автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Разработка технологии модифицированного суперфосфата с применением промышленных отходов, содержащих соединения микроэлементов

РЕФЕРАТ

Глава

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ) ОБЗОР

1.1. Роль и значение микроудобрений в питании растений и прибавке урожая

1.2. Обзор методов ползгчения микроудобрений

1.2.1. Природные соединения, руды и отходы различных производств, применяемых в качестве микроудобрений

1.2.2. Получение односторонних микроудобрений И

1.2.3. Получение комплексных удобрений, содержащих соединения микроэлементов ib

1.3. Некоторые физико-химические сведения о взаимодействии микроэлементов с основными компонентами удобрений -

Глава 2. ЦЕЛЬ, ЗДЦАЧИ И ПОСТАНОВКА ИССЛЕДОВАНИЯ £

2.1. Цель и задачи исследования

2.2. Постановка исследования

2.2.1. Методы исследования и контроля

2.2.2. Использованные материалы

2.3. Характеристика применяемых отходов, содержащих микроэлементы

2.3.1. Методы использования промышленных отходов, содержащих микроэлементы

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРИМОСТИ И КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В СИСТЕМАХ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МАРГАНИЗИРОВАН-НОГО СУПЕРФОСФАТА

3.2. Влияние марганца на дегидратацию полугидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте

3.3. Влияние примеси марганца на микрогранулометрический состав суперфосфата so

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МАРГАНЕЦСОДЕРЕАЩИХ ОТХОДОВ НА РАЗЛИЧНЫХ СТАЦИЯХ СУПЕРФОСФАТНОГО ПРОЙЗВОД-. СТВА

4.1. Выщелачивание марганцевого шлама руставского химического завода

4.2. Выщелачивание отвального шлака электротермического производства металлического марганца серной кислотой

Глава.5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ СУПЕРФОСФАТА, ОБОГАЩЕННОГО МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ

5.1. Влияние добавок бора, молибдена и марганца на состав и свойства суперфосфата

5.1.1. Получение суперфосфата в присутствии соединений бора ''

5.1.2. Получение суперфосфата в присутствии соединений молибдена

5.1.3. Получение марганизированного суперфосфата

Глава 6. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАРГАНИЗИРОВАННОГО СУПЕРФОСФАТА эа

Глава 7. ПРЕДЛОЖЕННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ СУПЕРФОСФАТА И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА W8

ВЫВОДЫ ЛИЕРАТУРА

Разработаны технические условия и способы получения простого суперфосфата, обогащенного микроэлементами. На Сумгаитском суперфосфатном заводе осуществлен выпуск марганизированного простого суперфосфата по разработанному способу. Полученное удобрение обладает повышенными физико-химическими и механическими свойствами. Микроэлементы, содержащиеся в продукте, полностью находятся в водорастворимой форме. Агрохимические испытания и технико-экономический расчет указывает на целесообразность производства модифицированного микроэлементами простого суперфосфата.

ОГЛАВЛЕНИЕ стр.

РЕФЕРАТ. 2

ВВЕДЕНИЕ. 5

выводы

I. В выполненном исследовании разработана технология марга-низированного простого суперфосфата, а также суперфосфата, обогащенного микроэлементами бора и молибдена, с использованием отбросных промышленных отходов, содержащих микроэлементы.

При производстве суперфосфата в присутствии солей марганца и других микроэлементов образуется новая многокомпонентная система в отличие от традиционной СаО - Р205 - Н20 , которая по своим физико-химическим и технологическим свойствам определяет взаимодействие фосфата с кислотой и протекание кристаллохимических процессов.

В отличие от кондиционных солей марганца, применяемых в настоящее время, промышленные отходы марганца содержат его в водно-нерастворимой форме. С целью их использования изучено введение их в процесс на начальной стадии производства суперфосфата - растворение в исходной серной кислоте (в отличие от солей марганца, вводимых преимущественно на стадии гранулирования продукта).

Путем изучения влияния марганца (и других компонентов) на особенности отдельных стадий производства суперфосфата показана возможность интенсификации всего процесса в целом с повышением качества получаемого продукта не только за счет его модификации, но и прочности образующихся гранул, а также выхода товарной фракции.

