автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Усовершенствование технологии получения простого суперфосфата с применением плавленого трикальцийфосфата

РГ6 од

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

На правах рукописи

Б РАХИМ ШОКРИ БЕН МОХИДДИН

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОСТОГО СУПЕРФОСФАТА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАВЛЕНОГО ТРИКАЛЬЦИЙФОСГЛА

05.17.01 — Технология неорганических веществ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Д^осква 1993

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете имени Д. И. Менделеева.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Кармышов В. Ф.; кандидат технических наук, доцент Ермаков В. И.

Официальные оппоненты: доктор, технических наук, профессор Кононов А. В.; кандидат химических на^к Казак В. Г.

Ведущее предприятие: завод «Реатекс».

Защита диссертации состоится 1993 г. в (0~ час на заседании специализированного Ученого совета Д 053.34.10 в Российском химико-технологическом университете им. Д. И, Менделеева (125190, Москва, А-190, Миусская пл., 9), в ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-информационном центре Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева,

Автореферат разослан _ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

И, Н. КАМЕНЦУ К,

03?.ая хгрздтеркеткка работы Актуагакоста рзбот Простой суперфосфат является универсальным удобрением, который применяется во всех почвен-но-клпматических зонах и для всех культур. Действующим началом простого суперфосфата являете:! кальцкйдигидрофосфат. Хотя ¡сонцзнтрацмя питательных вегдзетв в простом суперфосфате иигв, чем о двойной, но он содержиг серу, которая необходима для почвы, Однако в настоящее время расширение производства простого суперфосфата не планируется в связи с неблагоприятно!"! экологической обстановкой, связанной с выделением неорганизованных выбросов Фгореодер.гзщих ' газов на складе вызревания £

продукта.

В связи с этим разработка способа получения простого суперфосфата в условия:-: загустевших пулы; со снижением или дккевдацией неорганизованных вибросов фтора в газовую фазу прп сохранен::;! качества продукта является актуальной. Обзор современного состояния волоса показал, что уменьшение степени выделения фтора мокко достичь за счет введения добаво;:, связкзао-вдх фгор. Однако их применение ограничено из-за снижения качества продукта. Использование в качестве добавки плавленого трн-кагшйфссфата известно только в технологии получения кер^ор-ого тюкальциПЗоефйга, т. е. в условиях высоких концгигрзиий , кпэках температур процесса и отсутот'п 30« вняопз.

Пз.-я> р-.Спт Целью настоящей работы явились выявление осяой'йя аеганомерностейи разработка на их основе процесса по;:г-'-нкя простого суперфосфата со снижение» или ликвидацией неорганизованных выбросов фтсра при переработка апатита и низкосортного тунисского фосфорита.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:

- получить экспериментальные данные по влиянии . степени замени апатита плавленым трикальцийфосфатом (ПТКФ) на содержаний ]?><£ уев, в готовом продукте и обосновать оптимальную степень замени , обеспечивавшую требуемое качество продукта,а также условия ее достижения;

- путем графических построений и расчетов в равновесной системе СаО - Р0СЦ- \USiFe- Н^Р выявить влияние добавки ПТКФ

г>

Кг

на состав и количество равновесной квдкой фазы простого суперфосфата в услогиях вызревания продукта на складе;

- получить экспериментальные данные по елиянию выбранного оптимального количества добавки ПТКФ на степень перехода фтора в газовую Фазу и переход Г2С5 в усвояемую форму на различных стадиях процесса. Выбрать оптимальный технологический режим и схему переработки апатита и низкосортных тунисских.фосфоритов;

- провести ка основе экспериментальных данных расчет материальных балансов процесса и установить расходные норны по сырь», серноя кислоте л ПТКФ. обеспечивающих отсутствие выделения неорганкгоЕанных'выбросов фтора г гагсеую Фазу; .

- исследовать физико-химические характеристики готовых продуктов с целью оценки их фазового состава и гигроскопических свойств.

