Отримання рідких комплексних добрив на основі переробки екстракційної фосфатної кислоти
Фосфатна кислота є напiвпродуктом у виробництвi подвiйного суперфосфату, складних концентрованих добрив та iнших сполук фосфору.
Фосфатну кислоту отримують електротермiчним та екстракцiйним методами, тобто екстракцiєю фосфатної кислоти з природних фосфатiв за допомогою мiнеральних кислот.
Основний метод одержання фосфатної кислоти – сульфатний метод. Цей метод полягає в обробцi природного подрiбненого фосфату надлишком сульфатної кислоти з отриманням фосфатної кислоти та осаду гiпсу (фосфогiпсу).
При змiшуваннi сульфатної кислоти та фосфату утворюється пульпа, в якiй спiввiдношення Р : Т пiдтримується в межах вiд 2 : 1 до 3 : 1. Для цього сульфатну кислоту розбавляють розчином, який утворюється при змiшуваннi частини продукцiйної фосфатної кислоти з промивною водою (вiд промивки фосфогiпсу). Таким чином, екстракцiя проводиться сумiшшю фосфатної та сульфатної кислот та виражається сумарною реакцiєю:
Розчин фосфатної кислоти, який отримують пiсля вiдокремлення фосфогiпсу фiльтрацiєю, забруднений домiшками, що потрапляють в розчин з фосфату: кремнеземом, сульфатами та фосфатами феруму і алюмiнiю.
Оптимальнi умови екстракцiї визначаються бажанням отримати найбiльш висококонцентровану кислоту, великi кристали фосфогiпсу (полегшує процес фiльтрацiї) та прискорити процес екстракцiї. Великi кристали фосфогiпсу отримують при температурах 70-800 С та невисокiй концентрацiї сульфатної кислоти. Для отримання концентрованої фосфатної кислоти та прискорення процесу екстракцiї використовують 75%-ну баштову сульфатну кислоту (iнодi купоросне масло 72,5%) та підвищену температуру на початку екстракцiї.
Екстракцiйна фосфатна кислота мiстить не бiльше 36% Н3РО4. Для виробництва подвiйного суперфосфату та iнших добрив необхiдно упарювати кислоту до концентрацiї 50-80%.
Концентрування фосфатної кислоти ускладнене процесами корозiї апаратiв і випаданням осадiв кальцій сульфату та iнших домiшок на нагрівних поверхнях. Часто використовують барабаннi барботажнi концентратори, в яких нагрiвання проводиться безпосередньо при контактi кислоти з топковими газами.
Подвiйний суперфосфат отримують розкладом природних фосфатiв 70-80%-ною фосфатною кислотою:
Подвiйний суперфосфат, на вiдмiну вiд простого складається в основному з монокальцiйфосфату i є концентрованим добривом, яке мiстить 40-50% Р2О5, а це в 2-3 рази бiльше, нiж в простому суперфосфатi.
Апаратне оформлення виробництва подвiйного суперфосфату майже таке ж, як i для простого суперфосфату (вiдмiннiсть в конструкцiї змiшувачiв та камерах безперервної дiї). В деяких схемах виробництва подвiйного суперфосфату затвердіння пульпи пiсля змiшувача відбувається на стрiчковому транспортерi, яким транспортують продукт на склад.
Нітратні добрива
Більшість нітратних добрив отримують синтетичним шляхом: нейтралізацією лугів кислотами. Вихідним матеріалом для нітратних добрив є сульфатна та нітратна кислоти, карбон(IV) оксид, рідкий або газоподібний амоніак, кальцій гідроксид. Нітроген знаходиться в добривах в амонійній, амідній та нітратній формах. Всі нітратні добрива водорозчинні та легко засвоюються рослинами. Проте вони дуже легко переносяться в глибину ґрунту, нижче кореневої системи рослин, і стають для рослин недосяжними.