Балаковские минеральные удобрения

Перспективным является способ получения аммофоса, называемого эндогенным, с практически полным использованием теплоты реакции. Нагретая за счет теплоты нейтрализации до 180 - 200 С суспензия распыливается через форсунку в башню, где поддерживается атмосферное давление; вода из перегретого раствора мгновенно удаляется за счет самоиспарения при одновременном охлаждении массы; образуется порошкообразный аммофос. 

Одним из способов получения аммофоса этой группы является применение распылительной сушки аммофосной пульпы и гранулирование продукта последовательно в горизонтальном смесителе и окаточном барабане с окончательным высушиванием продукта в барабанной сушилке. Эта схема признана недостаточно удовлетворительной вследствие экстенсивности работы распылительной сушилки. В этом аппарате совмещены процессы обезвоживания аммофосной пульпы и гранулирования аммофоса. 

Одним из перспективных способов получения аммофоса является распылительная сушка пульпы, полученной нейтрализацией аммиаком неупаренной фосфорной кислоты. 

Один из новых способов получения аммофоса связан с улавливанием SO2 из низкоконцентрированных сернистых газов металлургических предприятий, а также с очисткой дымовых газов ТЭЦ, содержащих 0 3 % SO2 и более. 

Основными стадиями технологического процесса получения аммофоса из неупаренной кислоты являются: ступенчатая нейтрализация кислоты аммиаком последовательно до рН 3 и 5, выделение воды из аммофосной пульпы, гранулирование продукта, сушка гранул и их сортировка по размерам частиц. 

При применении с целью получения аммофоса экстракционной фосфорной кислоты, загрязненной примесями, в процессе нейтрализации ее аммиаком, по достижении рН 4 - 5, выпадают в осадок фосфаты железа и алюминия. 

Существующие в настоящее  время методы получения аммофоса отличаются друг от друга применением фосфорной кислоты различной концентрации и способами удаления воды из аммофосной пульпы. 

Графический анализ технологических  показателей процесса получения аммофоса по обеим схемам позволяет определить состав нейтрализованных комплексов и соотношение жидкой и твердой фаз в этих комплексах на основных этапах процесса нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком. Для первой схемы были определены составы нейтрализованных комплексов, поступающих во второй сатуратор и в аппарат АГ. 

На рис. изображена схема получения аммофоса из предварительно упаренной экстракционной фосфорной кислоты. Насыщение аммиаком производится в трех аппаратах - реакторах с мешалками, через которые реакционная масса протекает последовательно. Для этого они установлены каскадом. Аммиак подается в два первые реактора. В первом реакторе происходит особенно сильный разогрев реакционной массы вследствие выделения тепла нейтрализации. При этом фосфорную кислоту нейтрализуют не полностью, а лишь на 80 - 85 % ( в расчете на моноаммонийфосфат), ибо полная нейтрализация привела бы к чрезмерному загустеванию пульпы. Во втором реакторе насыщение аммиаком ведут до образования 10 - 20 % диаммоний-фосфата. Так как диаммонийфосфат растворим лучше, чем моноаммонийфосфат ( см. стр. Из последнего реактора пульпа поступает в шнеко-вый смеситель, где смешивается с большим количеством ( 200 - 350 %) высушенного продукта. 

На лабораторной установке  проведено исследование процесса получения аммофоса путем нейтрализации фосфорной кислоты газообразным аммиаком. 

В полузаводских условиях разработана схема получения аммофоса о применением упаренной экстракционной фосфорной кислоты из флотконцентрата чилисайских фосфоритов. 

Значительно больший интерес  для нас представляет процесс получения аммофоса с использованием распылительных сушилок. Этот интерес определяется не только тем, что внедрение этого процесса позволило устранить главный недостаток предыдущего процесса - многоретурность, но, главным образом, тем, что он был первым отечественным промышленным процессом для получения аммофоса из низкокачественного каратауского сырья. 

В НИУИФ разработан способ для промышленного использования  отбросных сернистых газов цветной металлургии с получением аммофоса. 

Полученные данные могут  быть использованы для разработки условий  интенсификации производства экстракционной фосфорной кислоты, предназначенной  для получения аммофоса и других концентрированных фосфорных удобрений.

Нитроаммофоска производится ретурным способом с гранулированием в аммонизаторе-грануляторе (АГ) по схеме, приведенной на рис. Х-8 для получения аммофоса. Производство нитроаммофоски по этой схеме отличается от получения аммофоса дополнительным введением в. 

Для получения аммофоса из низкосортных фосфоритов предложен способ разложения низкокачественных фосфатов растворами кремнефторида аммония.

