автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Получение кормовых обесфторенных фосфатов путем механо-химической активации фосфорита

од

пя

хишо-технологическия шеищ?

На правах рукописи Экз. !? /

ИСАЕВ Толвпбск Адильбековкч

ПОЛУЧШИЕ КОРМОВЫХ ОБЕСЙТОРШНЬК ФОШАТОВ ПУТЕМ МЕШО-ХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ФОООРОТА

05.17.01 - Технология неорганических ве^естз

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата те>яическюс наук

Шымкент 1993

Работа выполнена в Казахской хиакяо-техяолопгаескск институте и на Джаибулскои суперфосфатной заводе

Научный руководитель: Офвдкадмпге оппоненты:

Ведукая организация:

кг ?ехнкчзскпх

наук,- доцент Шалиров B.C.

доктор технических наук, старший научный сотрудник Юцусов У.И.

навдидат технические каун, профессор БалтаЗаэв Л.И.

Институт хкыкческих наук Ali Республики Казахстан

? тита диссертации состоимся " " 1993г.

в /¿У часов на заседаний спгцкадизирозанного совета Д 0ГЯ.06,01 в Казахской хагжо-технологическоы институте по адресу: 466018, г.Шаккент, пр. Тауко хана, д.5 .

С диссзртациеР icokko ознакомиться в библиотеке Казахского химико-технологического института .

Автореферат разослан " " _199. г.

Учен.,?! секретарь специализированного повета, кандидат технических

Доцент Д.Сабырханов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Существующая технология гтроизвод-тва кормовых обеофторенных фосфатов не отвечает современным яолого-эхономичесяиы требованиям . Она имеет низкие техноло-ические показатели, высокую энергоемкость, сложное аппаратур-ое оформление, а такие большое количество разбавленных затаенных отходящих газов, очистка которых осуществляется в несо-ерпенннх газоочистных аппаратах „

В последние годы достигнут существенный прогресс з облас-и исследовании и промышленного освоения метода механической ктивации химических процессов, позволяющего осуществить им-ульекыЯ подвод энергии непосредственно я обрабатываемому ма-ериалу. Этот метод прост, не требует значительных материаль-ых и энергетических затрат. Поэтому представляет значитель-ьтй интерес разработка технологии получения кормовых обесфто-енных фосфатов путем механическо!* актздедкк фосфорита с рвением вопросов утилизация фтористых еоздгккгккй, что имеет и кологическоэ значение.

Изложенное определяет актуальность работы, которая вы-олнялясь в соответствии с координационным планом АН СССР по япрявлениго "Теоретические основы химическое технологии"/под-азделы 2.27.1.2.12, 2.27.2.6.21, 2.27,10.9/, программой ис-ледований АН СССР по важнейшим фундаментальным проблемам Разработка научных основ создания новых процессов и аппара-ов химической технологии и методов интенсификации существую-их процессов" /подраздел 1.2 а/ , тематическими планами науч-о-исслвдовательских работ Казахского химико-технологического нститута и Джамбулского суперфосфатного завода. ,

Цель и задачи работы. Основной целью работы является раз-аботка научно-обоснованных технических и технологических рвений по механической активации фосфорита, внедрение которых несет значительный вклад з проблему реализации высокозф-ективного , экономически оправданного , экологически безо-асного метода получения кормовых обесфторенных фосфатов.

Для достижения поставленной цели автором решались следую-ие задачи :

- изучение координационных комплексов в структуре фтор-патита, механизма обесфторивания фосфорита и перехода три-

кальцийфосфата в усвояемую форму;

- определенно влияния конструктивных в технологических параметров на механизм днспергиров;. ля фосфоритной суспензии;

- исследование процесса обжига твердой фазы диспергированной суспензии;

- исследование процесса абсорбции выделявшегося при производстве кормовых фосфатов фтористого водорода с получение! товарного фтористого кальция ;

- промышленные испытания исследованного известкового спс соба абсорбционной очистки газов í

- исследование процесса фильтрования образующегося продц та газоочистки - фтористого кальция ;

- огаяко-ироишленная проверка результатов исследовани! разработка штараэтурно-технологичоской схемы предлагаемого производства и определение основных его технико-эконоинческ: показателей. "

Методика исследования. В работе использованы методы оксперкиектаяьного исследования реальных объектов, теории дш пергирования и иассойСмена, цатеиатические методы анализа и оптимизации с яриыснйииэм ЭВМ.

