автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Кислотно-термическая переработка фосфоритов Центральных Кызылкумов

ч п »v.!« ц-^здп наук республики узбекистан институт удобрений

Иа правах руяоляса

давыдова еурия фуатобна :<1га:стк0-тее::ппеска,1 переработка зосзоиегоз

¡знтрашш кьшшмоз

05.17.01-Технслог2Я неоргаяическгх зещзств

автор 2.5 е ? а т

лзссерт^цгз на ссгсузнле ученсЗ степэнг . заполз?-*, тэхнз-. зсялх наук

ташкент - 1994

Работа выполнена в Институте удобрений Акздеки:; наук Республики Узбекистан.

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ - -член-корреспондент АН РУз, гокто;

химических наук, профессор Б.К.ЕЕГЛОЕ

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор технических наук, процесс-;

Д. 3. СЕРАЗЕТДИНОВ

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОШОНЕНТЫ: доктор технических науя.АМИРОВА А.ы.

доктор технических неук, профессор МАНСУРОВ П.Х.

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - Алмзлыкское производственное ооьвдгнекге

"Аммофос".

Запита состоится 16 июня 1994 года в 9 часов на заседании специализированного Совета Д 015.60.21 при Институте удобрений АН Республики Узбекистан.

Отзывы направлять по адресу 730047, г.Таккевт, ул.Ю.Ахунбгбаева 16. ,

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментально? библиотеке АН Республики Узбекистан (700170, г.Таокент, ул^-минова, 13).

Автореферат разослан "_* мая 19Э4 г.

Учений секретарь специализпроьагвого Совета

доктор хззьических наук Г.Г.ССИЧл1а1А

ОБЩАЯ .ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В Узбекистане создана крупная'-"'отрасль промышленности, производящая минеральные удобрения, базирующаяся на привозном из Казахстана сырье - фосфоритах Каратау. Расширение сырьевой базы фосфатно-туковой промышленности Центрально-азиатского региона является акзуальней задачей научных исследований, проводимых в НИИ, ВУЗах и на соответствующих предприятиях Узбекистана, Казахстана и Туркмении.

Такой минерально-сырьевой базой для производства фосфорных удобрений в Республике Узбекистан могут стать низкосортные фосфориты месторождения Центральных Кызылкумов, которые достаточно разведаны и оконтурены, но еще недостаточно изучены в плане пригодности известных и новых методов передела.

Эти фосфориты существенно отличаются по своему составу от фосфоритов Каргтау и Чилисая, содержат 17-19/' Рз°5» высококарбо-натны. При переработке кызылкумских фосфоритов значительно усложняется технологический процесс производства удобрений, отмечзется повышенный расход дефицитных минеральных кислот, в связи с чем использование традиционных кислотных способов переработка для низкосортных фосфоритов малоэффективно. Термические кетода не требуют применения дефицитных минеральных кислот, однако эти процессы из-за высоких энергетических затрат и специфики аппаратурного оформления их при высоких температурах пока еще реализованы в сравнительно небольших масштабах.

Определенный интерес могут представить комбинированные технологические процессы, сочетающие кислотные и термические методы. Они обеспечивают вчеокую интенсивность технологического передела, оконолшчнось и гибкость в отношении качества перерабатываемого сырья я используемой экстракционной фосфорной кислоты (3<Ж). Удобрения, синтезированные по этой технологии, относятся к экологически чистым, обладают пролонгирований; действие:.», т.к. конденсированные фосфаты, которые содержатся в них, являются метастабильпгали, вследствие чего они подвергаются гидролитической деградации, при которой образуются ортосЦосфеты.

Важным £ таинством фосфорных удобрений, содержащих конденсированные фосфаты, является более высокое, по сравнению с ортс-фосфатама, содержание фосфора. Применение конденсирозснЕчх фоога-

тов для удобрения полей позволит снизить расходы на перевозку, подготовку п внесение туков в почву. Изменением степени конденсации фосфора моано регулировать растворимость конденсированных ¿.осфатов и этпм повышать степень использования фосфора растениями .

Несмотря на явные преимущества кислотно-термического метода он до сих пор не использовался для переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов. Поэтому актуальны исследования, направленные на изучение кислотно-термического процесса применительно к фосфоритам Центральных Кызылкумов с получением продуктов различного назначения.

Цель работы. Целью работы явилась разработка технологии . получения кормовых и удобрительных фосфатов при пониженном расходе кислотного реагента кислотно-термическим способом на базе фосфоритов Центральных Кызылкумов.