Производство аммофоса осуществляется по ретурной и безретурной схемам. Для получения аммофоса по ретурной схеме целесообразнее использовать частично упаренную фосфорную кислоту, так как при этом уменьшается количество ретурного продукта, направляемого на гранулирование чтобы предотвратить налипание материала на стенки гранулятора.

Так же как при получении  двойного суперфосфата, при получении  аммофосфата химическая энергия фосфорной кислоты используется для разложения дополнительного количества фосфатного сырья с получением фосфатов кальция. Так же как при получении аммофоса непрореагировавшая свободная фосфорная кислота нейтрализуется аммиаком с получением фосфатов аммония. 

Нитроаммофоска производится ретурным способом с гранулированием в аммонизаторе-грануляторе (АГ) по схеме, приведенной на рис. Х-8 для получения аммофоса. Производство нитроаммофоски по этой схеме отличается от получения аммофоса дополнительным введением в. 

Был произведен физико-химический анализ системы фосфат - сульфат  аммония - вода и исследовано влияние  кремния, железа и алюминия на состав и свойства твердых фаз (Тр). Под руководством были построены и испытаны крупные опытно-заводские установки по получению аммофоса. Теперь это производство иромышленно освоено. 

В настоящее время на коксохимических  заводах организуется выпуск фосфатов аммония вместо сульфата аммония. Применение экстракционной или термической фосфорной кислоты, вместо серной кислоты, для улавливания аммиака коксового газа и получения аммофоса или диаммофоса экономически эффективно. 

За счет интенсификации и  совмещения стадий гранулирования и  сушки в аппаратах БГС и  РКСГ также наблюдается снижение технико-экономических показателей получения аммофоса. 

Нитроаммофоску получают в СССР из концентрированной экстракционной фосфорной кислоты ретурным способом с гранулированием в аммонизаторе-грануляторе по схеме, аналогичной схеме получения аммофоса. Для получения нитроаммофоски по этой схеме в аммонизатор-гранулятор вводят дополнительно концентрированный раствор нитрата аммония и кристаллический хлористый калий. 

В экстракционной кислоте  содержатся примеси, выпадающие в осадок при нейтрализации кислоты в  виде фосфатов железа, алюминия и других соединений. Чтобы не загрязнять аммофос, процесс нейтрализации ведут  в две ступени: сначала - удаление нежелательных примесей, а затем - получение аммофоса.

Значительно больший интерес  для нас представляет процесс  получения аммофоса с использованием распылительных сушилок. Этот интерес  определяется не только тем, что внедрение  этого процесса позволило устранить  главный недостаток предыдущего  процесса - многоретурность, но, главным образом, тем, что он был первым отечественным промышленным процессом для получения аммофоса из низкокачественного каратауского сырья.

Диаммофос [ ( NH HPOJ содержит до 53 % фосфора ( Р205) и около 21 % азота. Заслуживает внимания испытание его в качестве припосевного удобрения. Технология получения аммофоса и диаммофоса состоит в насыщении аммиаком фосфорной кислоты.

Анализ данных с позиции выбора вариантов сравнения затрат может привести на первый взгляд к выводу о несопоставимости условий производства удобрений. Аммофос в указанном сравнении полностью вырабатывается из фосфорной кислоты, получаемой из апатита, в то время как в производстве двойного суперфосфата применяется до 25 % фосфора из более дорогого фосфоритного концентрата. Однако такое сравнение является обоснованным и обусловлено оно тем, что использование концентрата для производства суперфосфата является технологической необходимостью, так же как использование аммиака для получения аммофоса. Поэтому сравнение вариантов, например, при частичной эквивалентной замене фосфорной кислоты из апатита в производстве аммофоса на кислоту из фосфоритного концентрата неправомерно. 

Расчетное изменение содержания воды по стадиям процесса при получении  аммофоса и диаммофоса показано на рис. VII-4.

Расчет выполнен применительно  к переработке ЭФК из апатитового  концентрата. Как видно из рисунка, за счет тепла химической реакции  на стадиях форнейтрализации и донейтра-лизации в грануляторе испаряется 315 5 и 629 5 кг воды на 1 т Р2О5 продукта при получении аммофоса и диаммофо0са, соответственно.

Заводским путем получают и диаммофос, содержащий до 57 % фосфора  и около 22 % азота. Заслуживает внимания испытание его в качестве припосевного удобрения и для других растений. Диаммофос - самое концентрированное из сложных удобрений: 1 ц его заменяет 3 ц суперфосфата и 2 / з ц аммиачной селитры. Технология получения аммофоса и диаммофоса состоит в насыщении аммиаком фосфорной кислоты. 