Научкая ловкзна. Путем технологических расчетов впервые получены данные о влиянии добавки ПТКФ в количестве 0 - 100 X от стехиометрии на содержание Р^О^уов. в простом суперфосфате, Которые позволили обосновать оптимальную степень замены при требуемом качестве продукта. С испольаоЕаниеы графоаналитического метода впервые установлено влияние добавки ПТКФ на равновесный состав и количество жидкой фазы простого суперфосфата в процессе вызревания. Полученные данные позволили обосновать химизм действия добавки.

Впервые получена физико-химические данные по составу простых суперфосфатов-« добавкой ПТКФ. .

Прагпмеска:) цтйхз&Ь. Предложена и разработана технология получения простого суперфосфата из апатитового концентрата ( 0 5 - 39.4 % ) и низкосортного тунисского фосфорита ( Р^С^ -27.6 X) .обеспечивающая ликвидацию неорганизованных выбросов фтора .в газовую фазу.

йпробацда« работа Результаты работы докладывались на семинаре кафедры ТНВ.

%3;ш;:а1$31 По теме диссертации опубликовано 2 статьи

(Шъ&л а муктура доссерт&цзд. Работа .изложена на страницах машинописного текста и состоит из.введения, литературного обзора, экспериментальной части, выводе®. и научно-практических рекомендаций по использованию работы.

Работа включает ¿^таблиц,рисунков; содержит дополнительно /г??^страниц приложений и список цитированной литературы,

включаххчй наименований работ советских и зарубежных авторов.

Ос-гргпштэ

1. ¿игывэтюссздэ сбзор. В данном разделе диссертации проведен анализ литературных данных о качестве простого суперфосфата и систематизированы основные требования к продукту и технологическим схемам его получения. Отмечены основные недостатки, .сдерживающие развитие данного производства.

Рассмотрены и систематизированы сведения о связывании фтора в системах, содержащих

Сформулированы общая задача, конкретные направления и со* держание исследований.

Г.Пст 2. пгчшра доб«?*» ккзалгцого тргоага-

íccfcxa (rr»!*í) sea пзцяаза пргстего оутгор^згЗага и Еедюэ-

2 а j-агешэ (Ü23?.

В настоящем разделе представлены расчетные данные- по влияний добавки ПТКФ ksP процентное содержанке манокальцийфосфата 8 готовом продукте, обеепечиваюке-з Г^Сдусв. в нем не менее 19 %, а такаа влияние добввр на реакционную- способность скеси и содаркаяи? фтора в'жидкой фазе простого суперфосфата при вызревании продукта на складе. Полученные данные позволил! обосновать целесообразность использования ПТЬМ>.

2. i. сгосяовдзя вдж5заг.гкпз гтшз.

Анализ литературных данных показал, что использование до-бапок, связыва!с1?1х фтор в жидкой фазе монокальцийфосфатноП пульпы за счет осаждения солей типа bfenSiFq,является наиболее аффективным приемом с точки зрения ликвидации выделения фтора а газовую фазу. Однако все кзвествные осаднтели не содержат Pg€u, что приводило к сникни» качества продукта.

В настоящем разделе наыи расчетным путем получены данные по влиянию добавки ПТКФ на реакционную способность фосфата и вероятность связывания Фтора сырья в гадкой фазе пульпы. С этой целью нами рассчитаны составы исходных смесей апатита и ПГКФ на содержание B¡ Од в солянорастворимой форме и соотношение F : SsOg при степенях замены, равных Ю, 20, 60, ВО и 100 Z. В качестве исходных компонентов использованы апатит составаД; Р9С^общ. - 39,4 ; СаО общ. - 49,3 ; F - 3.0 ; Si02--1,5 ;иПТКФ: Р^О общ. - 29,2 ; - 23,7 ; СаО общ. - 47,2 ; СаО с. р, -

- 4 -

43,0 ; F - 0,03 ; Siû - 11,2.

Полученные завдаимости представлены на рис. 1-Е.

F/SiOp кнсл. см (вес.) Р?0,-с.р. (% огн.)

2

2 5

s-,4'100

20 é éo èo ïoo 80 zd 40 бб вЬ ibo

степень замены,% о*н. степень замены , % о?и.