В соответствий с поставленной целью были сформулированы следующие задачи: \

- установление химического состава продуктов в процессе кислотно-термического передела фосфоритов Центральных Кызылкумов в широком интервале температур и норм расхода кислотного реагента;

- термическая характеристика фосфоритов Центральных Кызылкумов в процессе нагревания, а также продуктов взаимодействия их с экстракционной фосфорной кислотой;

- исследования полноты использования кислотного реагента на начальной стадии разложения фосфатного сырья;

- исследование процесса взаимодействия фосфатног0~сйрья с.кислотой я с кислым полифосфатом кальция в реаиме плавления и при твердофазном взаимодействии реагентов;

- использование фосфоритов Центральных Кызылкумов для нейтрализации свободаой кислотности продуктов синтеза;

5 - разработка технологии конденсированных фосфатных удобрений кислотко-тормическим разложением фосфоритов Центральных Кызылкумов при пониженном расходе кислотного реагента.

Научная новизна. Автором лпервые получены данные о кислот-но-терлзческой переработке фосфоритов Центральных Кызылкумов в пирокоы интервале температур я норм расхода кислотного pea-

гента, найдены оптимальные технологические параметры эффективного его использования.

Получены новые данные о закономерностях превращений '¿осфа-тов при кислотно-термическом разложении фосфатного сырья. Выявлена роль температуры процесса на степень взаимодействия компонентов как при высоких, так и при низких'расходах фосфорной " кислоты.

Исследованием кислотно-термического разложения фосфоритов Центральных Кызылкумов в режиме спекания я плавления найдено, что продукты содержат до 60$ Р90г, полностью растворимы в растворе цитрата аммония (реактив Питермана) и ОДъ-ной соляной кислоте и практически не содерзат фтора.

Практическая ценность. Разработан способ получения фосфорсодержащих удобрений на базе фосфоритов Центральных Кызылкумов и неупаренной фосфорной кислоты, полученной аз этих же фосфоритов, при пониженном расходе кислотного реагента. Получены удобрения полифосфатного типа, которые очень эффективны на карбонатных сероземах Узбекистана.

При температурах П00-1300°С получены продукты, которые практически не содерчат фтора и могут быть использованы в качестве кордовых добавок в рацион яивотных.

Предложено использовать фосфориты Центральных Кызылку?.:эз для нейтрализации свободной кислотности в начальной стадии рэз-, лояеаия фосфатного сырья.

Апробация работы. Результаты работы бычп обсуждены на Зсе-республлканской конференции "Процессы-93" (г.Ташкент, 1993 г.).

Публикация. По томе диссертации опубликовано 6 к&учннх работ. . , о

Структура п объеи работы. Диссертационная работа лзлоионз на 150 страницах машинописного текста, состоит из введения, литературного обзора, трех глав экспериментальной части, зкводсв, содерда.га 19 таблиц, 34 рисунка, приложения. Список цитированной литературы включает 153 источника советских и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ОБСУКДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Термолиализ ¡госГгорлтэ Нейтральных Кызылкумов и продуктов взаимодействия его с экстракционной (тосТ'Орной кислотой.

Исследование процесса кислотно-термического разложения фос-

боритаз проводили в зависимости от вормы кислотного реагента и температуры с фосфоритом следующего состава (масс.$):

о- P2Oj Cao %0 EgOj Fg СС^ . н.о.

16,54 44,22 1,09 2,85 2,24 13,76 7,56

Расход кислоты рассчитывали на получение продуктов в дироком интервале составов с Е - 0,6-4,0, где Е = , образцы по-

лучали путем взаимодействия фосфорита с ЭФК. в течение 60 минут, при' температуре 70°С, затем ггльпу сушили при температуре 100°С до постоянной массы.

В целях получения общей картины термических превращена;; в продуктах взаимодействия фосфоритов с ЭФК проведена предварительная оценка путем изучения ряда образцов термогравиметрпческим методов .на дернватографе системы Паулик-Эрдей.

Для исходного фосфорита характерно удаление адсорбиров2Е!ю£, кристаллогидратной и конституционной влаги минералов при,мзсе?: до 340°С. Свыае 700°С вабладается рззлокение карбонатов. О'цая потеря массы дри температуре 1000° составила 19$.

