автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Разработка технологии получения термических фосфатов из фосфорсодержащих отходов

•(«АКАДЕМИЯ НАУК "РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ -УДОБРЕНИЯ

На правах рукописи ДдУСУПОВ Бахадур иуханбетжанозич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМЛЧЕСКИл 'ФОСФАТОВ КЗ §ОС-?ОРСОДЕ?МаИХ отходов

05.17.01 - технология неорганических веществ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент 1995

Работа выполнена на кафедре неорганической химии в ламбнл-скои научно-тзхнологическок Центре Казахского государственного университета им- Аяь-Фараби при АО "подлое".

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук . длУСИПБЕКОЗ У. К.

кандидат технических наук БЕРМ НОВ д. С.

доктор технических наук, профессор РИЗАЕЗ Я.У.

кандидат технических наук, с.н.с. АБДШАЕВ Б.К.

£нмкентское АО "Босфор"

Защита диссертация состоится "-23' _£цэ_РЮ.__1995г.

в______часов. На Заседании специализированного Совета

Д.015.60.21 при Институте удобрений АН РУз С7С0С+7, ГСП, Ташкент, ул. Ахунбабаева, 18).

С диссертацией мокно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке АН РУз (700000, Ташкент, ул. Муминова, 13).

9Г феЯрмА .

Автореферат разослан __________1995г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор химических наук, проф.

Р.Г. Осичкина

- 3 -

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность темы. 3 производстве элементарного фосфора серьезную и больыуо проблему представляет утилизация твердых и жидких отходов в целевые продукты. Содержание в них большого количества полезных компонентов " -ДРУГИХ позво-

ляет использовать отходы в качестве исходных материалов в производстве. Одним из эффективных направлений переработки фосфорсодержащих отходов являются способы получения термических фосфатов, разрабатываемые в ИХН КАН Республики Казахстан п Каз ГУ им. Аль-?араби Республики Казахстан. Особенно перспективны разработки по утилизации некондиционного фосфатного сырья и фосфорсодержащих отходов с использованием твердой фазы котрельного "молока", содержащей 15-30 11 0КСйг10В

делочннх металлов, поззолялцих снизить температуру плавления ^спекания), расход щелочной добавки, получать более концентрированные удобрения по сравнению с традиционными методами. Путем подбора деиевой добавки при рафинировании феррофосфора ¡•'.окно получить растворимые термические фосфатные шлаки, обогащенные микроэлементами. Важным условием является использование технологий, не требующих переустройства действующих технологических линии. Поэтому большую актуальность представляет разработка технологий и технических решений по утилизации отходов производства на действующих установках с получением целевых продуктов.

Работа выполнена на кафедре неорганической химии и Намбы-лском научно-технологическом Центре КазГУ им. Аль-Фараби в соответствие с планом научно-исследовательских работ Республики Казахстан по теме: "Разработка физико-химических основ комплексной переработки природных солей, некондиционных фосфатов, вторичного сырья и отходов производств Казахстана на продукты химизации сельского хозяйства", номер государственной регистрации 01.86.00.99.405.

иелъ работы состояла в разработке технологических и технических реизний по получению растворимых термических фосфатов из фосфорсодержащих отходов. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследование процессов пылеобразования при переработке агломерационной фосфатной шихты,

- выявление оптимальных условий термической переработки

твердой фазы котрельного "молока" п уосфатсодерисащих отходов,

- изучение модельных систем, содержащих основу фосфатного сь;рья - минералы: фгорапатит, гидроксплапатит - фосфаты и силикаты ,

- исследование влияния злакообразуащих компонентов на растворимость термических фосфатов,

- опытно-промышленное испытание, разработанной технологии получения усвояемых фосфатшлаков из феррофосфора,

В соответствии с целью проведения исследования и достигнутых при этом результатов автор выносит на защиту:

- схему процесса формирования пнлей в электрофильтрах при переработке фосфоритовой шихты с добавкой фосфоритовой мелочи,

- оптимальные условия совместной переработки твердой основы котельного "молока" и фосфатеодеркацих отходов,

- диаграммный анализ гетерогенного взаимоцеистшч в модельных системах, содержащих основные компоненты отходов,

- функциональная зависимость растворимости фосфатшлаков от природы шлакообразующихся компонентов,

- разработанные технологические схеми получения термических фосфатов из фосфорсодержащих отходов.

