Разделы презентаций


Лекция 2.6 Производство сложных минеральных удобрений (8 часов) Азотнокислотное презентация, доклад

Содержание

ЛитератураМ.Е.Позин. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот), часть 1 и 2. Л., Химия, 1974 г.С.Д.Эвенчик. Технология фосфорных и комплексных удобрений. М., Химия, 1987 г.Гольдинов А.Л. Комплексная азотнокислотная

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Лекция 2.6 Производство сложных минеральных удобрений (8 часов)

Азотнокислотное разложение

природных фосфатов

Лекция 2.6 Производство сложных минеральных удобрений (8 часов) Азотнокислотное разложение природных фосфатов

Слайд 2Литература
М.Е.Позин. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и

кислот), часть 1 и 2. Л., Химия, 1974 г.
С.Д.Эвенчик. Технология

фосфорных и комплексных удобрений. М., Химия, 1987 г.
Гольдинов А.Л. Комплексная азотнокислотная переработка фосфатного сырья, Л., Химия, 1982 г.
Набиев М.Н. Азотнокислотная переработка фосфатов: в двух томах, Ташкент, 1976 г.
Соколовский А.А., Унанянц Т.П. Краткий справочник по минеральным удобрениям. М., Химия, 1977.
Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты, Л., Химия, 1981 г.
Соколовский А.А., Яшке Е.В. Технология минеральных удобрений и кислот. М., Химия, 1971 г.


ЛитератураМ.Е.Позин. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот), часть 1 и 2. Л., Химия,

Слайд 3Азотнокислотное разложение природных фосфатов
При разложении природных фосфатов азотной кислотой образуется

азотнокислотная вытяжка (АКВ) – раствор содержащий нитрат кальция и свободную

фосфорную кислоту.
В зависимости от метода последующей переработки АКВ получают:
однокомпонентные азотные и фосфорные удобрения;
сложные удобрения: двойные (N – P); тройные (N – P – K)
с широким диапазоном соотношения питательных веществ.
В отличие от сернокислотного метода при азотнокислотном разложении фосфатов используется не только энергии кислоты, но и азот, который переходит в состав удобрения. Комбинированное использование кислоты – экономически выгодно, поэтому азотнокислотная переработка фосфатов широко применяется.
Недостаток метода – необходимость удалять из АКВ часть кальция или связывать его в нерастворимую соль. В последнем случае выпускают удобрение с пониженной концентрацией питательных веществ из-за большого количества балласта. Кроме того, наличие кальция не позволяет получать удобрения, в которых фосфор находится в водорастворимой форме.



Азотнокислотное разложение природных фосфатовПри разложении природных фосфатов азотной кислотой образуется азотнокислотная вытяжка (АКВ) – раствор содержащий нитрат

Слайд 4Переработка АКВ :
раздельное получение фосфатов (дикальцийфосфата, монокальцийфосфата) и нитратов (кальциевой

и аммонийной селитры);
получение сложных удобрений.

Однокомпонентные удобрения получают путем нейтрализации фосфорной

кислоты в АКВ известняком. Образуется осадок дикальцийфосфата, который отделяют фильтрованием и высушивают. Остающийся раствор нитрата кальция выпаривают и кристаллизуют.
Получение однокомпонентных удобрений требует больший капитальных и эксплуатационных затрат, поэтому встречается редко.

Для получения сложных удобрений АКВ нейтрализуют аммиаком и полученную суспензию обезвоживают без разделения на компоненты. Если сложные удобрения содержат два питательных элемента азот и фосфор называются нитрофосами. Если перед гранулированием в суспензию добавляют соль калия, получают тройное удобрение – нитрофоску, содержащую азот , фосфор , калий.




Переработка АКВ :раздельное получение фосфатов (дикальцийфосфата, монокальцийфосфата) и нитратов (кальциевой и аммонийной селитры);получение сложных удобрений.Однокомпонентные удобрения получают

Слайд 5В природных фосфатах массовое соотношение СаО : Р2О5 находится в

пределах 1,3 – 1,8, т.е. значительно выше, чем в дикальцийфосфате

– 0,79. Поэтому при обработке АКВ аммиаком, после нейтрализации фосфорной кислоты и образования дикальцийфосфата, в растворе останется избыточный кальций в виде Ca(NO3)2. При высушивании суспензии готовый продукт содержит нитрат кальция, который весьма гигроскопичен. Этого можно избежать, если удалить часть кальция, достигнув соотношения СаО : Р2О5 = 0,79. В этом случае весь фосфор находится в составе цитратно-растворимого дикальцийфосфата.
Применяют следующие способы уменьшения соотношения СаО : Р2О5 в перерабатываемой системе:
вымораживание нитрата кальция;
введение дополнительного количества ФК;
осаждение избытка кальция серной кислотой.
В зависимости от способа связывания или удаления части кальция получают удобрения:
Нитрофоски, содержащие балласт в виде сульфата или карбоната кальция, суммарная концентрация питательных элементов (N + Р2О5 + K2О ) – 33 – 36 %.
Нитрофоски, получаемые 1-м и 2-м способами, суммарная концентрация питательных элементов (N + Р2О5 + K2О ) – 45 – 50 %.