Ркс. 1. Влияние степени замены Рис.2. Влияние степени за' на соотношение Fcm./ЗЮ,, см. . йены на коэффициент реакционной

способности смеси.

Из анализа рис.1 следует, что в фосфорнокислотных пульпах, полученых из апатита, не весь фтор связан в виде аниона SiFg. Введение ПТКФ обеспечивает полное связывание фггора в присутствия избытка кислоторастворимого Si0o. Данное обстоятельство позволяет нам утвервдать, что фтор практически будет связан в ■ виде аниона SiFg" и при определенных температурно-концентрационных условиях, отвечающих системе СаО - EjOg ^0,модет уюныааться в- жидкой $гзе простого суперфосфата за сче? частич-"ой кристаллизации и изменения состава жидкой фазы. На рис. 2 представлена зависимость влияния степени замены на реакционную способность смеси, которая определяется долей солянорастворимой формы В, 0 g в ней. Из рис. 2 следует, что введение ПТКФ увеличивает реакционную способность смеси при всех степенях замены.

2. £. Определимо влияния добавки ПТКФ на качество продукта.

С целью оценки влияния степени замены апатита ПТКФ на содержание Р^О^усв. в готовом продукте, нами рассчитаны материальные балансы процессов при степенях замены 10, 20, 50, 80. и 100 %.. В основу расчетов положен принцип постоянного содержания

1,0 0,9 0,0 0,7

CaSOi на единицу Р¿^продукта, выралншип через постоянный расход ЮСй-ной серной кислоты, равный 1,7 вес. ч/вес. ч Р^О^ продукта. Выбор данного положения основывался на получении при всех степенях замени апатита продукта с постоянным содержанием P,Q.ycji. = J9 %, Расчеты материальных балансов представлены в работе, В качестве критерия выбрано отношение СьО связ. /СаО ' общ , где СаОевяз. - СаО мкф + СаО ангидрит. Данное отношение позволяет оценить при постоянном содержании СзЗО^процентнае содержание ионокальцийфос!;«^ в продукте, а следовательно и содержание -РрО^усв. Подуч/Нг'ая расчетным путем зависимость представлена на рис. 3.

СаОсвяз. /СаО см Рис. 3 . Влияние степени замэ-

Ч вы апатита на ПТКФ на соотнога-

"ч,. низ СаО связ. /СаОобР, Постomums

условия: расход IbSO.j - 1,7 sec. ч Саг)/ сес. ч Р q. Фосфдта .

степень'замены %

йз анализа рис. 3 следует, что при постоянном расходе серной кислоту на единицу E>Og продукта увеличение степени замены более ю % по весу приводит к сшюввиэ соаоргания твокавыцй-фосфата в смеси за счет появления свободного СаО. Наличиз сео-бодкого СаО приводит либо к ретроградации монокальцийфосфата в дикальцийфосфат.либо требует введения дополнительного количества серной кислоты, что тшеиз приводит к снижений доли монокаль-цийфосфата в продукте и к более низкоыт процентному содержании нормируемого показателя качества - I^Qj уев. Кроме того, из гна-лиза полученной зависимости следует, что оптимальной степенью замены является~ю % по весу. В этих условиях отсутствует вероятность образования СаО своб.

Таким образом, полученные данные позволили сделать вывод о , тс», что замена апатита на ПТКФ рациональна; при этом оптимальная степень замены должна составлять не более 10 % от веса апатита при Норме серной кислоты не более 1,7 вес. ч (мнг) на 1 вес. ч Р Q сырья. Однако полученные данные не позволили сделать вывод о влиянии ПТКФ на равновесный состав жидкой, фазы просто-

го суперфосфата.

£.3. Графический шолиз скетааз СаО - Р 0 - Н Б!? - 11^0 с цэльн оценки влияния ПТПФ ка равиойес&о^ со?,ор:гл(Ью фтора в кздкой £азз простого суперфосфата.

Цель» графического анализа явилось выявление влияния степени замены апатита ПТКФ на состав жидкой фазы простого суперфосфата в условиях складского вызревания продукта.

