PL176510B1 - Sposób wytwarzania saletry amonowo-magnezowej - Google Patents

Abstract

1 . Sposób wytwarzania saletry amonowo-magnezowej z roztworu saletry amonowej, kwasu azotowego, wodnych roztworów soli amonowych i amoniaku oraz z tlenku magnezu znamienny tym, ze zmielony tlenek magnezu poddaje sie procesowi aeracji za pomoca powietrza, nastepnie zwilza sie go przez zmieszanie z wodnymi roztworami soli amonowych i amoniaku, a nastepnie tak otrzymana alkaliczna zawiesine tlenku magnezu roztwarza sie w kwasie azotowym az do uzyskania pH w granicach od 2 do 5,5 i uzyskania stezenia azotanu magnezu w tak powstalym roztworze co najmniej 30% wag., przy czym przez caly czas roztwarzania utrzymuje sie temperature srodowiska reakcji w granicach od 60°C do 100°C, a nastepnie tak otrzymany roztwór azotanu magnezu zateza sie do uzyskania zawartosci 70-80% wag. Mg(NO3)2, po czym zatezony roztwór miesza sie z roztworem saletry amonowej w stosunku wagowym jak 1:45 do 1:125, a po zmieszaniu obu strumieni w jednorodny roztwór saletry amonowo-magnezowej, utrzymujac caly czas kwasny odczyn roztworu, o pH korzy- stnie 4, poddaje sie go glebokiemu odparowaniu do stopu, który nastepnie granuluje sie jednym ze znanych sposobów. ( 5 4 ) Sposób wytwarzania saletry amonowo-magnezowej PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania saletry amonowo-magnezowej. Saletra amonowa (chemicznie: azotan amonowy NH4NO3) stosowana jest powszechnie jako nawóz azotowy wpływający na zwiększenie szybkości wzrostu roślin i przyrost masy zielonej roślin. Związki magnezowe natomiast, ze względu na fakt, że magnez jako aktywny biologicznie jest niezbędny do prawidłowego przyrostu węglowodorów, białek i tłuszczów w roślinach, stosowane są jako dodatki do nawozów, lub też w postaci samoistnych nawozów magnezowych. Składniki te wzbogacają żywność wytwarzaną z uprawianych przez rolnictwo roślin, podnoszą jej jakość i są pożądane przez konsumentów.

Saletrę amonową otrzymuje się znanym sposobem przez neutralizację gazowego amoniaku kwasem azotowym, zatężenie i głębokie odparowanie otrzymanego roztworu saletry amonowej aż do uzyskania stopu o minimalnej zawartości wody, a następnie granulację tego stopu w wieży grannlaccjnrj lub innym znanym sposobem.

Znane i stosowane metody wprowadzania magnezu lub jego związków do gleby polegają albo na oddzielnej aplikacji roztworów magnezowych obok nawozów azotowych, albo na stosowaniu mieszanki nawozów azotowych ze związkami magnezu, przy czym mieszanki takie sporządza się bądź przez pudrowanie granulowanych nawozów azotowych mączką dolomitową, bądź też przez mieszanie nawozów azotowych ze związkami magnezowymi w odpowiedniej proporcji. Znane są także np.: z polskiego patentu nr 156439 sposoby wytwarzania płynnych nawozów magnezowych wzbogaconych w związki azotu przez dodawanie do roztworu azotanu magnezowego, sypkich bądź granulowanych nawozów azotowych, przede wszystkim mocznika. Jako substraty do produkcji tych nawozów stosuje się różne związki zawierające magnez stanowiące odpady z procesów metalurgicznych.

We wszystkich wyżej opisanych sposobach, otrzymywania kompleksowych nawozów azotowo-magnezowych lub magnezowo-azotowych wykorzystuje się wytworzone oddzielnymi sposobami i najczęściej w odrębnych fabrykach nawozy azotowe i nawozy magnezowe i dopiero potem miesza się je lub łączy w odpowiednich proporcjach. Na wytworzenie każdego z tych

176 510 nawozów oddzielnie należy zatem zużyć energię, gdyż są to procesy energochłonne oraz ponieść nakłady na amortyzację maszyn i urządzeń.