При 95 - 102 и трех-четырехкратном избытке 35 - 45 % - ного раствора NH4F против стехиометрического количества апатитовый концентрат разлагается в течение 2 - 6 ч практически полностью. В последнем случае остается раствор, из которого получается аммофос, содержащий, например, - 58 % Р2О5 и - 15 % N. Из CaF2 фтористый аммоний может быть регенерирован гидротермическим. СаСОз и др. Сырьем для получения аммофоса по этой схеме являются только природный фосфат и аммиак - расход кислотного реагента ( серной кислоты) полностью исключается. Потери фтора при регенерации его из фторида кальция и криолита, а также с раствором фосфатов аммония компенсируются за счет фтора, содержащегося в природном фосфате. Остальная часть этого фтора может быть выпущена в виде фторидов - CaF2, A1F3 ( см. ниже) или других.

При этом образуется осадок гипса, фильтрующий лучше, чем при  разложении в отсутствие иона аммония, и производительность фильтров значительно  увеличивается. Улучшается на 1 - 1 5 % и  степень отмывки кислоты от осадка. Реакционный раствор после разложения фосфата становится более кислым, чем до разложения, и, после отделения  гипса, его нейтрализуют аммиаком для  перевода вновь образовавшейся кислоты  в моноаммонийфосфат. Затем часть этого раствора вместе с частью суспензии гипса возвращают в первый сернокислотный экстрактор, а остальную часть после аммонизации до требуемой степени высушивают дляполучения аммофоса. 

В веществам, используемым п качестве добавок к макроудобрениям для обогащения их микроэлементами, предъявляются определенные требования. Они должны иметь достаточно высокое содержание микроэлемента и не оказывать отрицательного действия на физико-химические и механические свойства основных удобрений. Этим требованиям соответствуют концентрированные технические соли ( сульфаты меди, цинка, марганца), а также борная кислота и молибдат аммония. При введении микродобавок необходимо обеспечить их равномерное распределение в основном удобрении. Например, при получении аммофоса с добавками меди и цинка микроэлементы вводят на стадии нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком. При этом медь и цинк образуют соединения, способствующие упрочнению гранул продукта.

Специфика рынка  минеральных удобрений

Минеральные удобрения по-прежнему остаются одним из наиболее эффективных способов повышения сельскохозяйственной продуктивности, хотя применение новых технологий посева и более эффективное использование сельскохозяйственного оборудования тоже играют не последнюю роль. Применение удобрений также является фактором повышения урожайности. До тех пор пока экономика производителей остается благоприятной, спрос на минеральные удобрения будет оставаться высоким.

Рынки различных видов  минеральных удобрений обладают своими специфическими особенностями. Азотные удобрения являются наиболее распространенными в мире,  за ними следуют фосфатные и калийные удобрения. Доходность производителей азотных удобрений довольно низка из-за широкой доступности материалов для производства (основным является газ) и большого количества игроков на рынке. Строительство новых мощностей по производству 1 млн.тонн аммиака в год стоит около $1 млрд., а срок строительства составит 3 года. 

Рынок калийных удобрений, напротив, высококонцентрирован между небольшим количеством крупных игроков: российско-белорусский трейдер БКК и американо-канадские компании Mosaic, Agrium и Potash Corp производят около 65% мирового объема хлорида калия (основной компонент для производства калийных удобрений)  в мире на данный момент. Запасы калийных солей очень ограничены, что поддерживает цены на данный вид продукции. К тому же, чтобы начать разработку месторождений мощностью 2 млн.т. нужно инвестировать около $2.8 млрд., а для начала эксплуатации потребуется около 7 лет.

Фундаментальные особенности  рынка фосфатных удобрений находятся посередине между азотными и калийными.

Фосфатные удобрения

Цены на основной фосфатный  нутриент, диаммонийфосфат (ДАФ), росли очень высокими темпами в 2010-2011гг. отчасти из-за роста цен на производственное сырье (апатитовый концентрат), но в основном за счет рекордного роста импорта в Индию и снижения экспорта китайских производителей.

Ожидается, что цены на ДАФ снизятся на 12% в 2012г. до $550/тонну (FOB

побережье США). Во-первых, текущая  рентабельность производителей апатитового концентрата и ДАФ неустойчива из-за введения большого количества новых мощностей в Саудовской Аравии (введение в коммерческую эксплуатацию завода Maaden в 2012г. увеличит объем мирового предложения на 25%). Вторая причина заключается в том, что Индия, на долю которой приходится более 50% от общего мирового импорта, восстанавливается после снижения своего внутреннего производства ДАФ более чем на 15% до 3.5 млн. тонн в прошлом сельскохозяйственном году, закончившимся в марте 2011г. Мы ожидаем, что объем производства в Индии вернется к уровню 2010г. в 2012г., еще сильнее увеличив проблему перепроизводства ДАФ в грядущем году. Тем не менее, структура затрат