Для этого выбрана система СаО - Р 0 - Н 51Е - НО при 60 С, представленная на рис. 4.

В основу анализа по диаграмме положено,что разложение апатита или его смеси с ПТКФ осуществляется сначала серной кислотой до фосфорной с 1-ая стадия), а затем оставшаяся часть смеси доразлагаетея фосфорной кислотой до образования монокальций-фосфата (2-ая стадия).

Вторая стадия процесса идет как в камере, так и в условиях вызревания продукта,!: характеризуется изменение» количества и состава жидкой фазы простого суперфосфата; при этом эти изменения связаны с насыщением жидкой фазы по монокальцийфосфату и фтору и кристаллизацией солей. В задачу наших исследований входило установление зависимости количества и состава жидкой фазы от степени замены апатита на ПТКФ. Для нахождения этой зависимости нами определены следующие расчетные параметры:

- отношение Р/Р£ О5 в смеси, характеризующее степень замены;

- отношение Р/Р Он процентное содержание Г в жидкой фазе разложенного комплекса в момент насыщения по фтору;

- количество жидкой фазы.

Для выполнения графических построений по определенна составов' суперфосфатов после разложения ками на основании материальных балансов определены составы исходных смесей по компоненте!! системы(представлены в работе) и нанесены на диаграмму в виде фигуративных точед Г см, !| см, Р, см, ¡^см , ^см, Р ткф.

Далее получены составы разложенных комплексов после проведения второй стадии процесса. Выбраны предельные состояния системы ( точка а ), Заракте^-ризующуеся полной кристаллизацией одной соли - мококальцийфосфата и насыщением жидкой фазы разложенного комплекса пэ фтору , и определены количество и состав этих -жидких <!вз по правилу-рычага. За единицу принято количество гадкой фазы, образующееся без добавки ПТКФ. Полученные данные но изменений состава жидких фаз представлены а -

Рис. б. Влияние степени замени на количество образующейся жидкой насыщенной фазы и содержание•в ней фтора:

1-количество насыщенной эдкой фазы;

2-содержание фтора-в насыщенной жидкой фазе.

20 40 60 80 100

степень замены 1

виде зависимости на рис. б.

Кз анализа рис. 5 следует, что замена апатита на ПТКФ обеспечивает снижение процентного содержания Фгора в растворе, насыщенном по монокальцияфосфату и фтору ( кривая 2), а таете уменьшает его количество ( кривая 1 ).

Таким образом , в результате графического анализа установлено, что введение ПТКФ в систему обеспечивает снижение процентного. содержания фтора в гадкой фазе суперфосфата,насыщенной по фтору. Это обстоятельство позволяет'утверждать, что равновесное парциальное давление паров фтора над такими системами будет ниже и количество фтора, выделяющегося в газовую фазу, будет меньше. Однако полученные выводы не позволяют оценить степень выделения фтора в газовую фазу , а такие место введения ПТТй в пульпу.

а Влияю© олткэдыяа добагки ЙПЮ га степопь сцдояеякя Спора в газэьу» ¿азу и содержанка Е, О ^гсв. в готовом продукт©.

В настоящем разделе представлены экспериментальные данные лабораторных исследований по влиянию добавки ПТКФ.в количестве /и 10 % по весу на степень выделения фтора, в газовую фазу и содер-таийэ Р,,С\- уев. в готовом продукте. ,

а 1." При йЬрЬргЗотпо апзлягавого кепцентрлта.

Экспериментальным-путем нами получены данные по степени перехода фтора в газовую фазу ( К пер ) к содержание Р^О^усв. в продуете на стадии разложения и на стадии вызревания простого суперфосфата из апатита с ЮХ-ной добавкой ПТКФ и без добавки, а такие при введении добавки на стадию разложения или на стадию вызревания. Полученные экспериментальные данные приведены на рис. 6 - 8. В опытах массовая норма серной кислоты составляла 1,66 -1,70 .

