Способ получения сульфоаммофоса

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гомельский химический завод(72) Авторы Козлова Анна Михайловна Людков Александр Арсентьевич Первинкин Валерий Евгеньевич Сеген Николай Николаевич Середа Светлана Николаевна Черняков Дмитрий Владимирович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Гомельский химический завод(57) 1. Способ получения сульфоаммофоса, включающий аммонизацию фосфорной кислоты и сульфатсодержащего сырья, грануляцию и сушку, отличающийся тем, что в качестве сульфатсодержащего сырья используют серную кислоту и/или фосфогипс,образующийся при сернокислотном разложении фосфатного сырья, а аммонизацию проводят при температуре 90-110 С. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фосфогипс используют в виде пульпы, полученной при сернокислотном разложении фосфатного сырья в процессе производства экстракционной фосфорной кислоты. Заявляемое изобретение относится к получению сложных удобрений, в частности азотно-фосфорных - сульфоаммофоса, и может быть использовано на предприятиях, производящих минеральные удобрения. Известны различные способы получения сульфоаммофоса. Все они включают смешение фосфата аммония и сульфата аммония либо в виде готовых продуктов, либо в виде растворов с последующей грануляцией и сушкой 1. Сульфоаммофос получают также путем нейтрализации фосфорной и серной кислот аммиаком с последующей грануляцией и сушкой готового продукта 2. Общим недостатком указанных выше способов является наличие в удобрении только быстрорастворимых (водорастворимых) форм азота и фосфора, что снижает потребительские свойства удобрения. При попадании в почву большая часть азота и значительная часть фосфора вымывается почвенными водами, что снижает эффективность удобрения. Наиболее близким к заявляемому способу (прототипом) является способ, защищенный 3. По этому способу сульфоаммофос получают из фосфорно-сернокислотной пульпы,полученной аммонизацией фосфорной и серной кислот при 4,6-5,8, причем фосфор 14185 1 2011.04.30 ную кислоту предварительно нейтрализуют аммиаком с поддержанием в зоне нейтрализации 6,2-9 в присутствии соединений магния в количестве 7-28 по отношению к содержанию 25 в фосфорной кислоте. Недостатками способа являются использование дополнительного сырья (магниевого),многостадийность процесса нейтрализации и перевод водорастворимых форм фосфора в усвояемые до внесения удобрения в почву. Обращает на себя внимание также то, что по способу-прототипу сначала выводится и направляется в отвал сульфат кальция (при получении фосфорной кислоты), а затем вводятся сульфат в виде серной кислоты, а вместо кальция его химический аналог магний. Задача заявляемого изобретения - использовать сульфат кальция, образующийся при сернокислотном разложении в производстве сульфоаммофоса, чтобы полностью исключить использование магниевого сырья, и заменить частично использование серной кислоты как носителя серы, упростить процесс нейтрализации и получить удобрение с практически теми же свойствами, что и в способе-прототипе. Решение задачи достигается тем, что в способе получения сульфоаммофоса, включающем аммонизацию фосфорной кислоты и сульфатсодержащего сырья, грануляцию и сушку, в качестве сульфатсодержащего сырья используют серную кислоту и/или фосфогипс, образующийся при сернокислотном разложении фосфатного сырья, а аммонизацию проводят при температуре 90-110 С. Причем фосфогипс целесообразно подавать в виде пульпы, получаемой при сернокислотной переработке фосфатного сырья в процессе производства экстракционной фосфорной кислоты (нет необходимости фосфогипс отделять фильтрацией, а затем опять смешивать с фосфорной кислотой). На первый взгляд аммонизация фосфорной кислоты до 4-6 в присутствии сульфата кальция должна привести к резкому снижению водорастворимых форм фосфора за счет конвертации сульфата кальция в дикальцийфосфат (преципитат). Именно по этой причине предпочитают аммонизировать смесь фосфорной и серной кислот для получения