В природных фосфатах массовое соотношение СаО : Р2О5 находится в пределах 1,3 – 1,8, т.е. значительно выше,

Слайд 6нерастворимый
остаток
Блок-схема азотнокислотной переработки фосфатов

нерастворимый остатокБлок-схема азотнокислотной переработки фосфатов

Слайд 7Состав хибинского апатитового концентрата
(в пересчете на сухое вещество, %

масс.)

Р2О5 – 39,4; CaO – 52 (Са – 37,1); F

– 3,17; SrО – 2,7; МgО – 0,15; (РЗЭ)2О3 – 1,1; АI2О3 – 0,5; Fе2О3 – 0,45; ТiО2 – 0,15; К2О – 0,2; Nа2О – 0,9; SiO2 – 1,0.

Основные стадии азотнокислотной переработки фосфатов

азотнокислотное вскрытие (разложение) апатита с переводом его компонентов (фосфора, кальция, стронция и др.) в раствор. Полнота вскрытия апатита близка к 99 %;
осветление АКВ с выделением из нее стронций-содержащего и нерастворимого осадка;
трехступенчатая политермическая кристаллизация (вымораживание) тетрагидрата нитрата кальция (ТГНК) из АКВ;
отделение выкристаллизовавшегося ТГНК от маточного азотно-фосфорнокислого раствора (АФР);
переработка (конверсия) нитрата кальция в карбонат кальция;
приготовление стандартного АФР для обеспечения заданного содержания питательных веществ в сложных удобрениях;
аммонизация стандартного АФР;
упаривание ААФР до плава и смешение его с хлористым калием;
переработка в гранулированное удобрение.

Состав хибинского апатитового концентрата (в пересчете на сухое вещество, % масс.)Р2О5 – 39,4; CaO – 52 (Са

Слайд 8Теоретические основы процесса
Основная реакция:
Са5F(РО4)3 + 10НNO3 → 5Са(NO3)2 + 3Н3РО4

+ НF + Q (280 кДж/кг апатита). (1)
При

уменьшении количества азотной кислоты разложение апатита может происходить с образованием моно или дикальцийфосфата, нитрата кальция и фтористого водорода:
2Са5F(РО4)3 + 14НNО3 = 3 Са(Н2РО4)2 + 7 Са(NО3)2 + 2НF, (2)
Са5F(РО4)3 + 4НNО3 = 3СаНРО4 + 2 Са(NО3)2 + НF. (3)
Имеющиеся в сырье карбонаты кальция и магния разлагаются азотной кислотой с образованием нитратов и выделением СО2, который увеличивает пенообразование раствора и способствует ускорению разложения фосфата.
СаСО3 + 2 НNО3 = Са(NО3)2 + СО2 + Н2О. (4)
Соединения полуторных окислов, а также редкоземельных элементов (РЗЭ) переходят в раствор
R2О3 + 6НNО3 = 2R(NО3)3 +3 Н2О, (5)
FеО + 4НNО3 = Fе(NО3)2 + NО2 +2Н2О. (6)
Теоретические основы процессаОсновная реакция:Са5F(РО4)3 + 10НNO3 → 5Са(NO3)2 + 3Н3РО4 + НF + Q (280 кДж/кг апатита).

Слайд 9Полуторные окислы железа и алюминия взаимодействуют с выделяющейся ФК с

образованием нерастворимых в воде фосфатов, что приводит к потере фосфора
Fе2О3

+ 2Н3РО4 = 2FеРО4 +3Н2О. (7)
Поэтому фосфаты, содержащие Fе2О3 > 12 % по отношению к Р2О5, считаются пригодными для переработки только после их обогащения .
Выделяющийся в процессе фтороводород реагирует с диоксидом кремния, содержащемся в сырье, с образованием SiF4 и H2SiF6, оказывающими негативное влияние на переработку продукта
4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O, (8)
2HF+SiF4 = H2SiF6, (9)
6HF + SiO2 = H2SiF6 + 2H2O. (10)
Нефелин и эгерин, имеющиеся в апатите, разлагаются азотной кислотой
КAlSiО4· 4NаАlSiО4· nSiО2 + 20 НNО3 = КNО3 + 4NаNО3 + 5Аl(NО3)3 + SiО2 + 10Н2О,
Nа2О · Fе2О3 · 4SiО2 + 8НNО3 = 2NаNО3 + 2Fе(NО3)2 + 4SiО2 + 4Н2О. (11)
Поскольку разложение осуществляется избытком азотной кислоты, то в растворе присутствует и свободная азотная кислота.
Таким образом, АКВ – многокомпонентная сложная система.
Полуторные окислы железа и алюминия взаимодействуют с выделяющейся ФК с образованием нерастворимых в воде фосфатов, что приводит

Слайд 10Параметры, влияющие на процесс разложения фосфатного сырья
Концентрация азотной кислоты (АК).
Норма

азотной кислоты.
Температура.
Тонина помола исходного сырья.
Время разложения.
Перемешивание.