Из анализа зависимостей рис.6 следует , что при переработке апатита содержание-19 % В,0.усв. достигается только при норме 1,66 вес. ч/ вес.ч Р2<^ва ь - 10 суток. При этом степень выделения неорганизованных выбросов фтора составляет 47.7 X ( рис. 6 а, кривая 2 ), Снижение выбросов мокко достичь пу- ' тем увеличения норма серной кислоты ( рис. 6а, кривая 1 ). Однако увеличение Нормы снижает степень и скорость перехода

го _ о и

« я: с. >ь О.

•а

х

50 40

30

20

10

- Э -

в усвояемую форму ( рис.66).

Таким образом, путем изменения темпэратурно-коицзнтрацион-ных условий нельзя снизить неорганизованные выбросы фтора при переработка апатита.

б)

Р^О^усп. Л пасс.

2 4 6 О Ю 2Г, сутки Рис.6. Зависимость степени перейода фтора в газовую фазу (а) и содержания В, уев. (б) в готовом продукте от продолжительности вызревания пульпы С2Г):

1 - норма Н^БО^ 1,6 вес. ч/еос. ч Р2О5;

2 - норма Н.БО: 1,7 вес. ч/вес. ч Р„0

Ю^, сутки

2 4

2 5'

я >>

т о

а о.

а

30

8 Нго

в

й 10 £

н

и

10€Г сутнп

Рис. 7. Зависимость степени перехода фтора н Рз^усп. от продолжительности вызреванйя$5при переработка апатита с 102-ной добавкой ПТКФ в камеру. Нз рис. 7 представлены эзайсийости степени перехода фтора в

газовую фазу и содержания Р^С^усв. в продукте от продолжительности .вызревания "при введении 1ОХ-ной добаики ШКФ в камеру.

Из анализа зависимости следует, что введение ПТКФ в камеру позволяет снизить неорганизованные выбросы с 38-47 X до 17-20%; при этом продолжительность вызревания сокращается с 10 суток до 5 суток. Так, через 5 суток содержание Р О уев. в продукте

с)

05

ч

102» сутки

Г^т,

суткг:

Рис. 8. Зависимость степени Перехода фтора и содержание Р 0 уев. от продолжительности вызревания^суперфосфата при пере-р&бОтке апатита с 10 X - ной добавкой ТКФ в подкамерный продукт.

достигает значения 18,6 % и выделение фтора практически прекращается. Шмонение нормы серной вколоты в интервале 1,66 - 1,7 вес. ч/вес. ч Ро0^ продукта практически не оказывает влияния на степень выделения фтора, на ее снижение позволяет повысить процентное содержание Р 0 усе. в готовом продукте ( рис. 7 б, кривая 1 ). Введение ШКФ в подкамерный продукт не позволяет удучшитьдостигнутыз показатели процесса ( рис, 8 3, . . .: ■

Таким образом, экспериментальным путем установлено, что

введение оптимальной Добавки ПТКФ в количестве ~10 % по Бесу

в камеру позволяет снизить неорганизованные выбросы

.фтора в процессе вызревания на складе с 47 % до 20 %.,а также

сократить продолжительность вызревания с 10 до 5 суток. При этом

подача в -камеру и снижение' нормы кислоты до 1,66 вес. ч/

вес.' ч Р 0 продукта более предпочтительно. О

3. 2. Пря кзрэработиэ гзпз.чсссрткого тунисского фосфорита Экспериментальным путем нами получены данные по степени перехода фтора в газовую фазу и содержании» РоО^ уев. в продукте на стадии разложения и вызревания простого суперфосфата из тунисского фосфорита состава;% : Р-С^ общ. - 27,6 ; СаО - 42,22 ; Г - ?.64 при введений 102-ной добавки ПТКФ в камеру И подка-меркмй продукт при норме серной кислоты 1,66 вес. ч/вес. ч Е,О ^ продукта.. Полученные зависимости представлены на рис. 3.