сульфоаммофоса, а не смесь фосфорной кислоты и пульпы, полученной при сернокислотном разложении фосфатного сырья. Нейтрализация кислот повышает растворимость фосфогипса,что способствует процессу конверсии сульфата кальция в дикальцийфосфат (преципитат). Неожиданным эффектом явилось то, что авторам удалось получить сульфоаммофос с высоким содержанием водорастворимых форм как фосфора (91-93 ), серы (79-94 ), так и кальция (73-75 ), причем мольное соотношение кальция к фосфору иногда превышает их соотношение в монокальцийфосфате, единственном соединении кальция и фосфора,где оба элемента представлены в водорастворимом виде. Скорее всего, кальций и фосфор,находящиеся в водорастворимых формах, между собой не связаны. Авторы не могут объяснить механизм процесса, но, по их мнению, именно поддержание высокой температуры на стадии аммонизации позволяет ограничить конвертацию сульфата кальция в преципитат. По мнению авторов, высокая температура способствует дегидратации сульфата кальция (дигидрат переходит в полугидрат, а возможно и в ангидрит), что снижает растворимость сульфата кальция и возможность конверсии сульфата кальция в преципитат и трикальцийфосфат. При внесении такого удобрения в почву происходит максимальное усвоение фосфора растениями, так как фосфор находится в основном в водорастворимой форме. Неусвоенный растениями фосфор свяжется с кальцием в виде дикальцийфосфата или трикальцийфосфата по механизму, прерванному на узле аммонизации высокой температурой, что предотвратит вымывание фосфора почвенными водами. Поддерживать температуру аммонизации выше 110 С не имеет смысла, так как снижается подвижность аммонизированной пульпы и возникают проблемы с подачей пульпы на грануляцию, при температуре ниже 90 С снижается доля водорастворимых форм фосфора и кальция. Представляется целесообразным фосфогипс, необходимый для производства сульфоаммофоса, вводить в виде пульпы, получаемой при сернокислотном разложении фосфат 2 14185 1 2011.04.30 ного сырья, при этом содержание фосфора регулировать подачей фосфорной кислоты, получаемой по стандартной технологии, а содержание серы регулировать подачей серной кислоты. Примеры реализации предлагаемого способа приведены ниже. Пример 1. В 56,3 кг пульпы, полученной сернокислотным разложением фосфатного сырья, имеющую плотность 1,47 кг/дм 3 и содержащей твердой фазы 34 , 25 - 16 вводят 5,4 дм 3 серной кислоты, с плотностью 1,825 кг/дм 3 и содержанием 92,25 моногидрата серной кислоты. Смесь нагревают до температуры 60 С и нейтрализуют жидким аммиаком при температуре 108 С до 4,6. Расход аммиака составил 5,6 кг. Полученную пульпу гранулируют и сушат. Количество готового продукта составляет 45 кг. Пример 2. В 49,7 кг пульпы, полученной сернокислотным разложением фосфатного сырья, имеющую плотность 1,47 кг/дм 3 и содержащей твердой фазы 34 , 25 - 16 вводят 4,0 дм 3 упаренной фосфорной кислоты с плотностью 1,63 кг/дм 3 и содержанием 25 - 51 , а также 4,3 дм 3 серной кислоты с плотностью 1,825 кг/дм 3 и содержанием 92,25 моногидрата серной кислоты. Смесь нагревают до 60 С и нейтрализуют жидким аммиаком при температуре 99 С до 4,5. Расход аммиака составил 5,6 кг. Полученную пульпу гранулируют и сушат. Количество готового продукта составляет 45 кг. Пример 3. В 41,3 кг пульпы, полученной сернокислотным разложением фосфатного сырья, имеющую плотность 1,47 кг/дм 3 и содержащей твердой фазы 34 , 25 - 16 вводят 8,3 дм 3 упаренной фосфорной кислоты с плотностью 1,63 кг/дм 3 и содержанием 25 - 51 , а также 3,5 дм 3 серной кислоты с плотностью 1,825 кг/дм 3 и содержанием 92,25 моногидрата серной кислоты. Смесь нагревают до 60 С и нейтрализуют жидким аммиаком при температуре 92 С до 4,5. Расход аммиака составил 5,6 кг. Полученную пульпу гранулируют и сушат. Количество готового продукта составляет 45 кг. Полученные результаты представлены в таблице. Состав продукта,ма.общв/р 25 общ 25 в/робщв/робщв/р 2 25 в/р 25 общ,в/робщ,в/робщ,Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4