Анализ термограма синтезированных образцов показал, что независимо oí ех состава перше два эндотермические эффекта сказаны с процессом удаления адсорбированной и кристаллогидратной влаги. Третий эндотермический эффект связан с процессом образования пояшерных соединений фосфора. Однако следует отметить, что на кривых ДТА образцов взаимодействия фосфорита с ЭФК наблюдаются изменения глубины отдельных термоэффектов, обусловленных влиянием нормы кислотного реагента. .

Так, на термограмме образцов состава сЗ<Е<4 нзблздоется заыетвое увеличение потери массы от 5 до 8$ в области низких температур (до 200°)." Это обусловлено тем, что наряду с удалением влаги, внесэнной с кислотой, происходит обезвоживание продуктов, образующихся в процессе взаимодействия исходного сырья с Э$К с получением уне дегидратированных фосфатов.

По мере увеличения расхода кислотного реагента (образин состава с 1,5 ^Е <2,5) кривые потери ысссы на термогра;.::лзх носят более крутой характер, е глубина эндотермического эгПектз возрастет. Так, для образца с Е = 1,5 потеря кассы до та-;лературн 300 составила 16,5%. По-видимому, в -данном случае алеет место более полное взаимодействие исходных компонентов с образование:.;

кислых полимерных фосфатов, что отражается на термограммах увеличением третьего эндотермического эффекта при температурах 300-35С°С. Характер кривых этих термограмм напоминает терйогрэмму монокальций фосфата.

При введении максимальной нормы кислотного реагента (Е=0,6) ¡ларяна :: глубина первого эндотермического эффекта резко увели-' чпззется, кривые потери массы имеет более резкий спад а значительно возрастает потеря массы образцом. Общая потеря массы .для образце о Е = 0,6 составила 30%. Термограмма этого образца по характеру приближается к термограмме яистой фосфорной кислоты, что свидетельствует о наличии з системе свободной фосфорной кислотн. ■

Так:::.: образом, анализ термограмм показал, что увеличение нор:-.к хлслотного реагента п температуры процесса влияет на глубину вз5ш:одеДстаня -го^дных компонентов а на характер образующихся продуктов. Причел, максимальный расход кислотного реагента .приводит к появлению в системе свободной кислотности дэгэ npi: eucckhx значениях тег.; пера ту р.

Нгяз приведена основные результаты исследования термической -дегидратации продуктов ззалмодзйствля фосфорита с Э£Х, лслучэн-нкх прп различных температурах.

Изучение кпслотно-тептггческого ^аздозення Згоатогнтоз Цснтнзльних Кмзылкуаоз з па роком интервале температур и •расхода кислотного азагевта.

Полученную фосссатно-кислуо пульпу с Е от 0,6 до 4,0 су^глг до постоянной массы при температурах I00-30Q°C. Как показали исследования, время сушка зависит от нормы кгслотного резгентз л темпере туры процесса. Я; мере ь ¿видения доли фосфатного еьгрэя з смесл, а такяе температуры их термообработки время су^кт умень--азтея. Так, прп температуре 300°С время сутки продукта с Й=1,С составило 4 суток, о продукта с Е=2,0 - 2 часа.

Для выявления характера процессов, протекавших лрг термообработке пульпы использован комплекс химических и <фпзико—хпкя— чеекггх методов анализа, как ¡И-сп-зктральяыД, рэнтгенофэзозы^ л хроуатогрэфачесгпй анализы. Содержание водорастворимых и цлграто-растзордааас ioL'j P20g з продуктах зазлеггт от S и температуры су:2.та. Чем Bi:u;e значения Е п температура, тем плнз содержание зодорасгЕосамнх форм ?90с- (табл.1; рис.1).

Таблица I.

Влияние температуры и расхода кислоты на содержание различных форм

Е ! Содержание РрОс- , изс.% !

продукта | р2о5 общ.! Р^ в5дн.!Р205 цитратн. [Свободная Р205

100 °с

1,0 50,18 41,48 45,24 18,12

1.5 44,01 35,01 39,13 6,42

2,0 40,14 26,14 29,15 0,94

200°С

1,0 57,62 27,07 55,35 1,36

1.5 50,71 19,77 46,01 0,68

2,0 42,95 ,П.36 31,27 0,26

чзоо°с

1.0 61,72 8,76 52,91 0,21

1.5 53,36 6,12 48,88 -

2,0 45,80 4,90 30,55 -

Резкое снижение растворимости продуктов в воде наблюдается для веществ, полученных при температуре 200°С, что указывает на протекание реакции дегидратации с образованием конденсированных фосфатов (рисДа). С повышением темперетэры процесса возрастает содержание цитратпорастворимых соединений фосфора (табд.1).

