Способ получения нитрата калия

05 5/02 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРАТА КАЛИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Воробьев Николай Иванович Дормешкин Олег Борисович Новик Дмитрий Михайлович Минаковский Александр Федорович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Способ получения нитрата калия, включающий взаимодействие хлорида калия с нитратсодержащим компонентом при нагревании, охлаждение конверсионного раствора и выделение целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве нитратсодержащего компонента используют жидкое азотное удобрение - растворы КАС, смешиваемые с хло ридом калия в мольном соотношении-3 , равном 0,25-0,30, взаимодействие проводят при температуре 50-60 , охлаждение проводят до температуры 15-25 в течение 530 мин, а выделение целевого продукта осуществляют путем фильтрации.(56)1572997 1, 1990.1668350 1, 1991.1528732 1, 1989.3595609, 1971.4240818, 1980.0904251 1, 1999.2217700 , 1989. Изобретение относится к производству минеральных удобрений и может быть использовано для получения нитрата калия. Известен способ получения азотно-калийного удобрения путем обработки раствора сульфатной соли калия нитратом кальция с последующим отделением сульфита кальция и сушкой раствора 1. Недостатком указанного способа является использование дорогостоящего сырья,сульфатной соли калия, а также образование значительного количества отхода - гипса. Другим аналогом предлагаемому изобретению является способ получения нитрата калия и хлорида аммония, включающий обменное разложение хлорида калия и раствора нитрата аммония при нагревании, отделение его от маточника, последующее изотермическое упаривание маточного раствора. Отделение выпавших кристаллов хлорида аммония от раствора и возврат последнего на стадию обменного разложения 2. 5950 1 Недостатками этого способа являются образование значительных количеств хлорида аммония, имеющего весьма ограниченную сферу применения, и необходимость упарки маточного раствора, что обусловливает увеличение энергозатрат. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения нитрата калия, включающий обменное разложение хлорида калия нитратом натрия в насыщенном по данным солям растворе при температуре 80-90 С, охлаждение суспензии до 20 С в течение 3,5-4 ч и выделение целевого продукта методом флотации с использованием флотореагентов 3. Недостатками этого способа являются низкое качество продукта, содержащего 10,017,3 хлорида натрия, что не позволяет использовать такой продукт в качестве бесхлорного азотно-калийного удобрения, значительные потери нитрата калия с камерным продуктом (до 26,8 ), низкая интенсивность процесса вследствие наличия длительной (до 4 ч) стадии охлаждения, наличие технически сложной стадии флотации и необходимость использования дорогостоящих флотореагентов (смеси октадециламина и октилсульфата натрия), а также проблема утилизации камерного продукта - хлорида натрия - в связи с его высокой загрязненностью нитратом калия и флотореагентами. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является повышение качества продукта, упрощение технологического процесса и снижение энергоемкости. Поставленная задача решается за счет взаимодействия хлорида калия с нитратсодержащим компонентом при нагревании, охлаждение конверсионного раствора и выделение целевого продукта, в качестве нитратсодержащего компонента используется жидкое азотное удобрение - растворы КАС, смешиваемые с хлоридом калия в мольном соотношении 3 , равном 0,25-0,30, взаимодействие проводят при температуре 50-60 С, охлаждение ведут до температуры 15-25 С в течение 5-30 мин, а отделение выпавших кристаллов нитрата калия осуществляют путем фильтрации. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем к раствору КАС, содержащего 31-343- - иона, добавляют мелкокристаллический хлорид калия в мольном соотношении 30,250,30 и нагревают до полного растворения хлорида калия(температура полного растворения - 50 С). Образовавшийся гомогенный раствор охлаждают при интенсивном перемешивании до температуры 15-25 С в течение 5-30 мин. Выпавший кристаллический осадок отделяют методом фильтрации. Продукционный осадок содержит в пересчете на сухое вещество 14,5-18 мас.33-40 мас. К 2 О и не более 0,8 мас. С 1- (содержание 3 - 70,9-86,0 мас.), что позволяет использовать его в качестве бесхлорного азотно-калийного удобрения. Установлено, что повышение мольного соотношения 3 выше 0,3 приводит к значительному увеличению содержания иона хлора в осадке. Избегать повышенного содержания иона хлора в продукционном осадке при таких мольных соотношениях позволяет охлаждение конверсионного раствора до температур 30 С и выше. Однако использовать маточный раствор после отделения целевого продута в качестве жидкого азотно-калийного удобрения не представляется возможным. Основной помехой этому будет образование осадка в этом растворе при охлаждении его до температуры окружающей среды. Эффект повышения качества целевого продукта, по мнению авторов, достигается за счет быстрого охлаждения конверсионного раствора, так как в этом случае система находится далеко от состояния равновесия. В этих условиях наименьшей растворимостью обладает нитрат калия, который первым переходит в твердую фазу. По мере приближения к состоянию равновесия в твердую фазу дополнительно переходит двойная соль (2)24, что приводит с существенному загрязнению продукта ионом хлора. Очевидно карбамид, содержащийся в исходном растворе КАС, оказывает существенное влияние на растворимость в данной водносолевой системе, что обусловливает образование в твердой фазе карбамидсодержащих двойных солей. 2 5950 1 Наблюдаемый положительный эффект от использования в качестве нитратсодержащего компонента растворов КАС однако не является очевидным, так как данных о влиянии карбамида на растворимость в системе К, 4// С-, 3- в литературе нет. Снижение энергоемкости и повышение интенсивности процесса достигается за счет снижения температуры конверсии с 80-90 С до 50-60 С и сокращении продолжительности охлаждения с 3,5-4 ч до 5-30 мин. Упрощение технологического процесса достигается путем замены стадии флотации технически менее сложной стадией - фильтрацией. Предложенное техническое решение поясняется следующим примером К 400 г раствора КАС-32, содержащего 43,3 мас. 43, добавляют 42,4 г галургиче ского мелкокристаллического хлорида калия (мольное соотношение 30,25 ). Образовавшуюся суспензию при интенсивном перемешивании нагревают до 60 С. Затем полученный гомогенный раствор охлаждают до 20 С при интенсивном перемешивании и фильтруют. При этом получают 28,6 г осадка, содержащего 3,6 мас. влаги и 413 г маточного раствора, содержащего 4,95 мас. С- 30,91 мас. 3- 2,8 мас. К (т.е. 3,56 мас. К 2 О) 8,5 мас. 4 и 27,43 мас. (2)2. Продукционный осадок после сушки содержит 0,5 мас. С 1- 64,7 мас. 331,2 мас. К (т.е. 39,6 мас. К 2 О) и 3,4 мас. 4. Получение нитрата калия по заявляемому способу снижает энергоемкость и повышает интенсивность процесса за счет снижения температуры конверсии, а также упрощает технологический процесс. Источники информации 1. А.с. СССР 1120000, МПК С 051/06, 1984. 2. А.с. СССР 1393791, МПК С 019/00, С 011/16, 1988. 3. А.с. СССР 1572997, МПК С 019/08, 1990. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3