Uproszczenie wytwarzania kompleksowych nawozów amonowo-magnezowych stało się możliwe, gdy nieoczekiwanie stwierdzono, że tlenek magnezu, który normalnie jest nierozpuszczalny w wodzie, a jego bezpośredniemu roztwarzaniu w kwasie towarzyszy wydzielanie dużych ilości ciepła powodujących silne lokalne przegrzewy oraz emisja wysoce szkodliwych dla środowiska tlenków azotu, daje się łatwo i szybko przeprowadzić w rozpuszczalny azotan magnezu, jeżeli przed skontaktowaniem go z kwasem zmiele się go, podda aeracji powietrzem, a następnie zwilży wodnymi roztworami o odczynie alkalicznym zawierającymi sole amonowe i amoniak. Stwierdzono także, że istnieje taki wąski przedział parametrów procesu mieszania strumieni roztworów azotanu amonu i azotanu magnezu, w którym mieszanie to zachodzi w sposób całkowity i bez niekorzystnych zjawisk wytrącania koloidalnych osadów wodorotlenku magnezu oraz stałych osadów tlenku magnezu.

Rozwiązanie według wynalazku pozwalana wytwarzanie w jednej instalacji produkcyjnej nawozu azotowego wzbogaconego w związki magnezu w postaci jednorodnej saletry amonowo-magnezowej.

Sposób wytwarzania saletry amonowo-magnezowej z roztworu saletry amonowej, kwasu azotowego, wodnych roztworów soli amonowych i amoniaku oraz z tlenku magnezu polega na tym, że zmielony tlenek magnezu poddaje się procesowi aeracji za pomocą powietrza, następnie zwilża się go przez zmieszanie z wodnymi roztworami soli amonowych i amoniaku, a następnie tak otrzymaną alkaliczną zawiesinę tlenku magnezu roztwarza się w kwasie azotowym aż do uzyskania pH w granicach od 2 do 5,5 i uzyskania stężenia azotanu magnezu w tak powstałym roztworze co najmniej 30% wag., przy czym przez cały czas roztwarzania utrzymuje się temperaturę środowiska reakcji w granicach od 60°C do 100°C. Tak otrzymany roztwór azotanu magnezu zatęża się do uzyskania zawartości 70-80% wag. Mg(NO3)2, po czym zatężony roztwór miesza się z roztworem saletry amonowej w stosunku wagowym jak 1:45 do 1:125, a po zmieszaniu obu strumieni w jednorodny roztwór saletry amonowo-magnezowej, utrzymując cały czas kwaśny odczyn roztworu, o pH korzystnie 4, poddaje się go głębokiemu odparowaniu do stopu, który następnie granuluje się jednym ze znanych sposobów. Ponadto korzystnie jest proces zmieszania zmielonego tlenku magnezu z wodnymi roztworami soli amonowych prowadzić do uzyskania zawartości tlenku magnezu w zawiesinie w wysokości 15% wag. oraz stosować do roztwarzania tej zawiesiny kwas azotowy o stężeniu od 50% do 60% wag.

Zaletą sposobu według wynalazku jest możliwość wytwarzania jednorodnego produktu nawozowego zawierającego związki azotu wzbogacone w magnez, w jednej instalacji produkcyjnej co wpływa w oczywisty sposób na ekonomikę produkcji. Dodatkowo tak otrzymana saletra amonowo-magnezowa ma mniejsze skłonności do zbrylania się a obecność magnezu obniża granicę wybuchowości saletry. Nieoczekiwanie stwierdzono także, że wspólne odparowanie roztworu saletry amonowej i magnezowej obniża temperaturę wrzenia i przez to zmniejsza zużycie energii niezbędnej do głębokiego odparowania mieszaniny. Zaletą sposobu jest także możliwość wykorzystania odpadowych roztworów zawierających amoniak i saletrę jako czynnika zwilżającego tlenek magnezu. Ponadto sposób ten pozwala na wyeliminowanie emisjii tlenków azotu powstających przy roztwarzaniu związków magnezu w kwasie.