Содержание свободной кислотности зависит от полноты протекания процесса взаимодействия исходных компонентов. Повышение доли фосфатного сырья в продуктах и температуры их синтеза приводит к понижению свободной кислотности в исследуемых образцах. Как видно из рис.1 , у образца с Е=0,6 даже при длительной термообработке при температуре 300°С сохраняется свободная кислотность. Продукт с Е=1,0 требовал не столь длительной термообработки и при температуре 300°С уже почти не содержит свободную кислотность, т.е. в этом случае вся ЭФК вступила в реакцию. Полное связывание Э5К возможно такне и при сравнительно низких температурах (100-150°С), но для этого необходимо уменьшить

РасД. Содержание водорастворимой (а) и свободной (б), в зависимости от Е и температуры.

расход кислотного реагента (Е = 3-4).

Изменение температурного режима дегидратации позволяет повысить степень использования фосфатного сырья до 99,8$ с получением продуктов с регулируемым содержанием нитратно- и водорастворимых форм Р2О5 в удобрениях.'

■ Из вышеизложенного следует, что для повышения эффективности 'использования кислотного рсзгентз необходимо либо снпже.-пе зге расхода, либо повыаеяие температуры процесса.

Лля получения экологически чистых продуктов с содержанием фтора мепее 0,2^ был проведен синтез образцов в твердофазном режиме п в расплавах. Термообработку продуктов с Н = 1,2-2,5, полученных при 70°С, высуженных яри температуре 100°С, лрозо^гл:: в течение 30 минут при температурах 1ТОО-13СО°С (табл.2) с исследующей закалкой.

По полученным доннш, содержание водорастворимо® формы Р2О5 в готовых продуктах незначительно и колеблется от 7 до С повышение?* температуры я нормы расхода кислотного реагента количество цнт^гтнорастворпмол формы Р2О5 возрастает и лестнгаег 98$ для продукта с Е = 1,2. Содержание солянорзствсримой формы

^ полученных образцах высокое и колеблется от 70 до ¿9.3, На содержание лимоннорастзерлмой формы ?„0_ также зхгле? зор:.^ кг с-

Таблица 2.

Влияние Е и температуры синтеза Е2 растворимость фосфатных форм образца

Е ! °С 1 I ! водв. Относительное содержание ! цвтратн.! 0,4$ НС1 ! ! Р2°5 2%-вая. лимонная кислота

1,2 1100 II, II 69,91 89,93 49,98 спек

1200 12,29 93,36 92,18 55,11 сплав

1300 14,36 ; 27,48.; 98,64 77,10 сплав

1,6 ПОО 8,75 18,41 73,09 33,79 спек

1200 3,31 81,48 87,75 49,43 спек

'1300 10,87 87,01 88,43 65,66 сплав

2,5 1100 6,50 - 11,46 67,09 29,65 спек

1200 7,37 79,65. 79,01 55,91 спек

1300 8,67 86,98 4 89,72 82,32 спек

летного реагента в температура процесса, и увеличение этих значений приводит к повышению растворимости соединений фосфора. Ссдерз2ние фтора в подученных продуктах незначительно и не пре-выпает 0,1?.

Исследования процесса высокотемпературного кислотно-термического разложения фосфоритов показали возможность получения продуктов при минимальном расходе кислотного реагента (Е=1,6 и 2,5) при температуре 1200-1300оС. Полученные вещества является Бысекоконцентрированвши по содержанию Р20д продукта::!:, универсальными в применении, т.к..их монно использовать не только как удобрения, но и как кормовые добавки в рацион шзеотных.

Известно, что добавление к фосфориту Р205 в виде фосфорной кислоты или более богатых фосфорсодергащих сслей, катионы которых содеряатся в исходном сырье, оказывает полокительное влияние на разложение фосфоритов как- в случае твердофазной переработки, так и при плавлении. Поскольку продукты начальной стадии кислотно-термической переработки являются кислыми с высоким содер-гзннем Р20^ (табл.1), нами были проэедекы исследования по использованию пх в качестве кислотного реагента.

При получении обесфторенных фосфатов в реаиме спекания з качестве кислотного реагента был использован полупродукт с Е=1,5, полученный при 300°С. Кислотный рзагент смешивался-'с фосфоритом из расчета получения продуктов с содержанием 45;? Р905. Термообработку смеси проводили при температуре 11СО-12С0. °С с последующей закалкой в воде. Полученные образцы анализировали на содержание общей, соляно-, лимонворастворимой форм Р205> а такзо на содержание фтора Стабл.З).