Научная новизна. Научно обоснована технология получения кормовых обесфторенкых фосфатов с использованием метода механической актизацик. Исходя пз координационных комплексов в структуре фторапатита, механизма обесфторивания фосфорита и перехода трпкальцийсросфата в усвояемую форму, предложена физическая модель процесса выделения фтора при истираний фосфо рйта. Разработана математическая «одаль процесса механической аятакщж], включающая аналитическое описание кг стационар той теплопроводности и кинетических зависимостей перехода J} -«од15фм:£ации трикальцийфосфата в X -фор^у при резком ' охль.-здента расплавленных частиц фосфорита водной суспензией. Изучена' кинетика абсорбции ввделяицегося фтористого водорода и фильтрования продукта газоочистки - фтористого кальция. Предложены расчетные уравнения для определения коэффициентов массопвредачи при абсорбции хорошо и плохорастворимых газов аппарате типа СДК-.

Практическая ценность. Реализация результатов исследова позволила разработать и создать производство кормовых . обесфторенных зефатов с использованием ме.^да механохимичес

активации фосфорита и утилизацией .взделяющегося фтора.с попеняем товарного фтористого кальция. Внедрен в производство 1зработанный абсорбционный аппарат типа C£J{.

Экономический эффект от внедрения разработатах техкологк-зских и технических репепий составит болов 5.Б00 тыс.руб. в зд.

Апробаштя| работы. Цатеркалы диссертации долояены п обсуя-зкы на научно-практкческоЯ конференции "Втадргкрэ научно~ис-гедоватедьских в производствзнно-технических работ по хпжи хга-кчесноР технология /Карогадца, 1985г./ и на Всвссрзкой энферэкцпн "Соврвменшга проблемы хкмячесасЯ технология" Жрас-оярсгс, 1986г./. Часть работы представлена на соксхаг-ш прз-яи Гособразования СССР /1989г./ и удостоена 3*" прем:«.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в -тл печатных работах.

Структура и объем работа. Диссертационная работа состой? з введения, пести глав, выводов, списка использованной лит атура и приложения. Диссертация изложена на 205 страницах т:л-ипопнского текста, содержу? 13 таблиц , 46 рисунков. Список ■ спользованной литературы вхгачзст 112 наименований работ оте-ественких и зарубзяных авторов. Прнлогешгэ на 24 страницах одержит 4 таблицы, 5 актов н заключений.

СОДЕРНАШ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работ», сформулированы ель и задачи исследования, научная новизна я практическая цен-ость полученных результатов .

В первой главе рассмотрены современно® состояние п н&прав-ения интенсификации процесса подучения обесфторекинх фосфатов утилизацией отходов. Проанализировали результаты иссгедова-кя по мехатохниической активация тзергак веществ я'сделано включение о перспе.ттезко стн развития и промышленного югэдрэ-ия ее при получения корковых обесфторегяггх фосфатов. Приведен итературккС? обзор по абсорбционным кат одет очистки газов от ггорсодержащих соединений и способам их утшгйзацш.

В главу 2 описаны цель и постановка исследоЕаяг.Я, сзткгяп. роведения экспериментов и анализов. Даш схеш п опксап^з оты зкспериментальних установок.

При исследозаь/.и процесса механической акттвацнп фосфзрята оотнопение 7:3 в суспензии фосфорита меняли от 1:20 до 1:1.

-4В ходе экспериментов определяли подержание фтора и фосфорного ангидрида в исходном фосфорите месторождения Каратау, твердо«» фазе диспергированной суспензии и пос-.г ее обжига. Кроме того проводили анализ «идкой фазы отработанно» суспензии.

Иотирание суспензии фосфорита проводили в лабораторной ви-брационно'1 мельнице с герметичным корпусом объемом Ю дм3, а так»« на барабанной мельнице для наработки большой опытно" партии диспергированной суспензии фосфорита. .

Исследования по абсорбции фторс.одержаших газов проводились при изменении температура поглотительно? суспензии от 20 до 80°С; температура газа 60°С, концентрация суспензии известкового ыояока изменялась от I до 101?, продолжительность обработки - от 10 до 30 мин. Отработанную суспензию анализировали на содержание фтора и фтористого кальция.

Исследования по разделам© суспензии фтористого кальция проводились на експериментальной установке с друкфильтром, состоя-иэй из фильтра поверхностного фильтрования и блока подачи воздух:«. Работа установки била полностью автоматизирована.