Из анализа полученных зависимостей следует, что введение 10%-ной добавки" ПТКФ в камеру позволяет ликвидировать неорганизованные выбросы фтора в газовую фазу; ггри этом требуемое со-дер;*ание РзО^св. ( 15 + 1 % ) в готовом продукте достигается через 3 суток' вызревания на складе. Введение ПТКФ в педкамерный

то

продукт практически оказывае'ГУВлияниб на степень выделения фтора, при увеличении содержания Р?9- уев. в готовом продукте. ;

Рис.9. Зависимость степени перехода фтора»в газовую фазу (а) и содержания Р^сугсв. в'готовом продукте (С) от продолжительности вызреванияепрй переработк^тунисского фосфорита:

1 - без добавки; 2-е добавкой ПТКФ в камеру;

3-е добавкой ПТКФ в подкамерный продукт.

Таким образом, установлено, что введение 10%-ной добавки ПТКФ в смеси с сырьем на стадию разложения обеспечивает при переработке апатитов снижение в 2.25 - 2.75 раза неорганизованных выбросов фтора,а при переработке тунисских, фосфоритов -полную их ликвидацию. Однако для достижения требуемого содержа^

2 5 ' й

20 -1 • I »---»-

• 2 4 б 8 10

13 2 4 ' 6 8 10 £>

сугкп

- 12 - '

ния РоО^уев. в готовом продукте необходимо вызревание на складе В течение 3-5 суток. 1сделан вывод о целесообразности интенсификации процесса вызревания за счет введения стадии сушки.

8. з. ргкшшз суадни суияз т стсшкь адвмюшгз йзора в газовую ьзз" и содержал» У8®* ® иродуюро.

Экспериментальным путем получена данные по влиянию стадии сушки на содержание фтора-и Р£(^усв. в готовом продукте/ Сушку дсуществляли при 101? С до постоянного Еееа. Температурной обработке подвергали простые суперфосфаты, полученные при разложении апатитового концентрата в течение 1, 3 и 5 суток. Полученные экспериментальные данные представлены в табл.1.

■ Кэ анализа табл.1 следует, что суика подкамерных продуктов, полученных при раэлошша смеси апатита и ЮХ-иой добавки ПГКФ в' камеру, обеспечивает требуеюо содержание Р^о^усв. в готовом продукте, равное 19 % 1 % при норке серной кислоты 1,65 вес. ч 100% - кой К^ЗО^ва 1 вес. ч Р^э^а'в. фосфата. В то времл после вызревания продукта на складе сувка не оказывает практического влияния на основные показатели процесса. В табл. 2 представлены экспериментальное данные по влиянию стадии сушки ка основные показатели качества простого суперфосфата из фосфоритов.

Из анализа табл. 2 следует, что сушка подкамерных продуктов, содзркацах ШКФ, обеспечивает получение требуемого процентного содержания Р^0„ "усь. в готовой продукте, в то время как бес добавки "путем с у в-у не удается добиться нужного качества продукта по РрО^усв. Следовательно, сочетание стадии вызревания и сушки продуюоь не дает пояокнтелькых эффектов в отношении повышения процентного содержания Р уев.

На основании полученных данных установлено, что введение стадий сушки в сочетании с добавкой ГО'КФ в камеру обеспечивает интенсификацию..процесса разложения смеси и достижение требуемого процентного содержания РгО уев. в готовом продукте как при переработке апатита, так и низкосортных■тунисских фосфоритов.

Основываясь на данном заключении, нами предложена принципиальная технологическая схема процесса получения простого - суперфосфата, включающая смещение ПТКФ с апатитом, разложение смеси серной кислотой с последующей грануляцией и сушкой продукта.

Таблица 1

Экспериментальные данные по качеству простого суперфосфата из апатита ( при норме серной кислоты 1.65 вес. ч на 1 вес. ч ЕОЛ в условиях сушки •

1 1 Продолжительность вызревания, сут .....1

I N 1 |подкамерный | 1 3 5

I 1 г . Р2°5 Г Р2°.5 Г РгРб 1

1 1 1 ..... I 0.94 17.2 0.89 18.52 0. 91 19.0 0.86 19. 67 1

1 2 1 1 1.00 1 19.0 0.93 19.0 0.92 19.6 0.96 19.6 }

I - з | I | 0.99 14.8 0.90 18.2 0.90 19.0 0.7? 18.8 | I

Обозначения: 1 - апатит; 2 - апатит + 10% -ная добавка ПТКФ в камеру ; 3 - апатит + 10 % -ная добавка ПТКФ в Подкамерный продукт.

