Производство минеральных удобрений на примере хлорида калия

Важно при этом, чтобы продукты содержали как можно больше Р2О5 и наименьшее количество балластных и, в особенности, вредных примесей. Производство фосфорных удобрений в меньшей степени ориентировано на источники сырья, в отличие от азотной подотрасли. Наиболее распространенным фосфорным удобрением является простой суперфосфат, содержащий примерно в два раза меньше растворимого фосфора, чем исходное сырье. Часть предприятий располагается вблизи от фосфоритов - месторождений фосфорного сырья — (Воскресенск, Кингисепп). Производство фосфорных удобрений осуществляется и некоторыми центрами цветной металлургии (например, в Красноуральске), где сырьем служат насыщенные серой отходящие газы в металлургии.Комплексные удобрения выпускают в твердом и жидком виде, подразделяя на сложные, смешанные, а также сложно-смешанные. Промышленные способы производства твердых сложных удобрений, применяемые в настоящее время, подразделяются на две основные группы.1)Способы, в основу которых положено азотнокислотное разложение природных фосфатов и последующая переработка в готовый продукт (нитрофос, нитрофоску) полученных растворов и суспензий — сложные удобрения типа.2)Способы, основанные на превращениях фосфорной кислоты с образованием диаммонитрофоски и нитроаммофоски (либо аммофоса и диаммофоса).3) Способы, основанные на сернокислотном разложении природных фосфатов (либо с использованием смеси азотной и серной кислот) и последующей переработке в готовый продукт (нитрофос, нитрофоску) полученных растворов и суспензийВ составе нитроаммофоски ( ) входят все три основных элемента питания растений – азот, фосфор и калий (NPK). Комплексные удобрения данного типа отличаются высоким содержанием питательных веществ, причем при их получении имеется широкая возможность для изменения отношений между N, P и К в составе. Нитроаммофосы могут выпускаться с содержанием N 30–10% и P2O5 27–14%. В нитроаммофосках общее содержание питательных веществ (N, P и К) составляет 51% (в марках «А» – 17–17–17 и «Б»– 13–19–19). Питательные элементы, не только азот и калий, но и фосфор, содержатся в водорастворимой форме и легкодоступны растениям. Эффективность нитроаммофосок такая же, как смеси простых водорастворимых удобрений.Промышленное земледелие использует Нитроаммофоску уже более сорока лет. Все это время состав удобрения не менялся, новациям подвергалось лишь процентное соотношение полезных веществ. Удобрение отлично показало себя в различных странах и климатических условиях.В большинстве случаев основное отличие непосредственного производства сложных фосфорных удобрений из азотиокислотной вытяжки – это ее нейтрализация и обезвоживание полученной пульпы, проводящаяся без разделения на отдельные компоненты. Технологический процесс значительно упрощает отсутствие фильтрации.В большинстве способов, применяемых в настоящее время, вытяжка нейтрализуется аммиаком. Сложные удобрения, получаемые таким путем, содержат два питательных элемента — фосфор и азот, поэтому называются нитрофосами. Часто перед гранулированием к нейтрализованной пульпе добавляют соли калия (K2SO4 и KCl) получая нитрофоску - тройное удобрение, содержащее калий, азот и фосфор. Выпускаются нитрофоски с различным соотношением питательных веществ N : Р2О5 : К2О, (например, 1:1:1; 1:0,7:1; 1:1:1,5; 1:1,5:1,5; 1:2:1), что придает удобрению универсальность, то есть способность применяться для разных культур и на разных почвах.При обработке фосфатов смесью серной и азотной кислот избыток кальция серной кислотой связывается в сульфат, остающийся в качестве балласта в удобрении. Азотную кислоту применяют с концентрацией 42—55%, а серную – с концентрацией 92—93%. Отличие сульфатного способа от карбонатного заключается в том, что посредством введения сульфат-иона можно связать значительное количество кальция. Фосфатное сырье в этом случае разлагается азотносернокислой смесью, либо сперва азотной кислотой и затем добавкой серной кислоты.