Sposób według wynalazku przedstawiono przykładowo na rysunku przedstawiającym schemat instalacji do wytwarzania saletry amonowo-magnezowej. Zmielony tlenek magnezu poddaje się aeracji za pomocą powietrza w zbiorniku 1, a następnie wprowadza się go do mieszalnika 2, do którego wprowadza się także odpadowy kondensat procesowy zawierający amoniak i sole amonowe. W mieszalniku tym następuje zwilżenie pylistego tlenku magnezu i wytworzenie mieszaniny zawierającej ok. 15% wag. fazy stałej. Następnie przy pomocy pompy P1 przetłacza się tę mieszaninę do reaktora 3, do którego wprowadza się także za pomocą zestawu barbotek kwas azotowy o stężeniu 55% wag. Reaktor 3 zaopatrzony jest w mieszadło oraz w wężownice, w których przepływa woda chłodząca, za pomocą której utrzymuje się temperaturę ok. 80-90°C. W reaktorze 3 następuje roztworzenie tlenku magnezu w kwasie azotowym z wytworzeniem rozpuszczalnego Mg(NO3)2- Ilość wprowadzanego kwasu regulowana jest w ten sposób, aby pH roztworu utrzymać na poziomie 5,5. Otrzymany roztwór azotanu magnezu

176 510 o stężeniu ok. 30% przepływa do zbiornika pośredniego 4, a następnie tłoczony jest za pomocą pompy P2 na prasę filtracyjną 5, gdzie następuje oddzielenie stałych zanieczyszczeń, a klarowny roztwór poprzez zbiornik 6 i pompę P3 podawany jest do wyparki 7, gdzie z wykorzystaniem ciepła kondensacji pary wodnej następuje zatężenie roztworu azotanu magnezu do 70% wag. Roztwór ten kierowany jest następnie do mieszalnika 8, do którego dopływa także roztwór saletry amonowej oraz roztwory odpadowe zawracane z innych części instalacji. W zbiorniku tym, ogrzewanym za pomocą wężownic grzejnych utrzymuje się temperaturę 140°C, następuje wymieszanie roztworów. Następnie jednorodny roztwór kierowany jest za pomocą pompy P4 poprzez filtr 9 do głębokiego zatężenia w aparacie wyparnym 10, do którego także kierowane jest w przeciwprądzie gorące powietrze z nagrzewnicy 11. Po aparacie wyparnym 10 uzyskuje się stop saletry amonowo-magnezowej o zawartości wody poniżej 0,5% wag. Stop ten kierowany jest na szczyt wieży granulacyjnej i tam rozpylany, a spadające krople chłodzone są strumieniem powietrza i odbierane na dole wieży w postaci granulatu saletry amonowo-magnezowej zawierającej związki magnezu w ilości nie większej niż 2% wag. MgO.

176 510

176 510

5 < * i	s
( s		IV

o ΰύ

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania saletry amonowo-magnezowej z roztworu saletry amonowej, kwasu azotowego, wodnych roztworów soli amonowych i amoniaku oraz z tlenku magnezu znamienny tym, że zmielony tlenek magnezu poddaje się procesowi aeracji za pomocą powietrza, następnie zwilża się go przez zmieszanie z wodnymi roztworami soU amonowych i amoniaku, a następnie tak otrzymaną alkaliczną zawiesinę lenku magnezu roztwarza się w kwasie azotowym aż do uzyskania pH w granicach od 2 do 5,5 i uzyskania stężenia azotanu magnezu w tak powstałym roztworze co najmniej 30% wag., przy czym przez cały czas roztwarzania utrzymuje się temperaturę środowiska reakcji w granicach od 60°C do 100°C, a następnie tak otrzymany roztwór azotanu magnezu zatęża się do uzyskania zawartości 70-80% wag. Mg(NO3)2, po czym zatężony roztwór miesza się z roztworem saletry amonowej w stosunku wagowym jak 1:45 do 1:125, a po zmieszaniu obu strumieni w jednorodny roztwór saletry amonowo-magnezowej, utrzymując cały czas kwaśny odczyn roztworu, o pH korzystnie 4, poddaje się go głębokiemu odparowaniu do stopu, który następnie granuluje się jednym ze znanych sposobów.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces zmieszania zmielonego tlenku magnezu z wodnymi roztworami soli amonowych prowadzi się do uzyskania zawartości tlenku magnezu w zawiesinie w wysokości 15% wag. a sttżżr^ii kwasu azotowago używanżyo do roztwarzania tej zawiesiny wynosi od 50% do 60% wag.