Таблица 2.

Экспериментальные данные по качеству простого суперфосфата из фосфорита (норма серной кислоты 1,66 вес. ч на 1 вес. ч ^ ) в условиях сушки.

1 1 N ■Ь Продолжительность вызревания, сут ■ 1

1 |подкамерный 3 5 10

1 1 г 1 Р2°5 > 23 Р Рё°5 |

1 1 1 11.36 1 14.4 1.47 с 15.0 (.54 16.0 1.51 16.3 |

1 2 1 11.45 1 15.6 1.61 16.1 1.64 16.8 1.68 18.0 |

1 з 1 11.54 15.5 1.60 16.2 1.61 16.5 1.62' 17.6 I •

Обозначения: 1 - фосфорит ; 2 г фосфорит + 10% - йая Добав- -ка ПТКФ в камеру ;3 - фосфорит + 10%-пая добавка ПТКФ в лодка-

■мернца продукт.

На основании экспериментальных данных в соответствии с материальными балансами рассчитаны расходные нормы исходных реагентов и оценены объемы газовой фазы на 1000 кг ЮОХ-ного ^О^'св. Полученные даяние представлены в таблице 3.

Таблица 3. Данные материальных балансов процесса I-----1

|Е;1д | Бид Расходные нормы на 1000 кг . I Газовая фаза,

|тех-|фос- | 100 X -ного Р205 | кг р/ЮООкг Р<>С^

• |нол. |сырья 1'--V-1—---&&

нз

| | ¡фоесырье ¡¡¿204 (миг) ПВД ! д выбросы £

(пред! 1 | £948 1969 " £00 | 36 отсутс. 35

Маг. |--1-:-1-

( | В | 4133 2387 414 I 64 отсутст. 54 !-1--1----*--1-

¡дей- (ала- | 3177 1987 --- | 2 53 55

|етв. |тит ( I

и

Обоеиачзикя г 1 - апатит + ПТК® ; £ - фосфорит + ГГГКФ. . Бреллагаеказ технология позволяет получить простой суперфосфат составаД : к» апатита - р£0^оба, - 23,7 ; Р £0$ уев. - 19,0 ; Г - 1,0 ! КЗ фосфоритов - Р^ОдООа - £0,6 ; ¡Рр 05 уев. - 17,3 ; Р - 1,9 . Пру 8том расход фоесыры? на единицу Р„ уев. в про-

г. О

дукте ешказтой, а расход серной кислоты остается на том ке уровне. Кроыз того, суммарное количество газовой фазы на 1000 кг Р£ О^ усв. продукта по предлагаемой схеь:е енншетей.

<5. .С^аэ-даагчэсикэ керщгозаккз еЗрсзцяа с}я»|фи^з5гоз. Б настоящем разделе представлены экспериментальные данные по фазовое/ составу., простых суперфосфатов, полученных с добавкой ГГГКФ и оценена их гигроскопичность.

С использованием рентгенографического анализа изучен фазо-,'вый состав трех образцов:

образец 1 - простой суперфосфат из апатита ; образец 2 - простой суперфосфат из апатита с 10% - ной добавкой ПТКФ в камеру;

' образец 3 - простой суперфосфат из фосфорита с 10% - ной

добавкой ЛТКФ в камеру.

Исследовал*« проводили с использованием -излучения в интервале углов рассешшч от 5 до 65". Чувствительность метода от 1 % и выес. Данию количественного рентгеиофазового анализа образцов предстгзлеиы в табл. 5.

Таблица 5.

