержащую в пересчете на сухое, мас. %: СаО 14,9, N 29,78, S 8,52.In parallel with the process of obtaining a suspension containing monocalcium phosphate, a suspension of phosphogypsum is obtained, into which urea is introduced based on the ratio, wt. %: phosphogypsum, in terms of dry, 36, urea 64. As a result of the reaction between phosphogypsum and urea, a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅4CO (NH 2 ) 2 with a moisture content of 40.4% is obtained, based on the ratios of 1 kg of phosphogypsum, in terms of dry, 1.765 kg of urea and containing, calculated on dry, wt. %: CaO 14.9, N 29.78, S 8.52.
На завершающей стадии получения азотно-фосфорного удобрения, суспензию монокальцийфосфата Са(Н3РO4)2 с влажностью 61,5% смешивают с суспензией химического соединения с влажностью 40,4% при соотношении в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 66, химическое соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 34. Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 52% направляют на сушку и грануляцию с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: СаО 19,9, Р2O5 33,29, N 13,52, S 3,86, значение рН 6,5.At the final stage of obtaining nitrogen-phosphorus fertilizer, a suspension of monocalcium phosphate Ca (H 3 PO 4 ) 2 with a moisture content of 61.5% is mixed with a suspension of a chemical compound with a moisture content of 40.4% when the ratio in terms of dry wt. %: monocalcium phosphate 66, chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 34. The resulting suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer with a moisture content of 52% is sent to drying and granulation to obtain nitrogen-phosphorus fertilizer composition, wt. %: CaO 19.9, P 2 O 5 33.29, N 13.52, S 3.86, pH 6.5.
Пример 3. Приготовленный раствор карбоната натрия с концентрацией 24,82% Na2CO3 в смеси с фосфогипсом загружают в мельницу из расчета 3,14 кг раствора на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.Example 3. The prepared solution of sodium carbonate with a concentration of 24.82% Na 2 CO 3 mixed with phosphogypsum is loaded into the mill at the rate of 3.14 kg of solution per 1 kg of phosphogypsum, in terms of dry.
В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 83°С. Раствор карбоната натрия (Na2CO3) на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,779 кг. По завершению процесса конверсии фосфогипса получают суспензию, состоящую из карбоната кальция и раствора сульфата натрия. На 1 кг фосфогипса в пересчете на сухой получают 0,735 кг карбоната кальция (СаСО3) и 1,044 кг сульфата натрия (Na2SO4). Карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия, промывают и отпаривают на последующую операцию, а раствор сульфата натрия перерабатывают высаливанием сульфата натрия, раствором каустической щелочи.In the process of mixing, grinding and destruction of conglomerates of phosphogypsum, phosphogypsum is converted. Phosphogypsum conversion is carried out at a temperature of 83 ° C. A solution of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) per 1 kg of phosphogypsum, in terms of dry, is 0.779 kg. Upon completion of the conversion of phosphogypsum, a suspension is prepared consisting of calcium carbonate and a solution of sodium sulfate. 0.735 kg of calcium carbonate (CaCO 3 ) and 1.044 kg of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) are obtained per 1 kg of phosphogypsum in terms of dry. Calcium carbonate is separated from the sodium sulfate solution, washed and steamed for the next operation, and the sodium sulfate solution is processed by salting out sodium sulfate, a solution of caustic alkali.
В емкость из нержавеющей стали с перемешивающим устройством загружают фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием, мас. %: 36,5 Р2О5, затем в емкость дозируют карбонат кальция, полученный в процессе конверсии фосфогипса, из расчета 0,735 кг СаСО3 на 3,2 кг фосфорной кислоты. Процесс нейтрализации фосфорной кислоты протекает интенсивно с выделением углекислого газа (СО2) и обильным пенообразованием.Phosphoric acid (H 3 PO 4 ) with a content, wt. %: 36.5 P 2 O 5 , then the calcium carbonate obtained during the conversion of phosphogypsum is dosed into the container at the rate of 0.735 kg of CaCO 3 per 3.2 kg of phosphoric acid. The process of neutralizing phosphoric acid proceeds intensively with the release of carbon dioxide (CO 2 ) and abundant foaming.
По завершению реакции нейтрализации Н3РО4 получают суспензию с влажностью 62% и содержащую твердое, представляющего собой монокальцийфосфат (Са(Н2РO4)2) в количестве 1,72 кг (Са(Н2РO4)2) на 0,735 кг СаСО3, введенного в процесс. Состав (Са(Н2РO4)2) мас. %: СаО 23,94, Р2О5 60,7.Upon completion of the neutralization reaction of H 3 PO 4 , a suspension with a moisture content of 62% is obtained and contains a solid of monocalcium phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ) in an amount of 1.72 kg (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ) per 0.735 kg CaCO 3 introduced into the process. Composition (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ) wt. %: CaO 23.94, P 2 O 5 60.7.
Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, получают суспензию фосфогипса, в которую вводят карбамид из расчета соотношений, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64. В результате реакции между фосфогипсом и карбамидом получают суспензию, содержащую химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 41%. Состав химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2, %: СаО 14,9: N 29,78: S 8,52.In parallel with the process of obtaining a suspension containing monocalcium phosphate, a suspension of phosphogypsum is obtained, into which urea is introduced based on the ratio, wt. %: phosphogypsum, in terms of dry, 36, urea 64. As a result of the reaction between phosphogypsum and urea, a suspension containing the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 with a moisture content of 41% is obtained. The composition of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 ,%: CaO 14.9: N 29.78: S 8.52.