Результаты лабораторных исследований подтверждены данными опытно-промышленных испытаний на одной производственной линии с суперфосфатной камерой производительностью 35-40 т/ч суперфосфата и являются основанием для внедрения процесса получения марга-низированного суперфосфата в промышленное производство.

2. Полученные новые данные о растворимости в системе

СаО ~ МпО'^О^НгОпри 70-115°С, а также влиянии марганца на дегидратацию полугидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте и микрогранулометрическом составе суперфосфата свидетельствуют, во-первых, о высаливающем действии фосфата марганца на монокальцийфос-фат; во-вторых, о замедлении в присутствии марганца перехода полугидрата в ангидрит; в-третьих, об образовании в марганизирован-ном суперфосфате укрупненных кристаллов ангидрита и монокальций-фосфата. Это указывает на то, что в присутствии марганца происходит активация жидкой фазы (вследствие высаливания монокальцийфос-фата) и уменьшается или вовсе прекращается экранизация поверхности зерен фосфатного сырья шламовыми частицами.

3. Исследованием выщелачивания марганецсодержащих отходов шлама руставского химического завода и шлака производства металлического марганца показано, что при взаимодействии этого шлама с серной кислотой, используемой для разложения, степень перехода марганца в жидкую фазу составляет 92-93%, концентрация марганца в растворе при этом равна 1,8%. В то же время при взаимодействии смеси шлама и апатита с серной кислотой степень выщелачивания марганца составляет 70-74%. Выщелачивание марганца из шлака протекает удовлетворительно с применением разбавленной серной кислоты концентрацией 14-18% НдБО^ . В этих условиях при 60°С и 80°С и норме кислоты 80 и 110 (в расчете на марганец и силикат кальция) степень перехода марганца в раствор составляет 85-87%.

4. Установлено, что в микроэлементизированных продуктах степень разложения сырья примерно на 2-3% выше, чем в обычном суперфосфате, и составляет 94,7-95,3% вместо 92,3%. Одновременно для марганизированного гранулированного суперфосфата улучшаются и другие показатели. Выход товарной фракции составляет 86% вместо 74%, прочность гранул увеличивается в 1,5 раза и равняется 2,3 Míla вместо 1,35, повышается также гигроскопическая точка до 80% вместо 71%.

5. Проведенными опытно-промышленными испытаниями получения марганизированного суперфосфата показано, что наиболее рациональным методом введения марганцевого шлама в процесс является предварительная подготовка его путем обработки всей массой серной кислоты, используемой в процессе, или выщелачивание его в жидкую фазу в виде раствора. Содержание Мп ВОДОр в готовом продукте при этом составляет 1,36-2,05% и степень выщелачивания марганца превышает 98%, степень разложения апатита в готовом продукте составляет 95%.

6. На осно вании выполненных исследований и опытно-промышленных работ предложены новые способы получения боросуперфосфа-та, марганизированного суперфосфата, а также полимикроэлементно-го суперфосфата, защищенные шестью авторскими свидетельствами на изобретения.

7. По данным трехлетних опытных и полевых испытаний, проведенных лабораторией микроэлементов Института почвоведения и агрохимии АН Азербайджанской ССР совместно с Научно-исследовательским институтом хлопководства МСХ Азербайджанской ССР, применение боро-суперфосфата и полимикроэлементного суперфосфата, содержащего бор, марганец и молибден, значительно увеличивает урожай хлопчатника, люцерны и капусты.

Средняя прибавка урожая от внесения полученных микроэлемент-содержащих удобрений по сравнению с контролем составила (в скобках в % от контроля): хлопка-сырца от боросуперфосфата (БС) 4,5 ц/га (16), от ПМС 6,3 ц/га (23); люцерны (сена) от БС 71-77 ц/га (25), от ПМС 104,4-110,4 ц/га (37); кочанов капусты от БС 21,6 ц/га (18), от ПМС 28,7 ц/га (24). Высокая эффективность полимик-роэлементного суперфосфата по приведенным сельскохозяйственным культурам объясняется полимикроэлементной недостаточностью почвенного покрова республики.

