Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
Получение аммиачной селитры конверсией нитратных растворов
В ряде производств получаются растворы нитратов кальция и магния, переработка которых в твердые продукты не представляется целесообразной. Это относится также к растворам нитрата кальция, получающегося при азотнокислотном разложении фосфатов (см. гл. XXXV).
В качестве примера можно привести раствор следующего состава (в г/л): 41,8 СаО, 23,9 MgO. 3,7 МпО, 1,27 S04, 80 No64, 22,0 NaMM (NH4N03).
Переработку таких растворов целесообразно осуществлять конверсией нитратов карбонатом аммония:
Ca(N03)2 + (NH4)2C03 = СаСОз + 2NH4N03
Образующийся раствор упаривают и кристаллизуют NH4N03. Использование для этого газообразных NH3 и СОг связано с трудностью регулирования реакции конверсии и значительными потерями двуокиси углерода 162. При использовании раствора (NH4)2C03 концентрацией 27% (125—135% от стехиометрического количества) и подогреве исходных растворов до 60° конверсия с образованием кристаллических осадков карбонатов практически завершаете в течение 30 мин163. Основной фильтрат содержит 200—250 г/. NH4N03, 8—10 г/л NH3, 5—10 г/л С02, 0,5—1,5 г/л Mg. Промыты карбонатный шлам содержит 60—65% влаги и 1,2—1,5% общег азота (во влажном). Содержание связанного азота в карбонатно шламе в пересчете на аммиачную селитру составляет 8—10% NH4NO3. Часть связанного азота присутствует в шламе в виде двой ной соли MgC03-(NH4)2C03-4H20, плохо растворимой в воде ; в растворах аммиачной селитры. Карбонатный шлам может быт использован в качестве удобрения или обработан известковым мо локом с последующей отгонкой аммиака:
MgC03 • (NH4)2C03 • 4Н20 + Са(ОН)2 = 2NH3 + 6Н20 + MgC03 + СаС03
Применение промывных вод и части основного фильтрата дл приготовления раствора (NH4)2C03 позволяет повысить концентра цию растворов аммиачной селитры на 3%, что приводит к сниже нию расхода греющего пара для выпарки на -— 16,5% 164-
Переходящие в раствор нитрата аммония примеси солей магния кальция, а также солей тяжелых металлов вызывают вспенивани при выпаривании раствора. Примеси солей магния могут быть вы делены в значительном количестве из основного фильтрата избыт ком (NH4)2C03165. Выпаривание раствора до плава (96—98° NH4NO3) с предотвращением пенообразования осуществляют путе предварительной выпарки раствора до концентрации 55—65°/< NH4N03 и подкисления выпаренного раствора азотной кислотой нейтрализуемой далее газообразным аммиаком до слабощелочно реакции 166.
Примеси других солей, остающиеся в растворах (после очист ки), улучшают физические свойства готового продукта, но обра зуют отложения осадков на греющих поверхностях выпарных аппа ратов. Основным компонентом, входящим в состав осадка, являете сульфат магния. Его можно выделить при обработке раствора ди аммонийфосфатом 167.