При одновременной подаче кислоты для разложения апатитов на 96% необходимо 2 часа, а при последовательной подаче и разложении на 98% необходимо 5 часов. Полученная пульпа аммонизируется, смешивается с ретуром и хлористым калием, гранулируется, сушится и охлаждается. Для получения однородного гранулометрического продукта его рассеивают и дробят.Замена части фосфорной кислоты относительно дешевой серной кислотой позволяет не только снизить себестоимость фосфатных удобрений, но также значительно ускорить разложение фосфата и достичь более высокой степени его использования. Этот прием интенсификации фосфорнокислотного разложения природных фосфатов успешно применяется на ряде заводов.Технологическая схема процесса получения комплексного удобрения без средств автоматизации приведена на рисунке 4.1.В соответствии с технологической схемой участка грануляции (рисунок 1), также приведенной в графической части проекта, полученная в реакторе поз. 4-1, 4-2 пульпа калиевой селитры насосом поз.5 подается на форсунки аппарата БГС (барабанно-грануляционная сушилка) поз.6, где ее распиливают сжатым воздухом при давлении 0,2-0,4 МПа на завесу из падающего гранулированного материала.Рисунок 4.1 – Технологическая схема производства калийных удобрений на примере нитроаммофоски (пояснения в тексте)При необходимости пульпу нейтрализуют кислотой. В аппарат БГС вводят теплоноситель при 500-600°С. Продукт из БГС при 105-110°С подают на классификацию и охлаждение, а отходящие газы при 110-115°С, содержащие направляют в систему очистки.Готовым продуктом гранулированное комплексное удобрение, уоторое из поз.6 конвейером поз.7-1 направляется на классификацию в грохот поз.8, где выделяются три фракции. Крупная фракция подается на измельчение в молотковую дробилку поз.9, откуда продукт возвращается на рассев в грохот поз.8. Мелкая фракция в качестве ретура подается на гранулирование в БГС поз.6. Товарная фракция (размер 1-4 мм) нейтрализуется, охлаждается и транспортируется на затаривание и хранение.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫПчелкин В.У. Почвенный калий и калийные удобрения. М.:Колос,1966. -335с.Позин М.Е. Технология минеральных солей. Т.1. Л.: Химия, 1971. – 695 с.Рабинович В.А., Хавин З.Я. "Краткий химический справочник" Л.: Химия, 1977. – 392 с.ГОСТ 4568–95. Калий хлористый. Технические условия: введ. 1997-07-01. –М.: Издательство стандартов, 1996. – 16 с.Титков С.Н., Соловьев Е.И., Мамедов А. И. Обогащение калийных руд. -М.: Недра, 1982. – 216 с.Александрович Х.М. Основы применения реагентов при флотации калийных руд. // "Наука и техника", Минск, 1973, C. 22 – 23.Обзор рынка хлористого калия в СНГ. Издание 2-ое, доп. и перераб. М.: Инфомайн, 2012. – 116 с.Соколов Р.С. Химическая технология. Том 1. Химическая технология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб, заведений: В 2 т. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2000.Описание минерала: карналлит // Справочно-информационный портал Горная энциклопедия URL: http://www.mining-enc.ru/k/karnallit/ (дата обращения: 20.06.2012). Семенова И.В. Промышленная экология. Учебное пособие для студентов ВУЗов. М.: Издательский центр Академия , 2009. – 528 с.Способ получения гранулированного удобрения // Реестр российских патентов URL: http://bd.patent.su/2357000-2357999/pat/servl/servlet6e93.html (дата обращения: 20.06.2012).Способ получения влагостойкого хлористого калия с улучшенными реологическими свойствами // Реестр российских патентов URL: http://bd.patent.su/2359000-2359999/pat/servl/servlet6894.html (20.06.2012). Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Под ред. П. Г. Романкова. – 10-е изд., перераб. и дополненное – Ленинград: Химия, 1987 год. – 572 с.Грошева Л.П. Основы материального баланса. Методическое пособие. – Великий Новгород, НГУ, 2006. – 14 с.