В третьей глава приведет; и обобщены результаты исследования процесса получения кормовых обесфторенныт фосфатов истиранием суспензии фосфорита.

Показаног что особенностью кристаллической структуры фтор-апатита являете« наличие двух существенно различных координационных положени" катионов кальция. Часть катионов /четкре из десяти в элементарно« ячейке/ образует с окружающими их ионами кислорода координационные комплексы СаОд, друрая часть образует ■координационные комплексы СаО$Е . Последнее позволяет предположить , что обесфторивание фосфорита и рбст его реакционно!* способности является следствием не только роста дисперсности; то есть удельно!5 поверхности, но к следствием увеличения дефектности кристаллов фторапатитя.'

Была'исследована механическая активация апатита при высоких механических нагрузках. Опыты проводили на виброиельнице с числом колебания 3000 в мин. при заполнении его тарами на -половицу и при соотношении Т:Ж=1:5.

Полученные результаты свидетельствуют, что если с одной ' . стороны наблюдается резкое отличие получаемых в результате экспериментов значений удельное поверхности чягтиц для шаров различных диаме- в, то с другой стороны зна^ния содержаний

¡сгаоржосгя э О/Л соллвоР кислоте PgO^ л остаточного со-!ртлю5я $Tf5pa d ф>е$эрсте при тех те условиях гяспэркгонта таптся пржоркэ од:п;аиоеп:;: (рте. Л. Это подтеоргглг? •се пр?кпояог-о:л:о 0.1 увсл;;*:гп:;п гтпп.чпт о^агфторт^чнкл и .створк/осгй з болгаР иер» га стр? rrj-

■:сих изрупс-;;;;^ его структуру, чем ее счет роста его лгеперс-ctîî. С тру:; тур: i:: 2 гаруггпия Ьатрзпгозвт в ткгрпуо спредь кпн 1 : о о рд ri г ц гто : : г конеяезеов CcOgE an^trra. Э?о п сге:з аредь пр;:зод:;г к nc::e-::e:-:ia F0|~ - иона, Сжмо?-

л (осфат-жш яшфгсд оскоз:2л.1 Гокуороа, опргдел.гг^м рэст-рпмоеть трйкальцвГфоо^та а шшяко его Х> и Jb кодп*и-цп?. Кроме voro, структуртг.;« !'2р1тго;т:?я,' проясходг7:о в :шгалл;:ч;с;;си ^.sstso при октяевцгп ior':op:ï?a, сугесттзенго гетогдт его vex:rr.-:cc::co разложение.

S./.V«

X

'—«-.О

/3,5 ЦО ¡Г.В

по

¿а

0-а-о е-/

"75 Hï 33~"v-7««" o"~to~~jo

/.s

Ю

Г м,

'.I. Пг'гсиййкй величину удаяьнаР пзчгтакоста ( S ссъ PqO-, растворимого п 0.4". солпггэв кпггогэ (iVVr„4 ¡¡"г-Ьдер^акпр frropa прп г-'гхантт-остаэз

ак:.*кЬ;пяя " лепользопалдам слроо дпаастрэа ou га и* и 40 (2\

Вцдрлякса.'хл при истиранил фосфорита екзргяа прэкгзет 7лоту его пглцлен/гя и пследствия слабо? ?епяопрззодкасти зфорита приводит ко только я его расплавления, но и к воз-даовента гакого со стояния, в котором частзад фосфорита иа-¡ятся а гиде сильно перегретого расплава с етень катгзнькоР ¡когтю . На рис.2 прздетавгэга схема, иялистрлругпзя пред-'ас:<утэ модель аотгапопи. Точкио харахтерте^!?:;!! расплзз.тан-■ состоят!? а тгагя* усгопягх определить очень слотло. Поэ-Еу подтвррядеике зтоР коделп проведено по лосвэте.'а <£зэтву.