Таблица 3.

Содеркание фтора и различных форгл Р20^ (мас.^) .. з продуктах, полученных спеканием смеси фосфорита с полупродуктом

Темпесатуээ, °С ! ОбЕ.ГВ 0,4^-нсй'.3 цитрате!Б 2^-ной лимов- ! Р.-,0~! РС1 ! аммония I ной кислота 1 г 0| с , | •1 т. г - I

псо 12С0 1300 44,12 44,66 44, Эо 35,30 21,16 . 33.87 24,01 40,03 31-, 50' 18,10 20,01 25,85. ' . 0,19 0,15 ' 0,10

Таким образом, результаты исследований покззывзит возможность использования кислых поддфосфатов кальция для разложения фосфорита з рзгжге спекания с получением продуктов, свойства которых: поззодяпт использовать их как яормсвыэ.фосфгты а удоб-" сепия. ' »

Пгсзедвкнгй цикл исследований показал возможность переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов з широком диапазона температур и норм кислотного реагента комбинированным кпелотно-тер-мпческпм методом. Однако проведение синтеза в области высоких температур сопряжено с большими энергозатратами и техническая слочнэст.1мп з аппаратурном оформлении. В связи с этим для реализации наиболее реален вариант получения продуктов з области "::з::::х температур с использованием существующих аппаратов для производства аммофоса :; а:.агофосйзта с необходимым дооборудовз-н;;ем технологического процесса.

По разу ль т~тау исследований выявлена эозмозлссть получения продуктов пр.; понзненноы расходе кислотного реагента (Е=1;5) прз температуре процесса 200-ЗС0°С.

Получение удобрений в условиях низкотемпературного режима и изучение их товарных свойств.

Поскольку наиболее.полное связывание кислотного реагента отмечено у продукта с Е=1,5, нами исследованы условия получения удобрения с таким отношением к сумме оксидов.

Изучение процесса сушки этого продукта показало, что процесс протекает неравномерно: сначала происходит интенсивное удаление влаги, а затем - значительное его замедление. Время сушки, зависит от температуры процесса: при температуре 100°С оно составило 24 часа, а при 300°С - 3 часа. Остаточное содержание влаги не превышало 1,0-1,5$.

Исследования вещественного состава продукта с В=1,5, синтезированного при оптимальной температуре сушки 300°С, проведены химическим, хрома?Графическим, рентгенофазным, ИК-спектральным и термогравиметрическим методами.

Хроматографированием на бумаге определен состав анионов полифосфорных кислот, полученных путем ионного обмена дегидратированного удобрения со смолой КУ-2. Продукт, синтезированный при 300°С, содержит линейные полифосфаты кальция. Количество хроматографиче-ских точек доходит до дяти, из них -наиболее сильно проявляется пятно, соответствующее триметафосфату кальция.

Результаты "хрома тографического анализа хорошо согласуются с результатам анализов другими физико-химическими методами. Синтезированный образец относится к конденсированным фосфатам линейного строения. ..._

Одним из. вакных товарных свойств удобрений является их гиг~ росяолкчвость*.Гигроскопичность продуктов сушки фосфатно-кислой пульпы зависит от "Е продукта и температуры сивтеза. Чем ниже температура синтеза и Е продукта, тем он гпроскопичнее. Регулируя отношение исходных ингредиентов и температуру, можно выбирать условия процесса для получения продуктов со стабильными физическими свойствам. Наиболее стабильными свойствами обладал -пслпфосфзт кальция с Е=1,5, синтезированшй при 300°С.

" На гигроскопичность продуктов влияет содержание свободной кислотности в образцах. Ее снижение возможно либо повышением температуры сушки, либо предварительной нейтрализацией свободной ?2'-'г. Однако, повышение температуры приводит к снижению содержания усвояеныг форм фосфора.

Нейтрализацию свободной кислотности кислых пульп осуществляли с помощью исходного фосфорита. В продукты с Е =0,6-2,0, полученные при температуре 80°С, вводили фосфорит из расчета 25-100 г. на 100 грамм фосфэтно-кислой пульпы и перемешивали в течение 60 мин. Затем образцы сушили при температуре от 100 до 200°С в течение 60 мин. Результаты исследований показали возможность осуществления процесса сушки продуктов при более низкой температуре, что стало реальным благодаря нейтрализации свободной кислотности молотым фосфоритом. Дополнительное введение фосфорита позволяет вовлечь в переработку большее количество фоссырья при низком расходе кислотного реагента с получением продуктов с хорошими физико-химического.свойствами. Эти данные позволили расширить интервал получения продуктов с оптимальным составом от Е = 1,5 до 1,9 и снизить температуру процесса до 200 С. (На рис.2 показано, как влияет дополнительнее введение фосфорита на содержание водо-, ци'тратнорастворимых форм РоО,-).