диссертации состоит в следующем:

- изучение процессов формиропания пылей в электротермических печах при переработке шихты с использованием фосфоритовой мелочи,

- исследование состава и свойства котрельной пнли, феррофосфора и фосфатшлаков,

- выявление оптимальных условий совместной термической переработки твердой фазы котрельного "молока", фосфатсодержа-щих отходов,

- нахождение наиболее растворимых областей в системах,содержащих основные компоненты отходов, при различных темпеоату-рах,

- установление влияния оксидов магния, кремния, железа и марганца на растворимость фосфатшлаков феррофосфора,

- определение технологических показателей процессов получения фосфаталаков из феррофосфора,

- разработка принципиальной технологической схемы поучения усвояемых термических фосфатов из фосфагсодержацих отходов.

ленностн.

Разработанный способ термической переработки пылевидных отходов аглопронзводстла и твердой фазы котрелького "молока" позволяет без затрат дорогостоящей фосфорной кислоты и щелочной добавки чсоды, щелочи и др.) получить усвояемые термические фосфаты.

Знедрение данного способа на АО "Нодфос" способствует сокращению объема пылевидных отходов и улучшить охрану окружающей среды. В настоящее время выдано задание для составления Т20 по данному способу.

г!овая технология рафинирования феррофосфора с солевой добавкой проверена укрупненными опытами, а также в опнтно--промыаленннх условиях в НПО "Тулачермет". Получена опытная (10 тонн) партия фосфатшлзков 2-х разновидностей, прошли агрохимические испытания на пылях 1{амбылской области. Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии переработки пылевидных отходов составляет в год 558330 тенге.

Апробация работы: Основные результаты работы доложены на Республиканском совеаании "Наука и технология-93 (г.Шымкент), на научных конференциях в КазХТ'Д (сентябрь 1992г.), КазГу (ноябрь 1592г.), на НТС АО "Химпром" (декабрь 1992г.), АО "Нод-фос" (ноябрь 1993г.).

Публикации: По материалам диссертации опубликовано II статей и тезисов докладов, получено 2 авторских свидетельства.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, зызодов и списка литературы, содержащего ¡69 наименований. Она изложена на 35 страницах, содержит 41 таблицу, иллюстрирована 23 рисунками и 15 приложениями.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

обоснованы актуальность проблемы и выбор объектов исследования, сфориулирозанн цель работы и защищаемые положения. В_пеовой_глав'е обобцени литературные данные по технологии термофосфатов и полифосфатных удобрений, приведены описание технологии, характеристик конечных продуктов. Во_вто-сой_главе приводятся характеристика исходных материалов и методики анализа продуктов. Т£етья_глава посвящена описанию результатов изучения процессов термической переработки твердой

; - ь

основы котрельного "молоки" на фосфатно-калийное удборение. Определены оптимальные условия химического обогащения некондиционного фосфатного сырья слабым раствором минеральных кислот. 3 четв8£гой_главе приведены результаты предварительного рафинирования феррофосфора с различными солевыми добавками, обсуадекн данные по влиянию различных оксидов на растворимость пол/чаемых фосфатшлаков феррофосфора. Представлена технологическая схема предварительного рафинирования феррофосфора. 3_пчтой_главе приведены результаты опытно-промышленных испытан!:;': предварительного рафинирования феррофосфора в мартеновской печи и в конверторе с донноГ: продувкой. Составлени технические требования по использованию шлаков в качестве микродобавок к минеральным удобрениям.

Характеристика котрельной пыли Новодкам-булского фосфорного завода (АО "Нодфос") Пыли электрофильтров производства фосфора в своем составе содержат оксиды калия, натрия, фосфора, тяжелых металлов, фтор и другие элементы. Когрельние пкли фосфорных заводов име!от близкий химический состав. Они отличаются по содержанию оксидов кальция, фтора и щзлочных металлов. 3 работе была использована котральная пыль А0"Нодфос", состав которой представлен в таблице I.

Таблица I

Химический состав котрельной пыли Компоненты, мас.$ ~Р 5!! А12С3! Ге203Тк20~ТГ'азОТ;-'^!~н.о.х !пппхх

оТъТГълТГТТо ¿75"

хн.о. - нерастворимый остаток после разлонения в царской водке; ххппп - потери при прокалинании до ЮОО°С.

"ля определения разового состава котрельной пыли, отобранной из различных участков олсктрофильтроз сняты дифрактограммы. Как показывают результаты рентгенофазового анализа, котрелькая пыль, образующаяся при переработке агломерата, содержит в своем составе в основном минера ли: фторапйтит (3,43; 2,79; 2,72;2,25; 1,94; 1,84 А0) и кристобаяит (4,07; 3,17; 2,25; 1,68; 1,77 А0).

Известно, что котрельная пыль в своем составе содержит остаточное количество кокса и недоокисленного элементарного

фосфора. Дл,ч определения температурных интервалов окисления элементарного фосфора и сгорания кокса проведен термический анализ исходных материалов»

На кривой ДГЛ котрельной пили, улавливаемо;! электрофильтрами, фиксируемся слабовпраженные экзотермические эффекты в интервале температур (180-320, , 500°С) и эндотермический эффект с температурой П30°С. Сто, вероятно, свтзано с окислением фосфора и сгоранием кокса, а такие расплавлением котрельной пыли. Определение температур» плавления образцов вышеуказанной пыли показало, что "обыкновенная" г.нль АО "Нодфос",отобранная из электрофильтров, более тугоплавка, чем пыль из угловых пространств, так как последняя содержит в своем составе силикаты и фосфаты Цслочннх металлов - (табл. 2).

Исследование химических составов котрельной пыли из угловых пространств и "обычной" пили показывают, что они отличаются по количеству силикатов и фосфатов щелочных металлов.

Таблица 2 Температура плавления и размягчения образцов котрельной пыли

0 б р а з ц ы ! 1 !Начало плавления! °С ! ! Вид прокаленного ! образца

Котрельная пыль АО 1 'Нодфос" 1150 пороиок, частично расплавленный

№ I котрельная пыль пространств угловых 1080 Стеклообразный продукт

й 2 котрельная пыль пространств угловых 1070 плохо текучий стеклообразный продукт

Для оценки отходоз агломерационного производства, как сырья, было проведено исследование. Показано, что пылевидные отходы агломерационного производства, в отличие ог исходного фосфатного сырья, содержат в значительном количестве воднорас-тЕоримый трикальциевый силикат, образующийся при обработке (термической) в результате твердофазных реакций между фосфатами, оксидами кальция и кремния. Согласно результатам электронно-микроскопического анализа силикатная фаза представлена тонкодисперсным порошком размером 0,03 - 0,1 мкм. Образование пылевидных отходов агломерации приводит к забивке угловых пространств электропечи.

Изучение качественного состава пыли показывает, что они содержат до 2-5 У свободных оксидов кальция и магния, которые после поступления в бак котрального "молока" повыааат рН среды до 12-13. Понижение рН котрельного "молока", веро"тно, также связано с образованием онликэтое кальция в результате побочны* р^акцч. Комплексные исследования пнли из угловых пространств показало, что они содержат в значительной количестве (до 3 ,») силикат и фосфат калия. Таким образом, установлено, что слзлнш состав твердых отходов агломераци;; и котрельной пыли АО "Кодфос" в отличие от отходов пыли Яыч-кенгского, Куйбнлзвского, Гамб ¡«ского АО "Хцмпром" приводит к повышению рН котрельного "мо.'.ока", взрывообразован^ю в результате выделения фосфлна и забивке угловых пространств слзхтропзчи.

ёизико-хнмические основм получения термических фосфатов из твердой основе' котрельного "молока" я отводов агломерации.

Резульгатч термической переработки твердой основы котрельного "молока" в присутствии фосфорсодержащих отходов ^возвратов произволе¿на агломерата) представлены в таблице 3.

Таблица 3

Характеристика термических фосфатов, полученных из смеси твердой фазы котрельного "молока" (КМЛ возврата агломерата (А) и илака шламовой кислоты (ШКО.

Ж! Ооотноиение ! л п ' 2 5 • 12 5 ! К20 #■! К20 +! РрОсхГОО

пп! 1 1 КМ : А : Ш!!К! 1 1 общ. ! цитр. |расти. ! Ла20 ! общ. г ! -\1а20 ! ! цитр.! ¡£аств.! 2°51;0 ~

т 1:10:1 30,0 18,2 1,8 1,6 50,5 .

2. 1:10;I 30,2 21,8 2,3 2,2 82!0

3. 3:10:1 30,3 28,2 2,8 2,7 94,0

4. 4:10:1 30,5 28,2 3,7 3,5 95,8

5. 5:10:1 31,0 30,0 4,2 4,2 97,0

г 0. 5:10:1 32,0 31 0 4,8 4|2 97,0

7. 7:10:1 32,3 31 3 5,5 6,6 97,2

8. В:10:1 32,5 31 4 7,2 7,2 97,8

9. 9:10:1 33,1 31 8 8,3 8,5 ' 97 6

10. 10:10:1 33,4 32,7 9,1 9,Г 96,0

Как показывают экспериментальные данные, с увеличением количества твердой оснозь; котрельного "ьолока" б шихте повы-

шается степень растворения пентаоксида фосфора в 2 /¿-ной лимонной кислоте. Оптимальным соотношением компонентов в шихте является 4:7:10:1.

Для моделирования процесса получения термических фосфатов проведено изучение кидельныл систем уторапагит - фосфат -силикат.

¡■'етодом симплекс-решетчатого планирования экспериментов изучено взаимодействие в системах дифосфаткалия - диоксид кремния - фторапатит. Известно, что эти компоненты составляют основу котрельного "молока" и пылевидных отходов аглзпролзвод-ства. Так, составе твердой фазы котрельного "молока" содержание К^О достигает более 10 ,«'.

для построения полной диаграмма состав - свойства в матрицу симплекс-реиетчатого планирования в качестве независимых переменных введено содержание XI - К^РО^, л2 — 3I-О -Са10(Р04)5(ОН)2.

Рассмотрена система К^РО^ - 31 и^ - Са^РО^З-СОН^. Получен изотермический разрез при 700°С. Изучено свойство системы-значение лимоннорастворпмого пентаоксида фосфора. Получени линии равных уровней в трехкэмпонентной системе фосфаткалия -диоксид кремния - гидроксилппатлг. Значения нанесены на изолинии растворимости, Выявлены обласги'области малой й значительной растворимости. Заявлены области максимальной степе-" ни перевода фосфора в лимоннорастворимую форму,'которая'достигается в гидроксилапатитовой области при 80-85 %Са^СРО^^чОН)?

На полной диаграмме состав - свойства системы проявляется общая тенденция снижения в области, обогащенной кремнием. В области высокого содержания гндроксилапатита значение лимочно-растворимой формы пентаоксида фосфора находится в пределах^35-47 %.- Зто коррелирует со значением этого показателя в области, обогащенной пирофосфатом калия. . !

В системе К^РО^ - ¿¡(^ - СэдлСРО^^СОН^ также исследована зависимость лимонной и цитратнорастворимой форм от температуры (1200°С). На диаграмме состав - свойства при изучении растворимости 3 ^ /"'-ной лимонной кислоте при 1200°С обнаруживаются определенные закономерности взаимодействия продуктов, характеризующихся одинаковыми свойствами, т.е. одной и той же величиной растворимости РрОсо Максимальное значение

растворимости составляет 45 '/> и соответствует следующему составу: К3?04 - 35 %, 5Ю2 - 15 %, Са1ОСР04)б(0Ю2 - 50 %.

Разработаны способы подготовки отходов к термическом пе-рераоотке сырья путем обработки разбавленной минеральной кислотой исходного материала.

Определение оптимальньи условий получения термофосфатов на основе твердой фазы котрельного "молока" и фер^офэссуора б опытно-промышленных условиях.

Дл- проверки результатов лабораторных исследований проведаны опытно-промышленные испытания технологии получения термофосфатов ча опытной аглочаше яО "Нодфос". 3 качестве исходных материалов пихты использовались фосфориты Какатас, усредненные твердые отходы (пили посяз пылеуловителей, отсевы) и совсем твердая основа котрельного "молока". В качестве увлаккителей использовалась разбавленная фосфорная кислота (2-3 мае.л от общ. масоы екхты). При проведении пргцесса в стао'ильном режиме для определения химического состава конечного продукта н его растзоримости в 2 ;Т-ной лимонной кислоте отбирались пробы после охлаждения в воде. Это в свои очередь, несколько снижало степень перехода Р^О^ в лимоннорастворимую форму по сравнению с лаооратирн'Ш! данными (тсбл. 4).

Таблица 4

Химический состав термофосфатов

Образцы тзр-!Общзее содержание,;*»

моФосфагов !-------------------

!Р205!К20 ШуО'.СаО

Содержание ли-! Р^Ос-хЮО

мон.паств.щопмы!К_ _ ---------

'.р. р205обЦ!

без добавления тв. фазы

КМ 23,0 - 1,5 38,1 6,0 - 26,1

с добавлением тв. фазы КМ:

№ I 25,0 6,9 4,3 34,6 22,0 8,1 88,0

»2 25,0 10,5 4,5 35,1 2ч,1 о,5 92,3

й 3 23,0 9,4 4,0 37,1 22,0 7,9 95)4

Для сплавления шихты составлены следующие составы:

Й I - 50 % фосфатное сырье

40 % твердые основы котрельного "молока" 10 % кокс

К» 2-50 % фосфатное сырье

45 % твердые основы котрельного "молока"

5 % кокс

.'5 3 - 40 % фосфатное сырье

40 %1 твердые основы котельного "молока" 10 твердые фослорсодеркацие отходы 10 % кокс

Из таблицы видно» что при эведени.; ^ состав лихты, состоящей :;з фосфоритов йнатас и твердой основы котрельного "молока" до 45 % степень растворения пентнокпида фосфора з 2 н о и лимонной кислоте достигается 95 Огштно-промнзяеннке испытания подтвердили возможность получения термофосфатов на агломерационной установке и досдшвнил степени перехода Р^О^ в усвояемую форму в пределах £8-95 " (ркс. I).

На фосфорных заводах наряду с котрельным "молоком" имеется твердый отход - феррофосфор, который содеркит в своем состазе ценные компоненты: железо, фосфор и другие полезные элементы. При рафинировании феррофосфора образуется предварительно фосфатный злак, который при введении солевой добавки переходят в растворимые соли, формы.

Для получения растворимых фосфатшлаков проводилось исследование по подбору добавок и по определению оптимальных условий получения растворимых фосфатдлакоз из феррофосфора.

На основании лабораторных исследований разработана технологическая схема получения растворимых фосфатшлаков из электротермического феррофосфора, по которой конвертирование должно проводиться в печном агрегате с магнезитовой Футеровкой и динасовым плановым поясом.- Охлаждение шлака позволяет получать продукты более амортизированные, хорошо растворимые в 2 %-аш лимонной кислоте. 3 качестве добавки при рафинировании феррофосфора были использованы полигалит и астраханит и др. Для физико-химического обследования технологических процессов изучены модельные системы, состоящие из сульфатом и фосфатов.

По данным прокаливания модельных смесей удаление серного ангидрида в газовую фазу начинается с 800°С. Причем, с повышением температуры степень выделения серного ангидрида резко возрастает и при 1300°С для систем Са2Р20у - Са50^ - 97 а для Оа^^ч ~ приближается к 100 %. В отличие от мо-

дельных смесей, содержащих сульфат калия ~

выделение диоксида серы начинается с температуры шихты 900°С.

Рис. I Технологическая схема термической neper,

аботки фосфорсодержащих отходов ка Удобрения

Степени улетучивания диоксида серы из смеси невелика, всего 5

1 при 1зоо0с.

В результате исследования модельных систем показано, что при температуре cbhl's 90ü°C начинается взаимодействие мекду фосфатами и сульфатами с образованием ноинх соединений.

Смешанный ортофосфат кальция - магния в расплавленной пихтз образуется в результате реакции присоединения ортофзс-фатов кальция и магния.

3 модельной системе Са^Оу - растворимость про-

дуктов спекания в контрольных растворах увеличивается встед-ствие удаления SОр. С увеличением температуры растворимость в

2 ;?-нэй лимонной кислоте несколько ниже, чем в цитрате аммония. К20 на 100 % переходит г раствор в обоих случаях, тогда как Р2О- переходит на 76 Коэффициент усвоения PgO^ повкыа-ется о увеличением температуры. Растворимость продуктов спекания определяется наличием Ca^PgOy, обладающего низкой растворимостью в 2 /k-ной лимонной кислоте и цитрате аммония. Образование ортофосфата калия и кальция подтверждают результаты рентгеновского анализа и ИКС (рис. 2 и 3).

Из системы MogPgOy ~ KpSO^ выделение диоксида серы происходит только с расплавлением шихты (9С0°С). Степень выделения диоксида сеон при 1300°С составляет всего 80 %.

Исследование процессов взаимодействия в системе дифосфат-сулы^ат позволяет сделать вывод, что переход в раствор продуктов спекания в основном зависит от природы исходных компонентов и от полиморфной модификации с образованием новых соединений, твердых раствороо. Увеличение температуры до ITOÜ - 1200 °С способствует образованию простых и сложных ортофосфатов в результате химического взаимодействия, с удалением серного ангидрида в газовую среду.

На основании лабораторных'и опытно-промышленных испытаний определены оптимальные условия введения добавок и получения растворимых фосфатшлаков, обогащенных микроэлементами. Опыты показали, что введение серпентинсодержащего сырья способствует получению раствопимых фосфатшлаков в слабых растворах минеральных кислот.

При введении в шлаки оптимального количества серпентина образуются ноЕие соединения, которое повишаат усвояемость эвтектических смесей и новых соединений за счет обменных реакции

Э/0о 1„||»|]|, 1

. 1, |[ ■ ■ 1 1 ■ , ■• ■

,1.1 . . | 1

.....И 1.1 .1.1

1 1

. .11|!ш ' 1111 , 1 Н

1 чн| |М) ||Щ11. ,111-,-1-

2 3 4 5 6

7 6 5 4 3

2

Рис. 2 Штгихдиаграмма смеси Са5?20у - ,

прокаленной при 900°С (3) и чистых солей Са2?20у (I); СаЗО^ (2); Са3(Р04)2 (5); К3?(у(5); КЗа^ (7); К2Зо4 (Ц).

солей Ca-РрОу (i) и K2S04 (2); Сэ.(Р0^2 С5).

- 15 -

между компонентами ишака и добавки.

На основании экспериментальных данных показано, что наиболее растворимые и легкоусзояемне фосфатылаки образуются при введении 10 - 15 мае. частей серпентина.

Физпко-химические и агрохимические свойства фосфатшлаков определяются, главным образом, исходным составом плектротер-мпческого феррофосфора, природой добавки в конверторную ванну и зависят от материала футеровки металлургического агрегата. При оптимальном сочетании этих факторов мохно достичь практически полного растворения фосфатшлакоз в контрольных растворах (2 /о-ной лимонной и 0,1 н соляной кислотах).

3 результате опытно-промышленных испытаний в"Тулачермет" получены разновидности фосфаталаков. Вследствие различных способов закалки расплава он имел две формы, отличающихся содержанием компонентов Смас.,^):

а) стекловидная форма: Р^О- - 23,0; $;п2 - 17,?; МпО -10,3; У205 - 2,6; Геоб:д - II,2; СаО - «,5; - 10,5; А1203 - 1,1.

базовый состав в основном представлен стекловидном фазой с редкими включениями шпинели и металлических вкраплении.

б) кристаллическая форма: ?20^ - 21,1; $!02 - 18,2; МпО -11,1; Ч'205 - 3,6; Реоб;ц - 5,8; СаО - 8,8; МаО - 10,8.

На основании полученных данных разработана принципиальная технологическая схема предварительного рафинирования феррофосфора с поучением растворимчх термических фосфатов (рис.

Таким образом, при испытании с серпентином в ходе предварительного рафинирования феррофосфора получен фосфатшлак, обладающий хорошей растворимостью в 2 л-ной лимонной кислоте.Содержание большого количества СаО в фосфаталаках позволяет использовать их в качестве добазки к минеральным удобрениям для улучшения их физико-химических свойств.

Рис. Н Технологическая схема получения растворимых шпаков из феррофосвора.

3 И 3 О Д У

1. Зпервие предложена гипотеза о формировании пылевидных фосфорсодержащих отходов, щелочного котрельного "молока", которые способствуют образованию фосфина, цианидных комплексов и других некелательн'дх процессов в баках электрофильтров.

2. йсследованы состав и свойства продуктом взаимолеиствин модельных систем, содержащих фторапатит- фосфат- диоксид кремния, при тзм.пературах 700, Г200 и 1400°С. Установлены оптимальные области растворения Р20^ в 2 $~ной лимонной кислоте.

Зо Разработаны дпзико-хнкические основы совместной термической переработки твердой основы котрельного "молока", пылевидных отходов аглопроизводства на термофосфаты. Найдены оптимальные технологические показатели (соотношение, температура, условия закалки, ситовой состав и др.). Получены продукты, содержащие 28-31 % Р205 и 2-8 % К20 +.Иаг0, на 96,б - 97,8 % растворяющиеся в 2 /¿-ной лимонной кислоте.

4. 3 результате опытно-промьмленных испытаний на опытной аглочаше АО "Нодфос" проверена разработанная технология совместной переработки отходов фосфорного производства. Получена представительная партия термических фосфатов, растворяющихся в 2 ,£-ной лимонной кислоте до 87-9$ Предложена принципиальная технологическая схема нового способа получения термических фосфатов.

5. На основании лабораторных исследований модельных систем: фосфатшлаки - добавка; фосфаты - сульфаты, определены оптимальные условия получения растворимых шлаков. Показано, что по мере улетучивания диоксида серы образуются г новые фосфаты, растворимость которых зависит от условий и от-содержания щелочных металлов.

Впервые исследования проводились по влиянию шпакообразую-щих компонентов (МдО, Ге20^ и МпО) на растворимость фосфатшла-ков в 2 5-ной лимонной и ОД н соляной кислотах. Показано, что содержание растворимых форм оксидов железа, марганца, фосфора зависит от содержания диоксида кремния. Повышение растворимости образцов при введении 30 массовых частей диоксида кремния связано с образованием легкоплавких эвтектических смесей, а уменьшение содержания оксидов магния, кремния и марганца при содержании Ге2С3 - 2-6 насс.ч. объясняются образованием туго-

плавких фосфатов железа.

5. ß опытнэ-промь.гаионных условиях в H11U "Тулачермст" проверена новая технология получения растворимых термических фосфатов из феррофос юоа. Наработана опытная партия 2-х разновидностей фосфатзлаков (10 тонн), которая была передана б НПО "Минудобрения" на испытания. Определены оптимальные, технологические параметры получения ■■тсфаталаков при ратинировании феррофосфора и предложена принципиальная технологическая схема.

0chj3;-:oj содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Джусупов Б.М., Батаэва К.О., Ажибаез Т.Р., Берзканов

Д.С., Дкусипбеков У.;{. "Синтез неорганических пигментов и соединений из жидких отходов фосфорного производства" - В сб.: Материалы конференции "Наука и технология-93". Тезисы докладов. - Иымкйнт, 1993, - с. 193.

2. Батаева И.О., Длуслпбеков У.л., Борганов Д.С., Джусу-пов Б.М. "Утилизация отходов АО "Нодфо;;" на полезные продукты". - Материалы конференции "Наука и тзхнология-93". Тезисы докладов. - Сымкент. 1993, - с.182.

3. Цкусипбеков У,Ж., Берианэй Д.С., Джусупов Б.М.; Гухта-ев С.Т., Батаева К.О., Левинтов Б.Л., Намзбаез G.K. "Разработка технологии получения фосфатшлакоз из феррофосфора". В сб.: Материалы конференции "Наука и технология - 93". Тезисы докладов. - Шымкент, 1993, - с.183.

4. Аяибаев Т.Р., Дкусипбеков У.Ж., Бержанов Д.С., Жакито-ва Г.У., Раимканова М.К., Джусупов Б.М. "Окисление низших форм фосфора /недоокисленных форм фосфора/ котрельного "молока", -Библ. указ. Каз.Н'ЛИШМ. деп. научные работы. - А., 1992. - $ P36I4 - Ка - с.5.

5. Бержанов Д.С., Ажичаев Т.?., Джусупов Б.М. "Химическое обогащение фосфоритов Наратау для получения моносырья". - Ана-лит. обзор. - Алматы. 1993. - с.37.

5. Джусупов Б.М., Ажибаеа Т.Р., Джусипбеков У.К., Алимбе-ков H.A. "5осфаталаки, обогащенные микроэлементами". Труды научной технической конференции. - Шымкент, 1994 г.

7. Бержанов Д.С., Акибаев Т.Р., Джусупов Б.М. "Химическое обогащение фосфоритов", "Получение растворимого фосяатнлака из феррофосфора". Труды научно-технической конференции. - Шымкент, 1994 г.

-193. Длусипс!ехоа У.л., Анибаев Т.F., Казова A.M., Нурахке-тов H.H., Берханэи Д.С., Дмузупов Е.л. "Способ переработки жидких отходов фосфорного производства". Информационный лист КазНШТЛ, 1991, Й 157-91.

9. Дкуапбекзв У.я.., Амбаеи Т.?., Какова A.M., Ко¡г:абеков Т.А., ¡¡ержанов Д.С., Дкусупов Б.". "Способ удаления пни из электрофильтроз при производстве фосфора из окускозанного фосфатного сырья". Информационней лист КазНЛлНТ;', 1991. w 155-91.

10. Казо::а P.A., Акаев С.Т., Дмусупо.ч Б..'., Беркэнэв Д. С., Ашбаев Т.?., Хаидаро.ч Т. "Пихта ал л окисления пзчного фосфатного сь:рьл". Положительное розеине по за нкз 4630440/ 25 от 2.09.91.

11. дантасоа К.Т., Пирожников Н.л., Сулеименов Н.К., Ху-^артбаев З.У., Те A.SV/., Камеикин Б.Н., ¡¡смаилфв Л.К., Ахи-баеа Т.Р., Дкусупоз Б.М., Амангалиеэ С.У., Утебаеа P.P., Са-зонтов Е.В. "Способ получения фосфора". Авторское свидетельство 14 70895 от 1985 г.

12. Акатова З.С., Джусилбеков У.йг,, Дкусупон Б.М., Усма-нов С.У. "Термические превращения в системах ортофосЬатов кальция, магния и двойного ортофосфата кальция - калия". Сдана в печать в узбекский химический куриал.

13. Ахатоза 2.С., Джусупов Б.М., Берканзв Д.С., Усманов О.У. "Термические превращения в системах ортофосфатоз кальция,

_магния и дзойного ортофосфата кальция - магния". Сдана в печать в Узбекский химический журнал.

— /7

Соискатель: РшУ0^/^ Дкусупоэ Б.й.

9ССЮР ЧлКИШШАРЛДАН ТЕРМИК ФОСФАТЛА? ОЛЛш ТЕХН ОЛОГ А ЯСИН'Л ЯРАТИЗ дхусупов Бахадур Муханбетканович

Диссертацияда майда фосфоритлар асосида фосфорит агломе-ратларини ¡уайта тлаш ва^тида электротермии печларда чанг сил булиш жароенларииинг тадк,и^от натикалари келтирилган. За-моковий физик-кимевий усуллар (Р^А.ДТА, МО) ердамида котрель чанги на сувлп суспензилси таркиби аникланган.

Котрель "сут"и ва фосфор чикиндиларинл юг,ори ^ароратда >,айта излаб тзркибида 2С-ЗГ;» 53 ^О+А'а^О булгак ва 2/а-ли лимон кпслотаси оритмасида 95-98;' ор/вчан термик фосфат-лар олиынинг физик-кимевий асослари урганилган. Тагкриба пслаб-чи?;арии нароитида термик фосфатлар олпа жароеникинг схемаси яратплди.

Таоикй фос^/атлар-котлель "сут"идан иборат мураккаб аралаи-¡•¡адаги кокпонектларнинг узаро таьсир жароеклсринк моделлаштириш ма.^садида таркибида фгорапатит-калий фосфати-кремний оксиди булгак аралаималарни 700, 1200 за 1400°С >;ароратда урганилди. р£0^ нинг лимон кислота эритмасида каксимал эрувчан мпууюрга утиш >;оллари анмкланди.

Бирикчи марта табипй силикатлар ва сульфатлар ^ушимчаси ердамида феррофосфорларни бошлангич ишлаи даврида шлак >;осил б^лиш зкароенлари ургаьилган.

Феррофосфордан термик фосфатлар одна жароеки схемаси яра-тилган. Тажриба ишлаб-чи^арпа синозлари асосида туз к^ушимчала-рини ?;ушишнинг асосий иароитлари аник,ланган. $еррофосфордан олинган термик фосфатларнинг физик-кимевий ва агрокимевий хос-салари асосан ооалангич электротермик феррофосфор таюкибига, туз нулимчасц табиатига, металлургия ускумасининг к,зпламаси материалига богликлига курсатилган. Олинган фосфатшлаклар тар-кибида 10/» гача МпО бор, шунинг учун уларни урит ишлаб чи^а-риада микроэлемент хом ашесл сифатида цуллаш мумкин.

WORKING OUT OF THE TECH'iCLCGV 0!! OBTAINING TIIErMTCnL PHOSPHATES FROM THE SLAGS. CONTMiilNG PHOSPHORUS. fOTfiR?! 3USUP0U BMfiBIJP. ,MU!!n:.'PFTOUIC!!

Experimental Jala on investicat ion process of dust formation during working out of phosphorite anio?.cratcs cn the bass of snail pieces in electricthcraical furnaces arc given in this Thesis. With the usage of sodorn physical and chemical methods are set phase structure of Cottrcl dust and its water suspension.

Physical and chemical bases ofjoint thermical working out of Cottrel "miik"and slags,containing phosphorus into thcraical phosphates, containing P205"28:3i^ and II20fNa20-2:HX and soluble 35^382 and 27. of citric acid are investigated.Principle technological scheme of obtaining thermical phosphates in experimental industrial conditions is worked out.

Hith the purporse of simulating nf the processes of interaction of components in compound mixture; natural phosphates Cottrel milk-node! systems are investigated, containing Fluoine apatits- Potassium phosphate- dioxid of silicon under the temperature 700,1200.!400 t. There is exposed maximal rate of conversion of P7 05into citric soluble form.

It is investigated for the first tine the process of slag formation during preliminary refinering ferrophosphorus with ci-likate and sulphate addition.

The technological scheme of obtaining thermic phosphate is worked out.On the base of experimental industrial investigations the optional conditions introduction are determined.

It is showed, that physical cheaical and agrochemical properties of thermic phosphates, obtained from ferrophosphorus, depend mainly from the compound of initial electrothcrmical ferrophosphorus, from the nature of salt addition." from material of lining metallurgical ngregato.Obtained phosphate slags contain in its compound about 10V. HnO, that is why thny nay bo used as a sourse of microelements in the production of fertilizers.