При разруиент! приеталлоп I) носке третям гзгает г:гс?о лопоэ возбуждение молекул и температурный лпп йога? пре-

)

восходить 2300°С. Однако время жизни т&кого возбуждения мало (Ю-9 - Ю-1® с), поэтому оно имитирует преимущественно химические превращения на поверхнос, . частицы фосфорита (обес-фторивание фосфорита с выделением фтора в жидкую и газообразную фазы, а также переход модификации трккальцийфосфата в

Если при обычном нагревании фосфорита сначала реализуются низкотемпературные, то при импульсивном нагревании и быстром охлаждении могут пройти только высокотемпературна процессы. Для фосфорита ха рактерны следующие два цут распада, &то декарбонизация и обесфториванке. Пер-« - Расплав; а -- нормальная струи- вая зг>к реакцкй 0быч-тура; л - зкзоэмисия . е ■

но реализуется в интервале

температур 850-550°С с полным удалением влаги, летучих соединений и двуокиси углерода (до 20 объемных процентов). При этом фосфорит практически не обесфторизается. Вторая реакция возможна лишь при температуре 14С0-1550°С с практически полным обесфториванием фосфорита.

В продуктах исследуемого процесса истирания фосфорита в жидкой фазе обнаружен фтор в газе и жидкости (соответственно 20 и 60% от выделенного из фосфорита), Л- -модификация три-кальцийфос^ата, являющиеся продуктами высокотемпературных реакций. Полученные результаты полностью подтверждают состоя-тельгзсть предложенной модели процесса активации фосфорита • с цех "а получения обесфторенного кормового фосфата. Анализ этой модели позволяет сделать заключение, что если в системе протекают параллельные реакции, то реализуются из них только те, которые по времени реакции "вписываются" в кратковременный импульс тепла, возникающий при воздействии на фосфорит. Результаты рентгеноструктурного анализа продуктов истирания свидетельствуют о сохранении в фосфорите его карбонатных составляющих, являющихся ценнейшим компонентом в рационе питания животных. Кро! того при механической акт1и...аии фосфорита в

л. форму;.

Рис.2. Модель процесса активации фосфорита. I - зона нагрева и нарушенной структуры фосфорита;

|рисутствии воды происходит реакция взаимодействия мевду кис-ютными (например, СаО, И/0 и т.д.) и основными (например, БЮ^, Ре^Од и т.д.) окислами , входящими в состав фосфорита, : образованием соединений, играющих роль микродобавок в поучаемых кормовых фосфатах.

Ист1гранне фосфоритной суспензии приводит к снижения со-еряания фтора в фосфорите. Это снижение наиболее ярко выра-:ено для более концентрированмк суспензий. Учитывая опыт аботы с суспензиями с точки зрения снижения затрат на их ранспортировку и уменьшения абразивного износа оборудовать, птимальным принято соотношение Т:Я в обрабатываемой успензии равное 1:5. Оптимальными в лабораторных условиях акке определены: количество шаров - 50 об./5, их диаметр 30 мм, родолкительность истирания - 50 мин.

Установлено, что механическая активация приводит к росту свояемого Р^Од в фосфорите. В начальный момент ото увеличено резко выражено для высококонцентрированных суспензий, в альнейшем ота зависимость имеет более крутой характер для алоконцентрированных суспензий. Таким образом, в мельницах э средней и высокой скоростью нагружения целесообразно обра-атыват.ь более концентрированные суспензии.

Структурные нарушения , происходящие в кристаллической эшетке при активации фосфорита, существенно облегчают его зследующее термическое разложение, целью которого является введение получаемого продукта до требований ГОСТа. Татгтгри 5киге обработанной твердой фазы при температуре 900°С прак-!чески полностью исчезает ¿6 -модификация трикальцирфос-¡та, а фтор, оставшейся в твердой фазе активированной сус-:нзии, начинает интенсивно выделяться уже при темпе^'Лгпв

с.З. Зависимость количества усвояемого РрОс (I) и остаточного фтора (2) в фосфорите от температуры обжига Сфос-йюрит истерты? при Т:Ж=1:5, время обжига 50 мин.).

(Р^ТсЗ Тсо

лзЗ Шо

-8В пртиеотой главо представлены результаты коделироваяпя щйцаосоа, кротск£кг.и: при иез^грашга фосфорита. Аналитическое огшеаша нгсхацношркой теплопровод», -ти пр:-1 'рззкои охгаадо-!17-п расазавлешах с процзесо иеифанзм частиц фэсфэрзга основано па елгдувгрк довуцзняях: при оплавлении образуются пасись фоефортаа шарообразной форда, процесс пагрэгажя про-. ескодиз декозешо, в далыю^езу рассматртзется только про-цэсс сагк&енпя тоезкцц фосфорита,. сопразасаэдоРся с квдгсоетьэ, прл расягаялокия двух частиц образуются частацу с оСцзР массой. Дкя расширзквя такой задачи испоаьсовсли- дяффзрон-цгальясо ураагепио теплопроводности