• __• • i » -----—

25 50 75 100 25 50 7S -foo

ДоБаВка фосфориту г.

Рис.2. Зависимость содержания водо- (при 100°С) и цитратно-(при 200°С) растворимых форм Pg05 в удобрениях от количества введенного фосфорита и Е.

По полученным данным, наиболее стабильный состав у продукта с Е=1,5, синтезированного при температуре 300°С, который монет быть получен непосредственным смешением Эй! с фосфоритом, либо путем нейтрализации более кислого продукта СЕ=1,0) исходным фосфоритом до состава Е=1,5 и термообработкой его при температуре 200°С. В синтезированном образце не обнаружено содержания свободной кислотности, а содернание водорастворимой формы Р2О5 значительно выше, чем у продукта, синтезированного при температуре -300°е.

Опытные испытания технологии полиДосФатов кальция на укрупненной лабораторной установке.

Укрупненные испытания по получению полифосфатов кальция проведены по двум вариантам получения удобрений: I - кислотным разлонениёы фосфорита в условиях В=1,5 с температурой суша при 300°С; 2 - введением в кислую пульпу с Е=1,0 фосфорита до состава с Е=1,5 и сушкой продукта при температуре 200°С. Состав полученных продуктов (мас.%) и относительное содержание форм фосфора в них (отн.#) приведены ниже:

Температура! Р205общ! З^Од усв.!Р205 вод.! процесса,°с] [ | 1 К усз. !К вод.Шримеча-! ! ние 1 1

300° 53,43 49,12 . 6,30 91,19 11,79 Односта-

процесс

200° 46,62 42,31 20,11 90,75 43,14 Ст^пенча-

цесс

т

Технико-экономический расчет эффективности получения полифосфатов кальция показал экономию сырьевых материалов - фоссырья и серной кислоты по сравнению с технологией аммофоза и'аммофос-фата. Кроме того, экономическая эффективность монет быть обусловлена применением нового удобрения в связи с увеличением коэффициента использования питательных компонентов от применения удобрений пролонгированного действия.

Таким образом, результаты физико-химических и технологических исследований, техвико-эко'номических расчетов переработки на полимерные"удобрения фосфоритов Центральных Кызылкумов позво-

ляют заключить, что организация производства низкотемпературного полифосфата кальция на основе кислотно-термического разложения фосфоритов технологически и экономически целесообразна.

В Ы В" О Д Ы

1. Исследованием взаимодействия фосфоритов Центральных Кызылкумов с экстракционной фосфорной кислотой из этих же фосфоритов

в зависимости от нормы ЗФК в условиях Е от 0,6 до 4,0 и температуры процессов в диапазоне Ю0-300°С установлено, что наиболее полное протекание процесса взаимодействия реагентов происходит в области составов, отвечающих значениям 1,0-1,5,в интервале температур 250-300°С. С повышением температуры содержание водорастворимых форм фосфора уменьшается, а цитратнорастворимых -возрастает. С повышением Е и снижением свободной кислотности температура сушки и время сушки уменьшается.

2. Изучено кислотно-термическое разложение фосфоритов-при температурах П00-1300°С и получены продукты с высокой концентрацией в них Р205 и низким содержанием фтора (ниже 0,2$), что делает их пригодны:.® как в качестве удобрений, так и в качестве кормовых добавок в рацион животных.

3. Установлено, что для получения обесфторенных фосфатов в качестве кислотного реагента можно использовать вместо фосфорной кислоты полифосфат кальция с Е=1,5, синтезированный при 300°С, в результате чего процесс может быть проведен в твердой фазе. Показано, что продукт, полученный при таких условиях в интерзале П00-1300°С,имеет высокую растворимость в растворе цй^рата аммония, 2$-ной лимонной кислоты и 0,4^-пой соляной кислоты, а содержание фтора в нем составляет менее 0,2$.

4. Впервые.с целью повышения эффективности использования кислотного реагента в области низких температур для нейтрализации свободной кислотности фосфатно-кислой пульпы использован высококарбонатный фосфорит Центральных Кызылкумов. .