На завершающей стадии получения азотно-фосфорного удобрения, суспензию монокальцийфосфата Са(Н3РO4)2 с влажностью 62% смешивают с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 41% при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 50, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 50. Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 46,6% направляют на сушку и грануляцию с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: СаО 18,37; Р2O5 23,28; N 18,36% S 5,25; значение рН 6,3.At the final stage of obtaining nitrogen-phosphorus fertilizer, a suspension of monocalcium phosphate Ca (H 3 PO 4 ) 2 with a moisture content of 62% is mixed with a suspension of the chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 with a moisture content of 41% at a ratio, calculated on dry weight . %: monocalcium phosphate 50, chemical compound CaSO 4 ⋅ 4CO (NH 2 ) 2 50. The resulting suspension of nitrogen-phosphorus fertilizer with a moisture content of 46.6% is sent to drying and granulation to obtain nitrogen-phosphorus fertilizer composition, wt. %: CaO 18.37; P 2 O 5 23.28; N, 18.36%; S, 5.25; pH value 6.3.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107139A RU2680269C1 (en) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Method of processing phosphogipsa for nitrogen-phosphorous fertilizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107139A RU2680269C1 (en) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Method of processing phosphogipsa for nitrogen-phosphorous fertilizer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2680269C1 true RU2680269C1 (en) | 2019-02-19 |
Family
ID=65442826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018107139A RU2680269C1 (en) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Method of processing phosphogipsa for nitrogen-phosphorous fertilizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2680269C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1058962A1 (en) * | 1982-07-02 | 1983-12-07 | Институт общей и неорганической химии АН БССР | Granulated complex mxed fertilizer |
| RU2510366C2 (en) * | 2012-05-29 | 2014-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Инженерно-производственная компания "ИНТЕРФОС" | Method of processing phosphogypsum to ammonium sulphate and phosphochalk |
| WO2015073561A1 (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-21 | Alcoa Inc. | Fertilizer compositions and methods of making and using the same |
-
2018
- 2018-02-26 RU RU2018107139A patent/RU2680269C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1058962A1 (en) * | 1982-07-02 | 1983-12-07 | Институт общей и неорганической химии АН БССР | Granulated complex mxed fertilizer |
| RU2510366C2 (en) * | 2012-05-29 | 2014-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Инженерно-производственная компания "ИНТЕРФОС" | Method of processing phosphogypsum to ammonium sulphate and phosphochalk |
| WO2015073561A1 (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-21 | Alcoa Inc. | Fertilizer compositions and methods of making and using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100515931C (en) | Method for producing calcium hydrogen phosphate and sodium nitrate by decomposing phosphate rock with nitric acid | |
| HRP990360A2 (en) | Method of producing potassium sulfate | |
| CN103073041A (en) | Method for producing water-soluble calcium nitrate dihydrate and phosphoric acid by decomposing phosphorite through nitric acid | |
| RU2626947C1 (en) | Phosphorus-potassuim-nitrogen-containing npk-fertiliser and method for producing granulated phosphorus-potassuim-nitrogen-containing npk-fertiliser | |
| RU2627403C1 (en) | Solid phosphate salt and method of its production | |
| RU2680269C1 (en) | Method of processing phosphogipsa for nitrogen-phosphorous fertilizer | |
| RU2680589C1 (en) | Method of processing phosphogypsum for phosphorous fertilizer | |
| RU2677047C1 (en) | Method for processing phosphogypsum for complex fertilizer containing nitrogen, calcium and sulfur | |
| PL124240B1 (en) | Method of manufacture of mixed fertilizers | |
| RU2852878C1 (en) | Method for processing phosphogypsum by method of hydrodynamic cavitation conversion by rotating magnetic field | |
| RU2628292C1 (en) | Phosphor-potassium-nitrogen-containing npk-fertiliser and method of producing granulated phosphor-potassium-nitrogen-containing npk-fertilisers | |
| RU2509724C1 (en) | Method of producing highly pure calcium carbonate and nitrogen-sulphate fertiliser during complex processing of phosphogypsum | |
| RU2261222C1 (en) | Method of production of monopotassium phosphate | |
| EP1220815A1 (en) | Method for treating fertilizer process solutions | |
| US1903684A (en) | Process for the simultaneous production of precipitated dicalcium phosphate and nitrates | |
| US1074779A (en) | Art of converting phosphorites. | |
| RU2400459C2 (en) | Method and mechanism for sulfur-containing nitrogenous fertilisers production | |
| RU2530148C2 (en) | Method of producing granular mineral fertiliser | |
| Saidmambiyevna et al. | Chemical composition of single-sided phosphoric fertilizers obtained from balanced phosphorite ore of central kyzylkum by phosphoric acid activation with sulfuric acid addition | |
| RU2306305C1 (en) | Nitrogen, calcium, and sulfur-containing complex fertilizer manufacturing process | |
| SU1724654A1 (en) | Process for producing granulated fertilizer | |
| RU2263652C1 (en) | Method for preparing nitrogen-phosphorus fertilizer | |
| Blouin et al. | Bench-scale studies of sulfate recycle nitric phosphate process | |
| RU2162071C2 (en) | Method of preparing complex fertilizers | |
| RU2314277C1 (en) | Process of manufacturing nitrogen-phosphorus-sulfate fertilizers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201223 |