Чят „ ^ аТ , ш

-д^-- а-{ ) (I)

с гран'.гапдтд услэеилки : = О

а? ¡1 =о

_£Х_ а _ (Т--£ж) . (2)

а*Л ■ •

начальный условпги :

ера <Г =0 Т= | ('£ ) ;

Регкгао стой задачи получено в ввде:

>• I > (8>

Описаний кинетических оавнскюсгзЗ перехода £ -ыодафи-кацяи" трпхеяьцийфосфата в Л- -фору с? скорости охяазздежш дает возможность определить оютаганькл уссосяя получения корковых йоефатор. Если шразотъ концентрации в расплава усбояз-кой ча-ти черзз С^, а нэусвояоыой через С2 » го процесс нзненг!:"^ концентраций С! будет ЕГфатлться ураспшшеи

(I С-/ _ иг\ ---К1°1

Будем считать , что какашалъной температуре соответствуем С|=Сщ при Ф =0. Таким образом, прп 'О О происходит снижение содоргания С|. Коэффициент К| зависит от температуры и определяется из уравнения Аррениуса

Кг - К0-ехр (-Я/К-Т) ,

где К0=5,855 - коэффициент, Е=6432 Ккал/Кмоль - зпоргия активации, Я ■ - газовая постоянная.

Убыль усвояемой части ?2°Ъ приводит к росту неусяоясной ого части С2. Поскольку расход ве^зства извне отсутствует, то

— »—я ктСт ■ (б)

а, *1> а I

Если начальная концентрация максимальна (СрС-щ' то Ср^О. . Рскзнке уравнения (4) с иачалЫим условием: при Т=0, имеет вид :

в С! « ехр ), (?)

С1Н

= С2 = I - ехр (-^Т), (8)

С1Н

если Ср^ ¿0 .

Решение уравнений (?) и (8) с уравнением (5) показывает, что превышение градиента скорости охлалденяя сзышз 255 грэд/сак не вызывает сильного изменения концентрации.

Совместное решение полученных кинетичесюк уравнений с уравнением теплопередачи (3) указывает на то, что при малых значениях, критерия Б; < 0,4 скорость теплопередачи от нагретой частицы к жидкости небольшая, поэтому после охлавдения в структура будет превалировать £ -м-, .ификации. При значениях Б1 > 0,4 увеличивается скорость теплопередачи, что приводит к резкому увеличению количества усвояемой Л -кодификации. В • зависимости от физических условий процесса существенное влияние на выход Л -модификации оказывает размер частицы. Обнаружен максимальный переход трикальцийфосфата в усвояемую форму при размере частиц 0,062 мм. Регулируя размер частиц, подаваемых на истирание или получаемых в процессе истирания, можно добраться наилучших результатов процесса формирования усвояемого Р^О^ .

В главе пятой представлены и обобщены результаты исследования процесса'абсорбции фтористого водорода с получением товарного фтприда кальция. Показано влияние скорости.газа, концентраций поглотителя.и газа, температуры поглотителя и его

100

9й

отработки на кинетические закономерности процесса абсорбции фтористого водорода водной суспензией гидроокиси кальция .

Данные о влиянии температуры и концентрации суспензии свидетельствуют о том, что увеличение температуры поглотителя с 20 до Е0°С приводит к росту степени абсорбции на 2,5$ для 1/5-ной суспензии поглотителя и только на 0,6^ для 103-ной суспензии. Таким образом, влияние концентрации суспензии более выражено для низких температур (рис.4).

Таким образом, при низких . температурах увеличение степени

1,1 ебсорбции связано с ростом кон-

центрации активной гидроокиси кальция, а при высоких текперату-

__ 0___о—— & — \ рах • определяющим фактором являет__ся растворимость Се(0Н)р и влия-

__д——и „ / , о г. нке его концентрации в суспензии

незначительно . ? Влияние концентрации фтора

д-з

в газе в исследованных пределах

О-1с-~4о— со —80* ¿мц"а эффективность абсорбции незна-

°с чительно. Увеличение скорости Рис.4. Зависимость степени газа удучшасг диффузии в газовой

шляющуюся контролируй • ратуры и. концентра- фактором процесса абсорбции хо-пии поглотителя росо растворимого фтористого во-

* нач 1 '

Т=30 мин; Д°Р°Да •

V =0,0-1 м/с) 1-1 ч,- Подученные экспериментальные

р ■5Г'! - ф. Л тгу? '

СаСОИ) данные указывают на целесообраз-

^ ность проведения процесса абсорб-

ции в высокоскоростных массооименных аппаратах.