5. Определены два опта: злызых варианта получения удобрения пролонгированного действия. Перт^й - при одностадийном введении фосфорита в кислоту, из расчетэ получения продукта с Е=1,5 при температуре сушки' 300°С. Второй - ступенчатое введение фосфорита в кислую пульпу с Е=1,0 до состава Е=1,5 и сушкой продукта при температуре 200°С.*

Синтезированные продукты имеют высокое содержание усвояе-

мых форм фосфора (количество цитратнорастворимых соединений для продукта с Е=1,5 при 200°С достигает 90,75 oin.%, а водорастворимых фосфатов - 43,14 отн.#).

6. На укрупненной лабораторной установке отработаны технологические параметры сушки фосфатно-кислой пульпы как по одностадийному, так и двухстэдийному циклу с использованием нейтрализующего агента фосмуки для понижения свободной кислотности в продукте. Наработаны опытные партии продуктов, содержащих 46,62 . и 53,43% Р205;

7. При 'оценке экономичности предложенного способа переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов показано, что повышенная карбонатность почв является предрасполагающим фактором для применения удобрений полифосфатного типа. При применении этйгс удобрения-наблюдаются более быстрое поглощение их почвой и менее выраженная способность к миграции. При замене удобрений ортофосфатного типа на полифосфатные в зонах карбонатных почв имеется возможность повысить урожайность без повышения доз фосфорсодержащих удобрений и для получения одинакового урожая хлопка-сырца требуется в полтора раза меньше удобрений полифосфатного типа, чем аммофосфата или суперфосфата. Кроме того, экономическая эффективность создается за счет сокращения удельных норм расхода фосмуки и серной кислоты по сравнению с производством аммофоса и аммофосфата.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Давыдова Н.Ф., Чернякова P.M., Серазетдинов Д.З., Беглов Б.М. Кислотно-термическая переработка фосфоритов Центральных Кызылкумов. Сообщение I. - Ташкент, 1992. Деп. в ВИНИТИ 3.11.92 г., № 3158 - В92.

2. Давыдова Н.Ф., Чернякова P.M., Серазетдинов Д.З., Беглов Б.М. Кислотно-термическая переработка фосфоритов Центральных Кызылкумов. Сообщение 2.- Ташкент, 1992. Деп. в ВИНИТИ 3.II.92 г., №. 3159 - В92.

3. Давыдова Н.Ф., Чернякова P.M., Серазетдинов. Д.З., Беглов Б.М. Кислотно-термическая переработка фосфоритов Центральных Кызылкумов. Сообщение 3. - Ташкент, 1992. Деп. в ВИНИТИ 3.II.92г., й 3159 - 92. -

4. Давыдова Н'.Ф., Чернякова P.M., Серазетдинов Д.З., Беглов Б.М. Фосфориты Центральных Кызылкумов: их характеристика и спосо-

бы переработки.- Ташкент, 1392. Дел. в ВИНИТИ 3.II.92 г., Я 3161 - В 92.

5. Давыдова Н.Ф., Чорнякова P.M., Серазетдинов Д.З., Беглов Б.М. Кислотно-термическая переработка фосфоритов Центральных Кызылкумов // Тез.докл.межреспубликанской научно-техническое конференции "Интенсификация проце зов химической и пищевой технологии", "Процессы-ЗЗ", Ташкент, 1993. - С.298.

6. Давыдова Н.Ф., Червякова P.M., Серазетдинов Д.З., Беглов Б.М. Использование кызылкумских фосфоритов для улучшения физических свойств низкотемпературного полифосфата кальция // Тез. докл. межреспубликанской научно-технической конференции "Интенсификация процессов химической и пищевой технологии", "ПрОцессы-93", Ташкент, 1993.- С.303.

Davidova Nuria Puatovna

THE ACID AMD THERMAL REMAKE OP THE PHOSPHORITES OP THE CENTRAL KIZILKUKS

The systematic investigation of the acid and thermal remake of the phosphorites of the Central Kizilkums into the polyphosphates possessing a fertilization effect and made might as fad-der was carred out for the first time. As the acid reagent phosphate acid was used actacted from the same ore. It was show that being applied for the low grade ore the acid-thermal r.ethod of remaking is more preferable that the traditional one due to lower consumtion of the acid reagent along with weaker requirements for the quality of the ore.