Данние количественного рентгенофазового анализа образцов. _

I Образец 1 Фазовый состав, X масс. -!

i ICaUl Р0,> Ca5F(P°4)3 Са| CaSO^ 0. 5Н20 "CaG04 CaiiPO^iOpl

1 1 1 i 23.1 2.9 1.1 8.5 54.2 10.0 - (

1 2 1 | 23.9 7. 7 0. 9 8.2 51. Б 7.8 - f

1 3 1 I 19.7 9.1 0. 7 9.0 43.3 12.3 0.9 ■ ( i

1 - апатит + ПТНФ ; 2 - апатит ; 3 - фосфорит + ПТМ !"з гзэдаэа табл. 5 следует, что введение ПТКФ сниггаэт со-держаайв азразлояеиного фосфата с 7.7 до 2.9 7. % при этом содержание усвояемых форм Р-А^воэ растает. Содержание фгорсодержа-с*х соединений в образцах из фосфорита составляет 0.7 7. против 0.9 - 1.1 % из апатита. Установлено, что весь фггор представлен водонерастзоримьот солями.

еннода '

1. Исследован процесс получения простого супэрфэсфзта из апатитового концентрата ( 39. 4 % и низкосортного тунисского фосфорита ( 27,64 % Р20 ) в смеси с нлрвленн?! трккаяьциПфосфа-том (ГШ'?) по схеме, вклпчавдгй разлоетниэ фоссырья серной кислотой в катере с последующим вызреванием на складе и сушкой продукта.

2. Путем технологических расчетов установлено, что введение 1ТГКФ в с »ж с и с апатитом обеспечивает связывание фтора в виде аниона 51$-,а также повьиэкие реакционной способности смеси за счет увеличения Доли Р О в солянорастворимой фор!». Установлено, что оптимальное количество ПТКЭ должно, составлять, но более

- 16

10 % но весу походного сырья. .

3- Путем графических построении и расчетов в равновесной системе СаО - Р2 0^- Н^!^- 1К0 установлен механизм действия дрбавки ПТКФ. Показано, что введение ЩКФ снижает количество яидкой фазы простого суперфосфата, образующейся к ыомзнту полного разложения смеси серной кислотой, а также процентное содержание фтора.,

4. Экспериментальным путем установлена степень выделения фтора в газовую фазу и степень перехода усвояемую форму при введении оптимальной добавки ПТКФ- в условиях переработки апатита и тунисского фосфорита.

Установлено,что введение оптимального количества добавки ПТК5 при переработке тунисских фосфоритов обеспечивает снижение выделения фтора в газовую фазу на стадии вазраванип простого суперфосфата с 25 X до б % прд содержании Г^О^усв. в продуете не шнее 15 + 1 % } при переработке апатита с добавкой ПТКФ

дши . выделения фтора в газовую фазу снижается с <7 % до*й X.

5. Показано, что введение стадии суши подкаьэрных продуктов позволяем ликвидировать неорганизованные выбросы фгора в газовую фзэу при пзрерабсда» 'егдтита и тунисского фосфорита и снизить вреш • взаимодействия фосфата к серной кислоты с 3 суток до 2 часов при сохранении качества продукта

6. Предложена принципиальная 5бк:-;олэг"часка:1 схеыа арсцес-ик получения • простого суперфосфата о ликвидацией неорганизованных ЕЫОрссов флора. Рассчитаны расходные нормы по сырью, серкой кислоте и плавленом/* тркк&яьцийфоефату. Оценено количество газовой фазы в предлагаемом процессе.

7. Исследованы фнвико-химические свойства получаем* простых суперфосфатов с Использованием ПТКФ. Показано, что фтор в продуве Присутствует в виде водонерастворимих фосфатов, а гигроскопическая точка образцов составляет 75 - 60 X.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Шокри Врахим, Ермаков В. И., Кармышов В. Ф,, Спиридонова К. А. ^ Грижийа Е. Ф. и др. Ьйияние добавки трикальцнйфосфата на перераспределение фтора в процессе получения простого суперфосфата/ Сб.".научных трудов НЙУИФа, Вып. 262 - 1992. - С.5 - 14.

2. Шокри Врахим, Спиридонова И, А. , Ермаков В И. , Гришина Е. Ф. , КармышоЕ В. Ф. Изучение влияния добавки трикальцнйфосфата на распределение Р О й фтора в процессе получения простого суперфосфате / Сб. Звучных трудов МХШ т.Д.И.Менделеева, - 19Ш.