Исследование процесса фильтрования продукта газоочистки показали, что твердая фаза отработанной суспензии представляет собой мелкодисперсные частицы шламовых включений разнообразной форш с размерами ог 0,3 до 76,8 мкы. Содержание основного компонента - фтористого кальция - до 85^.

В результате исследований подобрана оптимальная ткань дед фиьтруицей перегородки с точки зрения минимального уноса гвецкой фазы с фильтратом, максимальной скорости фильтрования . п незгеоряемостп. Для выбранной фильтроткани определены основ-гсгв фШгтрационкые свойства и подобрано фильтровальное обору-

дование.

На оснований обобщения опыта работы газоочистных систем подобран наиболее эффективный аппарат со взвешенной насадкой для системы газоочистки производства кормовых обесфторенных фосфатов. Экспериментальными исследованиями установлены общие законом.арности гидродинамики, массообмена и пылеулавливания в аппаратах со взвешенной насадкой и установлены оптимальные условия проведения процесса газоочистки в них.

В.результате обработки экспериментальных данных для расчета коэффициента массопередачи в аппарате СД{ при абсорбции хорошо и трудно растворимых газов получены следующие зависимости: . « ,,„ ..

Нет ■вхр(-{б£о), ^

(Ю)

где А и В - постоянные, определяемые для каждой системы газа и поглотителя.'

АНР = б Ар 0 =6,15; % з =0,8?; В» =0,85; ВрН -0,67. . " • Зависимость , представлен-

I ная'на рис.5, показывает, что

| „ . максимальное значение степени

' о- {.

®-2. о_;_0_ абсорбции достигается при ско-

/О^ рости газа 3-5 м/с, то есть в

35

60

ренте развитой турбулентности. В главе шестой представле-

/у _____—ь— нн результаты опытно-промышлен-

ъ/ __а-о— ми, промышленных испытаний и

аппаратурно-техническая схема ■Р | предлагаемого производства кор-

0 ю 3.0 -ДО 4.0 ¿.О н,«/е мовых обесфторенных фосфатов.

Рис.5. Зависимость степени Предлагаемый процесс производства абсорбции от скорос- '

ти газа для различ- состоит из двух стадий: истира-

(б^оТ13-2/ ™е суспензии фосфорита и обжиг

<С=15"м3/м2,час; обработанной твердой фазы. Испы-

2с£р О ^¿ь'^ ТаНИЯ ПР0В0ДШШСЬ 9 Две стадии.

4-РН2.-5 ' 2 ' При исследовании процесс» кеха-

з

нохимической активации фосфорита произво; тельность мельницы по фосфориту составляла 30 кг/час.

Продок«йтслыгагть истирпкпп регулировали от 30 до 70 кип.

Из результатам опигио-промиилйннн«- ясгдатягнт» оггррдглргга опткмплыюй foothorapkïtp Т-к в суспмшнт 1:5 и продолжительность ирпгряния 33-40 минут. Результат» анализов укягдавяпт tw обпс-ii'iopucnïûû' с;.0(й0рята, удовэтеит* годрраяпи? в нгм РоОд. Гра-нулон«»трцч1?г1п-|15 состав тз<-рдо» Фазы представляй в огкошом Фракциями +0,С53 и G;050 in, что гоответгтвуе? удельно'» поверхности продукта 66^-95 ifi/p. В обработанном фосфорит" »иб-лвдаетгр резкое утудшонир крлгтллличрско" структуры по сравнению с иcvодним фосфоритом.

Истаганй») процесса ойшга твердо? фазы обработанной eye-пенэки проводились с цель» доведения продукта до трзбоваклР ГССГа па кормовые фосйата. Подуче1пто дзтгас укасивапт на то, что процесс перехода PgOg в усвояемую форму идет с достаточной скоросгьа и ef&îHvmmo при температур» обквга ÇOO^C. При этом, уко I SO—оУ issHô'.Tâ otfaxra получают продукт, содзржпя» 29,3« усвояемо*» PgOg и 0,12?. ф?ора. Результата япалагов называют на уменьшение содзртпнйя доломита, укрупкенке крлегал-дическо'> структура и практически погнос исчезновения характер- • кых фторапатита îï .р -модкфшгйшш трютльциРйосфзта.