The new data was obtained about phosphates intercenversion during the process of remaking at the varios values of acidic loading and broad range of themperature (100-1300°c). It was shown that at the low themperature regime (100-300°C) the value of adopting phosphates is increasing with the themperature and acid loading. To obtaine the ecologically safe high-grode ?2°5 product the high themperature regime (1100-1300°C) is required. Adoption of the product aproached to 100% with the lew content of F^Cless that 0,1%). The product of the high-themperature

< UqQ

drying with R=1,5 (R= ^ 'KO' ^ wao use<i as the aci<1 reagent at high themperature decompo&oTi of ore. In that use adoption of the product was to 90% with the low content of F^(les3 that 0,255). We found the 200-300°C is the most favourable themperature regime for thermal-acid processing. The product synthesitcd at 300°C is more dampresistand and stable.

To decrease free aclduty of the productywhich leads to lower damp resistance, the pre-neutralization of the phosphate acide pulp by phosphorite was proposed. Introducing of the ore in the reaction gradually allow decreasing the acid reagent consumption due to the decomposition of additional amount of the ore well as decreasing themperature of reaction.

The suggested thechnique allow var ing the content of reagents that leads to the product with varions composition and properties depending on the quality required by consumer. The probing sample of the product was obtaind in real -factory-based technology using two regimes: gradual introducing of the phosphorites into the pulp and drying of the product.

Давидова Н.Ф.

МАРКАЗИй КЦЗШСМ ФОСФОРИШЕИНИ КИСЛОТА-ТЕШЙС У СУДНА 1{АЙТА ИШЛАШ

Аннотация

Марказий Цизилкум фасфоритларини кислота-термик кайта ишлаш караёни вэ ундав юкрри фосфорли урит олиш караёни биринчи мара-тсбп системали ровишда тектарилда. Реагент сишатида хон-ашёдан экстракция йули билан олинган фосфорли кислотасидан фойдала-нилди. Кам фосфорля хом-ашёга шу усулда чайта ишлаб ма^сулот олиш мак,садга мувофшушги аншуюнди. Бу усул шу вацггача таклиф ^лингав усулларга висбатан афзалдир. Буяга сабаб реагент сифз-тида ишлаштиладиган кислота нисбатан кам сарфланади.

Иш жараёнида дупшлган кислотанинг мивдори ва температурани ненг улчовда (100-300°С) узгартириши натижасида фосфорли хоа-ашёнинг реакцияга кириши хусусида янги маьлумотлар аничланди.

Тадвдцотнинг дастлабки натижалари шуна курсатадики, фосфат-да хом-зшёга вдшилган кислота ыивдорининг аамаЗиш- ва темпера-туранинг (100-300°С) кутарилипш узлаштираоладиган фосфат лакли-нинг камайишига олиб келади. "

Экологик тоза ма^сулот олиш ва униат тарнибидаги ^ЧД^-ринг оширит магузадида караённи П00-Х300°Сда олиб бориш лозиы." Олинган ыахрулотларнинг хоссалари твкпшрилди (К-узлаштирганлик-100?; фтор мивдори - ОД^-гачаХ Фторсизлаятирилгав." ма^сулот олишнинг бошх^з услуби — хом-ашёни кислота-термик парчалашни Наттик, фа зо да козушма чиллш у су ли да фосфоритни В в 1,5 тарлгбли 300°С-да цуритилган.ма^сулот билан синтез дали иди. Бу гга^сулот-лар таркибида 90%-гача узлаштираоладиган фосфатлар- сацлавади ундаги фторнинг мивдори 0,2% кам.

200-300°С кислота-термик усулда хом-ашёни дайта ишлаш, энг кулай усулдар. 300°С-да Е = 1,5 (Е = \ р^-) булган синтез к^лингсв ма^сулот кам намланада» 200°С-да^ритилган ма^сулот таркибида бирикмаган кислота са^ангани учун енгил намланада. Бирикмаган кислота мивдорини имайтириш учун пульпада фосфорли кислота бошланвач фосфорит билан нейтрзлланди. Бу ихобий нати-кага вдшимчз хом-ашёнинг парчаланотшни ва караённинг з^зроратинн пасайтириш ^исобига эришилди. фосфоритни босчимча-бомртч 1{7шиш

кислотани сарфлашни камайтириш имконини беради.

Кислота-термик фосфоритларни цайта ишлаш усули билан ма^сулотлар ишлаб чищриш буюртмачилзрнинг талабларига зсавоб бера олади.

Самарканд химия заводпнинг лабораториясида утказилган такриба синовлари Марказий фзилцувда кислота-термик фосфорит-ларни 1фйта ишлаш усули адллашни тасдивдади.