Способ получения минеральных удобрений из фосфатных руд

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ИЗ ФОСФАТНЫХ РУД путем сплавления последних с соединениями щелочных металлов, отлил .;,; fv , S;;-...-.v чающийся тем, что, с целью переработки бедного фосфатного сырья на концентрат, содержащий 30-39%, в качестве соединений щелочных металлов используют фторид натрия с последукщей отгонкой избыточного фторида натрия после отделения конечного продукта. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что фторид натрия берут в массовом отношении к PjOg 0,7:1-10:1 и процесс сплавления ведут при 1150-1400 с. 3.Способ по п. 1,отличающ и и с я тем, что отгонку фторида натрия ведут при 900-1ЮО С в вакууме при упругости пара 0,4-0,6 ммрт.ст. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,.Я0„„119486) А (5р 4 С 05 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ

/ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц/

Бр,,"; „, (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕPAJIbHblX УДОБРЕНИЙ ИЗ ФОСФАТНЫХ РУД путем сплавления последних с соединениями щелочных металлов, о т л и(21) 2589030/23-26 (22) 06.03.78 (46) 30. 11.85. Бюл. Ф 44 (72) Б.Н. Мелентьев, А.В. Долгорев, Л.М. Делицын, Л.В. Делицына и В.А. Дегтярев (53) 631.857(088.8) (56) Переработка фосфоритов Каратау.

Под редакцией М.Е.Позина. 1975, с. 22.

Авторское свидетельство СССР

У 58254, кл. С 05 В 13/00,23.06.36. ч а ю шийся тем, что, с целью переработки бедного фосфатного сырья HB концентрат, содержащий Р О

30-39Х в качестве соединений щелочных металлов используют фторид натрия с последующей отгонкой избыточного фторида натрия после отделения конечного продукта.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что фторид натрия берут в массовом отношении к Р О

0 7:1-10:1 и процесс сплавления р °

О ведут при 1150-1400 С.

3. Способ по п. 1, отличаю шийся тем, что отгонку фторида

0 Ф натрия ведут при 900-1100 С в ваку- Е уме при упругости пара 0,4-0,6 мм рт.ст.

1 1

Изобретение относится к термохимическим способам получения минеральных удобрений из фосфатного сырья и может быть использовано для термохимического обогащения бедных фосфоритов.

Известны способы получения минеральных удобрений из фосфоритов, в основу которых положены процессы получения концентрированного целевого продукта путем восстановления фосфата при высоких температурах.

В качестве восстановителей при производстве термической фосфорной кислоты используют уголь, кокс (1) .

Недос-,атками термических способов получения минеральных удобрений из фосфоритов является высокая стоимость процесса, связанная с болыпими энергозатратами, необходимость использования фосфоритов для этой цели с высоким содержанием Р О, не ниже 23Х, процесс сопровождается большими потерями фосфата в шлаках и других побочных продуктах.

Наиболее близким к п„едлагаемому являе.ся способ пирохимического получения термофосфат в из фосфоритов, в которо; фосфатную руду сплавляют в электропечи с добавками металлургических шлаков, извести. и других соединений щелочных металлов. Получаемый продукт содержит то же или, меньшее валовое количество Р О, при этом содержание лимонно-растворимого ЬосЬата увеличивается в 1,5-

2 раза ("., Однако данный способ имеет ограничения по содержанию 1 05. и ее качству, а также не позволяет в процессе плавки к нцентрировать фосфатное вещество и отделять примеси.

Пель изобретения — переработка бец ного фосфатного сырья на концентрат, содержащий от 30 до 35Х Р 0 .

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения термофосфатов из фосфоритов сплавлением их соединений с соединениями щелочных металлов, процесс плавления ведут с фторидом натрия с последующей отгонкой избьггочного фторида натрия после отделения конечного продукта.

Способ основан на взаимной растворимости фосфата и фторида натрия, при этом растворимость силикатов и дру- гих минералов резко снижается во фторидно-фосфатном. расплаве и проис194861

40 ставлены в табл. 1.

Таким образом, с применением данного способа пирохимического плав45 ления фосфорита достигается 4-4,5кратное обогащение сырья.