Исследовании» способ счистки газов от фтористого водорода прошел промышленные испытания кя Дваыбуяскои.гупэрфо гфат-ноы заводе. При еуоы установлено: производительность аппарата по газу 50-53 тнс.ни3/час, температура газа im зуодр 120-132°С, гкдрлзлкчсrvcip гопрот1Я5Лмгар 130-160 w vos. ст., плотность орошения - 20 и3/¡л час. Кокцрнтртш» йторя ня в-'Одр 1,7-3,8 г/ка.!3. В результат?- испытаний эффективность очистки газов от фтора составляла 93-99^, одновременно получали фторястм-" кпль-ци® с содержанием основного компонента 73-76^. Определена опти-кзльнак концентрация подявдемиго ка лбсорЛпия "известкового иола кп", рзвня

Таким образок, результаты прсмндл»ннн* ирпытяни" пропета абсорбции фтористого водородв.с получрниру товарного фторидя кальция полногтьз подтвердили вкводк лабораторные исследо-1 вани5-

Прокышденныс испытания и внеп.ренир иследовянного аппарата СЖ показали, что .он по своим" параметрам превосходит дучзке отечественные, и зарубежные обрлзчм . Аппарат разрешен к приыркскиз в проектах как стандартное оборудована и вклв-

чем в каталог "Газоочисткой оборудование. Аппарата покрой га-зоочигткп. Москва , 159?". Серийное производства аппарата начато з 1287 г. на Сгиябратскон заводе гаэсочястного оборудования. Экономически« зффект от вгвдрэнил цссмгедовагатаго аппарата для очистки отходящих газов.цеха Н035-1 ДСЗ составил 1552 тнс.руб. в год.

ОСНОШКЕ вывода И ¡РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

2. 3 результате обобщения результатов неслэдеганиР по ?5спульсному подзолу механической энергии к обрабатываемое фзг-ферзту впервые разработаны п внедрены технические я технологические решения по создания оконоалчкой и околог;"оскт] частой технологии получения корыоззх оЗяссрторяк'" т фосфатов, нкгщаР важное народно-хозяйственное значение.

2. Определено, что кристаллическая структура фторапатэта состоит из.двух существенно различных координационных полояэ-ккй катионов кальция, образующих разные коипяекси. Структурные нарушения", происходящие при активации фосфорита затрагивав? эти комплексы по разлому, причем переход трикаяъцийфосфата в усвояемую форму и обесфторизапие фосфорита происходят тозьяо из-за роста удельной поверхности, ко и в следствии узелячанпя ■ дефектности яря от алло в фторапатята. >'а этоа оспогахяи предложена модель процесса активации, заключающаяся в той, что , если в системе протекают,параллельные ила последовательные реакции, то реализуются из них только те, которые по врямеин реакции "вписываатся" з кратковреа? -ый кипульс тепла, возникавший при механическом воздействии на фосфорит.

3. Выявлены общие закономерности процесса получения кормовых обесфторенных фосфатов истиранием суспензии фосфорита и на их основании установлено влияние основных параметров процесса/ плотностей энергии в рабочем пространстве , количества я диаметра измельчающих шаров, концентрации суспензии и продолжительности ее истирания, температуры и продолжительности обжига обработанной твердей фазы/ на качество получаемого пр1 /кта. . ,

4. Разработана математическая модель процессов, протекающих при истирлнии суспензии фосфорита путей аналитического описания нестационарной теплопроводности при охлаядгнии расплавлена в процессе истирания частиц фосфорита !Г описания кинетичегхих зависимосте". перехода трикальцийфосфата в усвояв-

нуи форму. Совместное решение подученных уравнений показало, что провивенке градиента скорости охлаждения частка сияла 255 ррздгров о секунду не вызывает сильного увеличонпя усвояемо? фор.и трязальцкйфогфата. При на дух значениях критерия Bi <5 0,4 спороть теплопередачи от нагретой пзгти к жидкости кгбояьшая, соотоыу по еде о*яаадркип в структуре фдет превалировать Jb тца-дг«1^т;;га:;Я'. При значениях Bi > 0,4 увеличивается скорость топго-отдачи, его приводит к резкому увеличению «£ -модификации.

перотод ?р1п:аяы1яРФог<5зта в увояемуа срорку об-К2Е/Т50» при раямер? чаггктт - 0,062 мм.