Параметры, влияющие на процесс  разложения фосфатного сырьяКонцентрация азотной кислоты (АК).Норма азотной кислоты.Температура.Тонина помола исходного сырья.Время разложения.Перемешивание.

Слайд 11Концентрация азотной кислоты

Концентрация азотной кислоты

Слайд 12Норма азотной кислоты

Норма азотной кислоты

Слайд 13Температура
Температура поддерживается благодаря тепловому эффекту реакции и регулированию температуры исходной

АК 30 – 40 0С.

ТемператураТемпература поддерживается благодаря тепловому эффекту реакции и регулированию температуры исходной АК 30 – 40 0С.

Слайд 14Интенсивность перемешивания, обеспечиваемая работой пропеллерных мешалок, значительно влияет на разложение

апатита. При недостаточном перемешивании скорость реакции разложения апатита падает, резко

уменьшается степень вскрытия апатита.

Тонина помола исходного сырья
Разложение апатита кислотой – гетерогенный процесс определяется площадью поверхности соприкосновения реагентов.

Интенсивность перемешивания, обеспечиваемая работой пропеллерных мешалок, значительно влияет на разложение апатита. При недостаточном перемешивании скорость реакции разложения

Слайд 15Апатитовый концентрат содержит примеси – органические вещества, соединения металлов переменной

валентности (железа или церия), являющихся восстановителями по отношению к азотной

кислоте.
В результате побочных химических реакций, протекающих при вскрытии апатита, в газовую фазу кроме H2SiF6, СО2, паров Н2О выделяются оксиды азота. Для предотвращения газовыделения АК обрабатывается карбамидом в количестве 4 – 5 кг на 1 тонну фосфатного сырья.
2СО(NН2)2 + 3NО2  3,5N2 + 2СО2 + 4Н2О, (12)
2СО(NН2)2 + 6NО  5N2 + 2СО2 + 4Н2О (13)
Однако избыток СО(NН2)2 ухудшает отстой АКВ при сгущении осадка на стадии ее осветления. Это связано с вступлением карбамида в реакцию поликонденсации с ФК, содержащейся в АКВ, и адсорбцией образующихся продуктов на поверхности твердых частиц, что способствует их гидрофобизации.

В результате газы (N2, СО2 и др.), выделяющиеся при взаимодействии оксидов азота с карбамидом, флотируют осадок и препятствуют его отстаиванию.

Апатитовый концентрат содержит примеси – органические вещества, соединения металлов переменной валентности (железа или церия), являющихся восстановителями по

Слайд 16На ЗМУ для разложения апатита используются технологические азотнокислые оборотные растворы

(АКО) – водный раствор АК, обогащенный продуктами реакции разложения апатитового

концентрата, в основном ФК и нитратом кальция. В качестве примесей АКО содержат нитрат стронция, соединения фтора.
АКО имеют следующий усредненный химический состав при нормальном течении технологических процессов на всех стадиях производства:
азотная кислота 36 – 41 %;
фосфорная кислота 2,5 – 2,8 % (в пересчёте на Р2О5);
нитрат кальция 2,2 – 2,5 % (в пересчёте на Са).
Для создания оптимальных условий ведения процесса на стадиях кристаллизации и фильтрации нитрата кальция соотношение концентраций Са к Р2О5 в АКО поддерживается в пределах 0,6 – 0,9. Для корректировки соотношения предусмотрено обогащение АКО фосфорной кислотой путём подачи АФР.
Для обеспечения заданных параметров разложения апатита схема предусматривает корректировку концентрации НNО3 в АКО путем подачи в них 58 %-й азотной кислоты или производственной воды.
Апатитовый концентрат из расходного бункера ленточным транспортером и АКО поступают в аппарат разложения – реактор с мешалками, работающий при атмосферном давлении (см. схему потоков)
На ЗМУ для разложения апатита используются технологические азотнокислые оборотные растворы (АКО) – водный раствор АК, обогащенный продуктами

Слайд 17Принципиальная схема потоков азотнокислотного вскрытия апатита
Б – расходный бункер; Р-50

– разлагатель; Х-56 – отстойник; Р-234 – сборник стронций-содержащего осадка;

Р-57 – сборник осветленной АКВ; Т-62, Т-63, Т-64 – кристаллизаторы ТГНК; Ф-195, Ф196 – барабанные вакуум-фильтры; Р-77 – плавильный бак кристаллов ТГНК; Е-492 – расходный бак нитрата кальция; Р-190, Р-191, Р-192 – отделение конверсии нитрата кальция в карбонат; Е-490 – сборник АФР; Р-146 – емкость для приготовления стандартного АФР; Р-148 – аммонизатор.
Принципиальная схема потоков  азотнокислотного вскрытия апатитаБ – расходный бункер; Р-50 – разлагатель; Х-56 – отстойник; Р-234

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика