Способ получения щелочных термофосфатов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЩЕЛОЧНЫХ ТЕРМОФОСФАТОВ путем сплавления смеси природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов в присутствии восстановителя при 1100-1200 С с Последующим охлаждением полученного продукта , отличающийся тем, что, с целью возможности переработки фосфатов с повышенным содержанием кальция при одновременном увеличении содержания Р- О , доступного для растений , смесь природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов берут в мольном соотношении R2SO. : СаО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3415698/23-26 (22) 26.03,82 (46) 23.04.84. Бюл. й- 15 (72) Д.З.Крикливый ,(53) 631.857(088.8) (56) 1. Позин М.Е. Технология минеральных солей. Т.2, Л., "Химия", 1974, с. 1053.

2. Там же, с. 1054. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЩЕЛОЧНЫХ

ТЕРМОФОСФАТОВ путем сплавления смеси природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов в присутствии восстановителя при 1100- 1200 С с последующим охлаждением полученного продук„,80„„1087499 A

3сЮС05В1302 та, отличающийся тем, что, с целью возможности переработки фосфатов с повышенным содержанием кальция при одновременном увеличении содержания Р„ 0, доступного для растений, смесь природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов берут в мольном соотношении R2 S0 . CaO (0,8 — 1,2):2 и перед сплавлением через реакционную смесь предварительно пропускают элементный фосфор . или его летучие соединения при 350о

500 С в инертной или восстановительной среде в количестве, обеспечивающем мольное соотношение в шихте: Р . К280,1. = 1:(1,7 — 3).

1 1087

Изобретение относится к получению фосфорных удобрений, пироко применяемых в сельском хозяйстве для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, и может быть использовано в производстве щелочных термофосфатов °

Известен способ (1 ) получения щелочных термофосфатов путем спекания природных фосфатов с содой в присут- 10 ствии диоксида кремния при 1 1001250 С; Количество соды определяо ется содержанием в сырье Р О и фтора, количество диоксида кремния рассчитывается на связывание избыточ-1

5 ного (по отношению к составу ренанита) оксида кальция согласно уравнению

Са (РО, ) 3 Г + 2Na С03 + S i

2 3

= СаНаР04 + Ca>Si0+ + 2С02 + NaF

Недостатками способа являются высокая стоимость термофосфатов изза расхода соды, низкое содержание

Р 0 в термофосфате вследствие наличия балласта Ca2SiO .

Наиболее близким по технической су чости и достигаемому результату к предлагаемому является способ по- 30 лучения щелочных термофосфатов путем сплавления природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов в присутствии угля при 1100-12OÎ С. Шихта соо держит 100 вес.ч. фосфорита (апатита) g5

60 вес.ч. сульфата и 30 вес.ч, угля Г2Д.

Недостатками известного способа

I являются высокая стоимость термофосфатов ввиду большого расхода угля, о 40 что связано с нагревом шихты и восстановления сульфата, низкая концентрация Р 05 в термофосфате, что обусловлено наличием в нем балласта— сульфида кальция. Балласт в удобре- 45 ньи повышает расходы на транспортировку его к потребителю и внесение в почву.

Целью изобретения является создание возможности переработки фосфатов " с повышенным содержанием кальция при одновременном увеличении содержания

Р2 0g, доступного для растений.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения щелочных 55 термофосфатов путем сплавления смеси природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов в присутствии вос499 т становитепя при 1100-1200оС с последующим охлаждением полученного продукта, смесь природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов берут в мольном соотношении R2SO . CaO (0,8 — 1,2):2 и перед сплавлением через реакционную смесь предварительно пропускают элементный фосфор или его летучие соединения при 350-500 С в инертной или восстановительной среде в количестве, обеспечивающем мольное соотношение в шихте Р2 . К ЯО

1: (1,7 — 3) .

В первой стадии восстановительная или инертная среда в реакционной зоне необходима для предотвращения окисления элементного фосфора. Во второй же стадии среда реакционной зоны не лимитирует процесс. Спекать можно в восстановительной, инертной или окислительной среде. В производственных условиях при непрерывном режиме нагрев шихты до температуры выше

1000 С и ее спекание осуществляется в окислительной среде за счет контакта с топочными газами или непосредственно сжиганием топлива в реакционной зоне.

Соотношения R S04 . СаО = (0,8

1,2):2 И р2 : к2504 1:(1,7-3) должны обеспечивать образование в конечном продукте RCaP04.

Предел первого соотношения зависит от прироцы фосфатного сырья — содержания в нем примесей Ng0, Sr0, ВаО, СаО в виде карбонатов, фторидов и других не фосфорсодержащих соединений, а также оксидов кислотного характера — Si02, А1 0 и других, которые способны в процессе сплавления связывать оксид кальция.

Второе соотношение, кроме природы фосфатного сырья, учитывает и степень окисления фосфора в различных летучих его соединениях.

П р и м e p I. .Смешивают 20 г незвиского фосфорита, который после прокаливания при 900 С на протяжео нии 3 ч содержит, Ж: Р О 28,2;

Сао 58„8,: Si02 10,7; 1203 1,0, Fe20> 1,3 (незвиский фосфорит высококарбонатный и в непрокаленном состоянии содержит 13,1Ж С02) и 15 г

"хч" К280,1 (соотношение К SO< . CaO с учетом связывания СаО кремйеэемом составляет 0,83:2), загружают смесь в реактор, и при 350-500 С через реакционную зону в инертной или восстановительной среде пропускают 3 г

Составитель Т. Докшина

Редактор H. Егорова Техред В.далекорей Корректор В. Бутяга

Заказ 2576/21 Тираж 426 Подпис нос

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЛШ! "Патент", r. Ужгород, ул . Проектная, 4 з 10874 элементарного фосфора (соотношение

R> . К БО, = 1 : 1,84). Из газовых продуктов конденсируют элементную серу. Твердые продукты загружают в фарфоровый тигель и спекают при темО 5 пературе выше 1000 С. В результате получают 34 r термофосфата с содержанием 36, 8% Р> О< и 22, ÎX KZO.

Пример 2. Смешивают 20 г апатита, содержащего, X.: Р О 37,4

СаО 53,1; Si0> 3,14; F 4,2; Al О 1,0 (Na 0 + К О) 2,2 и 15,6 г "хч" г

К ВО+ (соотношение К2804 . СаО = . = 0,95 : 2), загружают смесь в реакО тор, и прй 350-500 С через реакционную зону в инертной или восстановительной среде пропускают 2 г фосфора (соотношение Р2 . К ЯО. = 1;2,82).

Твердый продукт затем спекают при о температуре выше 1000 С. В результате получают 31 8 r термофосфата с содержанием Р О 37,9 . и К О 26,5Х.

В лимоннорастворимую форму превращается 97,5 . Р>05.

П р и и е р 3. Смешивают 20 r прокаленного при 900 С фосфорита, о содержащего в исходном не прокаленном состоянии, X.: Р Or 27,2; СаО

42,3; МВО 8,4; С02 12,1, Ре20 2,5, Si02 6,0; Г 1,5 и K

350-500 С через реакционную зону в о инертной или восстановительной среде пропускают 3 г элементного фосфора

35 или его летучих соединений (соотношение Р2 . K„SG< = 1:1,81).

Твердый продукт сплавляют в фарфоровой чашке при температуре выше 1000 С. о

В результате получают 34 г термофосфата, содержащего 33,3 Р О, 24,1

99 4

К О и 6,7Х N80. В лиионнорастворимую форму превращается 97Х P О .

Пример 4. 20 г измельченного апатита, содержащего, : Р> О>

37,4 СаО 50,55, SiO> 2,07; F 4,29, смешивают с 6,5 r сульфата натрия марки "хч". Смесь загружают в реактор. В испаритель загружают 1,8 г красного фосфора. При 350-500 С током аргона перегоняют из испарителя пары фосфора. Из газовых продуктов в конденсаторе конденсируют элементную серу, После поглощения фосфору шихтой твердый продукт извлекают из реактора и загружают в фарфоровь.й тигель, который устанавливают в иуфельную электропечь, где при 11001200 С на протяжении 30 мин осуществляют спекание. В результате проведенных операций получают 26,7 г термофосфата и 1,4 r элементной серы.

В лимоннорастворимую форму превращается 93,5 Р О .

Приведенные примеры показывают, что для получения концентрированных щелочных термофосфатов в рассматриваемых пределах соотношений

R>SO+ . -СаО и Р . .RUSSO+ смогут быть использованы саиые различные фосфатные руды, в том числе и высококарбонатные, переработка которых электротермическим или экстракционным способом затруднена ввиду большого содержания оксидов щелочноэемельных металлов.

Предлагаемый способ выгодно отличается от известных и позволяет получать концентрированные фосфорные удобрения из самого различного фосфатного сырья.