1. Прянишников Д.H. Избранные сочинения, т.1,11 и 1.I. Сельхозгиз, 1952-1953.

2. Справочник агронома по удобрениям. Сельхозгиз, 1955.

3. Малин K.M. Химия и урожай. Госхимиздат, 1955.

4. Вольфхович С.Н., сб.Микроэлементы в жизни растений и животных. Изд.АН СССР, 1952.

5. Каталымов М.В. Химическая наука и промышленность, № 2, 1956, с.155.

6. Поспелов И. А. Борные удобрения на подзолистых почвах СССР. Сельхозгиз, 1947.

7. Каталымов М.В. Микроудобрения и микроэлементы. М. "Химия", 1965, 330 с.

8. Соколовский A.A., Унанянц Т.П. Краткий справочник по минеральным удобрениям. М. "Химия", 1977, 376 с.

9. Черемисинов Г.Л. Химия в сельском хозяйстве, 1978, № 2, с.44-47.

10. H- Wattен£erg , Z. anor$. ehem., 236,339, 1938.

11. Хризман H.A. Сообщение о научных работах ВХ0;,им. Менделеева, вып.2, 1955, с.33-56.

12. Герасимова В.В. Труды ВНИИГ, вып.XXIX, 1954, с.215.

13. Классен В.И. Труды ГИГХС, 1950, с.51.

14. Берлин Л.Е. Производство борной кислоты, буры и борных удобрений, Госхимиздат, 1950, III с.

15. Курман И.М. Сб. "Большая Эмба", т.1, изд.АН СССР, 1937.

16. Смирнов С.С. ДАН СССР, 45, № I, 22, 1944.

17. Берлин Л.Е. ЖПХ, XXX11I, № 8 , 785, 1955.

18. Берлин Л.Е. Химическая наука и промышленность, П, № 6, 726, 1957.

19. Берлин Л.Е., Абрамова Е.М., Лазарева А.И. Сообщение о научно-исследовательских работах НИУИФа. Госхимиздат, 1957, с.58.

20. Ожигов Е.П. Сб."Материалы по исследованию химического сбцэья Дальнего Востока". Изд.АН СССР, 1958, с.75, Реферат докладов на УШ Менделеевском съезде, № I, 140, 1959.

21. Вольфхович С.И., Берлин Л.Е. ДАН СССР, X Ш, № б, 264, 1944.

22. Померанцев И.Н., Соркина Д.Э. Труды НИУИФ, вып.123, 1935, с.144.

23. Вассерман Н.М. Производство минеральных солей. Госхимиздат, 1954.

24. Дыбина П.В. Технология минеральных солей. Госхимиздат, 1949.

25. Кольчугина В.В., Кузина К.Н., Унанянц Т.П. Производство и применение микроудобрений в СССР и за рубежом. М. изд.ВИНИТИ сельского хозяйства, 1975, с.91.

26. Дыбина П.В. ЖПХ, № 12, 42, 1938.

27. Очерки по общей химической технологии под редакцией Павлова К.Ф., Романова П.Г. Госхимиздат, 1947, с.122-123.

28. Амирова С.А., Поляк А.М. Труды УНИХИМ, вып.УП, 1958, с.217.

29. Вольфхович С.И., Марголис Ф.Г. Извещение АН СССР, ОХН, 5, 322, 1942. ЖПХ, ХХУШ, № 5, 453, 1955.

30. Смирнов В.И., Тихонов А.И. Обжиг медных руд и концентратов. Металлургиздат, 1958.

31. Печковский В.В. ЭПХ, XXX, № II, 1579, 1957.

32. Микроудобрения. "Труды НИУИФ", вып.217, 1970, с.3-134.

33. Fe'tll Е.; Ra6sKQ 3V Bin£. Lnform. On Przem Droóneyo, 2, № 2, I, 1955.

34. Frocme S., BarGier Agrie . chemlcats , II, № 5, 35, 1956.

35. Клименко Ю.В., Кваской А.П. Химическое обогащение марганцевых руд. Металлургиздат, 1944.36