5. На оспос2н;г>! лабораторных к огат-го-промотданннт пепыта-rú'fi paspartöT-янч ппл/)«игур.чо-тг*пг>логлческяя гхеиэ предлагаемой ■реякологии производства v¡ определен» огновнке его технкко-сконо-метегггв? показатели, бугодно отлетавшиеся о? показателей сулгстауккего процесса . Эиопоапчгстги?1 оффект от внедрения разработснкс •> процесса получения-- кормовых фосфатов составит Долге 3273 Tjc.pjfi. в год для цеха КОФ-1 ДСЗ.

6. Исс-Кедоиг» ккнотика абсорбционной очистки фторсодержа-отеодгалх газоа предлагаемого производств« с получением

товарного фторцда кальцлл. Определено влияние скорости газа, кокцытгрйцкЗ поглотителя и газа, температур» поглотителя и его отработки на вккрткчеекко вакопоиерности процесса . Результату исследований кинетики фильтрования продукта газоочистки -фтористого кадыгая в позволили подобрать ОППШаЛЬКиО Еза* пйрегородав к конструкцию фяяьтра, В результате прсЕгшлен-кьпе ксктггнггз процесса ебсор^пвк фтористого водорода получен $торигг./Р кельпи'1 с содержанием основного продукта до БО*, пря этой о^фектиеность очистки газа составил 98-99^. ЭкоксмечосеиЯ аффект от внедрения предлагаемого способа очистка газов с получеитаи тоаг^.кого фтористого кальцкя состава более 1,721 тыс.руб. в год для пята KQ3-I ДСЗ.

7. Разработан, исследован к пркнят к серийному освоении У5НфзавроЕат<ы(» гкргбер с es ротой насадкой, устойчиво в Еффек-тетио работали* в системе гаааочкеткв предлагаемого способа поеггекия корью Ei?* обесфторегаал фосфатов. Экономический еФ— фагг от «недрення предложенного aßnapgfra дяя очистки отходя-ляг гягоз пета КОФ-1 составил 1552 тыс. руб. в год.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

i -температура, °С; а - коэффициент температуропроводности, м^/r; Т - время, сек.; 2 - радиус частицы фосфорита, и ; «6т - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2"К; JL - коаффицяент теплопроводности , Вт/м'К; Ji- - корни трансцепдентного уравнения;

R. - безразмерны«» радиус ; Г. - число Фурье; TQ - катальная температура фосфорита, °С; K« - коэффициент массотдачи, м/с; W, - скорость газа, м/с; Л. - плотность орошения, uP/ir'ч; Нст - статическая высота слоя насадки , м ; S. - свободное печение решетки , mW.

Публикации по теме диссертации

1. Шакиров B.C., Исаев Т.А, Модель ганической активации фосфорита //Вестник АН Республики Казахстан. - 1992. - --С. 73-77.

2. Алексеева Е.Я., Шакиров B.C., Таубаев А.Р., Балабе-ков О.С., Исаев Т.А. Результаты опытно-проикялениых испытать новых способов очистки газов производства фосфора и минеральных удобрений //Материалы Всесопзиой конференции "Современные проблемы химической технологии". т2-198б. - С.321-323.

3. Алексеева Е.Я., Шакиров B.C., Исаев Т.А., Молдабеков 0.1!. Кирилина Э.Г. Разработка нового высоко аффективного способа очистки газа от фтористого водорода //Межвузовский сборник научных трудов "Интенсификация процессов химических производств". Алма-Ата, 1988. С.7-9.

4. Огпанов A.M., Есжанова З.Ж.. Лейрбеков А.Т,, Исаев Т.А. Внедрение аппарата в процессе очистки газов, выделявшихся в производстве кормовых обесфторенных фосфатов //НПК "Внедрение научно-исследовательских и производственно-технических работ по химии и химической технологии" : Тез. докл. - Караганда, 1985. - С.24-27.

5. Шакиров B.C., Исаев Т.А., Алексеева Е.Я. Очистка газои производства кордовых фосфатов с получением товарного фтористого "чльция //Сборник научных трудов "Современные химические технологии очистки воздушной среды". Саратов, 1992. С.74-75.

6. Шакиров B.C., Исаев Т.А., Сарбасов A.C. Реконструкция системы газоочистки производства кормовых обесфторянных фосфатов // Сбппник научных трудов "Современные химические технологии очист м воздушно» среды*: ; Саратов, 1992. С. 60-81.