Пример. 50 г ч>осЬоритной руды с содержанием РΠ— 4,8Х смешивают с 30 г фторида натрия. Смесь5О шихту нагревают в электропечи при

1210 С в течение 30 мин. В течение о этого времени образуются две жидкие фазы, которые разделяют, фосфатнофторидную фазу помещают в герметич55 ный тигель и выдерживают при, 1000 С под разряжением 0,08 MIa (600 мм рт,ст.) в течение 10 мин. Полученный термо1

15 ходит разделение всего плава на две фазы (ликвация). Наилучшими условиями разделения фосфоритного вещества и примесей, а также концентрирования фосфатного вещества во фторидно-фосфатном слое для фосфоритов является отношение фторида натрия к Р О 0,7-1-10 — 1 н.,ипроцесс плавления ведут при 1150-1409 С. Отгонку фторида натрия ведут при 900-11QQ С

0 в вакууме при упругости пара фторида натрия 0,4-0,6 мм рт.ст.

Фосфатно-фторидный расплав-экстракт имеет большой удельный вес и большую текучесть по сравнению с силикатным слоем и поэтому легко отделяется от последнего, имеющего значительную вязкость, в результате чего происходит быстрое расслоение фаз (в течение нескольких минут) .

Сущность процесса заключается в следующем. Бедная фосфоритная руда смешивается с фторидом натрия в отношении, указанном выше. Смесь нагревают в электропечи до температуры

1150-1400 С, при которой происходит плавление смеси шихты и разделение фаз, сопровождаемое концентрированием фосфатного вещества. Нижний фосфатный слой отделяют от силикатного и в жидком состоянии подвергают вакуумной обработке. При этом фторид натрия дистиллируется и может быть возвращен в голову процесса. Фосфатный продукт, содержащий

30-39Х Р О, перерабатывают по известным схемам с улавливанием остатков фтора. Силикатный продукт является отвалом и его использование требует самостоятельной проработки.

Результаты опытов с фосфоритной рудой, содержащей Р О 8,4Х, предфосфат, силикатный слой, содержащий

1194861

Продолжительность плавки, мин

Р О впродукте, %

Состав стекла,7

Температура о плавки, С

Г

35,5

1050

1100

38,3

2,06

3 53

8,53

1200

8,21

39,1

0,65

1,48

Таблица 2

Содержание компонентов,%

Анализируемый материал

Выход

Р Оу,%

Р О< SiOz CaO NgO CO F

Исходная руда 4,8

28,0 6,8 2

0,5

Силикатный плав

3,2 1,2

4,2 98,6 76

12,0 3,1

52,0 3,6

0,9

39,0

Термофосфат

Конденсированный фторид натрия

45,8 Выход фторида

6,0 94,2

Потери

Т а блица 3

Температура

0 плавки; С

Содержание Р2 Оу %

Извлечение

Р О в концентратах,X

Температура о отгонкир С

Отношение в шихте

Р 0 к Р в шихте в концентрате

76,0

30,1

14,3

1100

1250

0,6:1

14,3

98,6

° 39,8

900

1250

0,7:1 примеси и отогнанный фторид натрия анализировали. Результаты представлены в табл. 2.

Исследование условий концентрирования фосфатного вещества в отделяемом фторидно-фосфатном расплаве показало, что эффективность способа сильно зависит от соотношения компонентов Р О и фторида натрия в исходной шйхте и температуры плавки., Результаты представлены в табл.3.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет вовлечь в промьпппенное производство бедное фосфатное сырье, содержащее фосфат типа апатит, сконцентрировать фосфатное вещество и отделить его от примесей, получив при этом концентрат, пригодный для серно-кислотной переработки. Кроме того, предлагаемый спо-!

О соб позволит удешевить переработку бедного фосфатного сырья в 2 раза.

Таблица 1

1194861

Продолжение табл. 3

Содержание Р О, Х

Температура о от гонки, С

Температура о плавки; С в шихте в концентрате

5:1

1250

1100

14,3

39,9

98,5

10:1

1250

900

14,3

40,0

98,6

14,3

1250

1100

27,3

62,2

2:1

1100

Нет расслоения

2:.1

1150

1150

14,3

40,0

98,4

2:1

1300

900

14,3

39,0

98,6

2:1

1500 плохое расслоение, интенсивная отгонка фторида

2:1

1550

?3,1

73;2

Составитель Т,Докшина

Редактор Я.Середа Техред М.Пароцай Корректор M.Иакснмишинец

Заказ 8247

Отношение в шихте

Р206к F

Тираж 418, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Извлечение

Р О в концентратах,X