Способ обесфторивания природных фосфатов

 

Изобретение относится к способам твердофазного обесфторирования природных фосфатов кальция и может быть использовано в производстве .удобрений. Цель изобретения - повышение качества готового продукта за счет увеличения в нем концентрации Р ОуВ усвояемой форме при сохранении высокой степени обесфторивания, а также повышение производительности процесса. Способ обесфторивания природных фосфатов заключается в предварительном смешении сырья с нагретым до 30-90 С раствором жидкого стекла плотностью 1,1-1,4 г/см в количестве, соответствующем 0,5- 2,0% SiO от массы фосфата. Полученную смесь обрабатывают фосфорной кислотой и подают на термическую обработку при 1100-1600 С в присутствии водяного пара. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. с (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (5D 4 С 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3968268/23-26 (22) 06.09.85 (46) 30.05.87. Бюл. Ф 20 (72) А.П.Буланова, M.Ñ.Гурович, Ж.Н.Знаменская, В.А.Кайтмазов, М.Н.Никитина, А.В.Подлесская, Е.И.Петрова и В.С.Саликов (53) 631.859(088.8) (56) Патент ГДР N - 73957, кл. 53 g 4/04, 1970. (54) СПОСОБ ОБЕСФТОРИВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ФОСФАТОВ (57) Изобретение относится к способам твердофазного обесфторирования природных фосфатов кальция и может быть использовано в производстве удобрений. Цель изобретения — повышение качества готового продукта за счет увеличения в нем концентрации P 0 в усвояемой форме при сохраг ненни высокой степени обесфторивания, а также повышение производительности процесса. Способ обесфторивания природных фосфатов заключается в предварительном смешении сырья с нагретым до 30-90 С раствором жидко3 го стекла плотностью 1,1-1,4 г/см в количестве, соответствующем 0,52,07 SiO от массы фосфата. Полученную смесь обрабатывают фосфорной кислотой и подают на термическую обо работку при 1100-1600 С в присутствии водяного пара. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1 131

Изобретение относится к способам твердофаэного обесфторивания природных фосфатов кальция и может быть ,использовано в производстве удобрений или минеральной фосфатной подкормки для сельскохозяйственных животных.

Цель изобретения — повышение качества готового продукта за счет увеличения в нем концентрации Р О в усвояемой форме при сохранении высокой степени обесфторирования, а также повышение производительности способа.

Сущность способа заключается в том, что фосфатное сырье смешивают с предварительно нагретым до 30-90 С раствором жидкого стекла, обрабатывают фосфорной кислотой и подвергают термической обработке при 11001600 С. . Целесообразно использовать раствор жидкого стекла плотностью 1,11,4 г/см в количестве 0,5-2,0

SiO от веса фосфатного сырья.

Основу процесса обесфторивания составляют реакции взаимодействия фосфатного минерала с продуктами дегидратации гидрофосфатов кальция, добавляемых к сырью или образующихся на стадии смешения с фосфорной кислотой, При подаче реагентов по известному способу кислые фосфаты кальция, добавляемые или образующиеся на стадии смешения, взаимодействуют с жидким стеклом по реакции

Ма О(Я О )„+Са(Н,РО ), Н О вЂ” -СаНРО +На НРО +п$ 0 Н О

3841 2

5

t0

25 ция), которые при дегидратации переходят в активные метафосфаты, вступающие в реакцию с фосфатным минералом с высокой скоростью, обеспечивает высокое качество продукта и интенсивность процесса обесфторивания уже на начальных участках печи при сниженном количестве жидкого стекла.

Использование предварительного нагрева раствора жидкого стекла до 30о

90 С позволяет применять разбавленные растворы, обеспечивающие хорошее перемешивание его с фосфатным сырьем, что также интенсифицирует процесс,. повышает выход Р О в усвояемой форме и снижает расход активизирующих добавок.

Использование жидкого стекла в виде концентрированного расхода и, тем более, силикат-глыбы ухудшает контакт реагентов. Поэтому. для получения продукта стандартного качества требуется увеличение их количеств. Рекомендуется вводить жидкое стекло с определенной плотностью 1,1-1,4 г/см

В таблице приведены результаты опытов по обесфториванию Ковдорского апатита (СаО 53,4Х; Р О 36,0 ), где добавка жидкого стекла (в пересчете на SiO ) составляет 1,0 фосфорной кислоты (в. пересчете íà P O ) — 7,0Х, О температура обжига 1350 С.

Как видно из таблицы, снижение температуры нагрева раствора жидо кого стекла менее 30 С приводит к уменьшению обесфторивания и снижению производительности печи а повыше о ние температуры свыше 90 С при использовании в качестве нагревательного агента — отработанного пара не«пН 0+nSiO . Н О. с образованием соединений, которые при нагревании переходят в малоактивные пирофосфаты. Для осуществления реакции обесфторивания с достаточ-. ной скоростью требуется увеличение добавляемых реагентов.

В предлагаемом способе сначала к фосфатному сырью добавляют жидкое стекло, которое обволакивает фосфат, преимущественно взаимодействует с фосфорной кислотой или ее последующей добавкой по реакции

Na

Образование однозамещенных фосфатов натрия (и в небольшом количестве каль45

55 целесообразно, так как такая температура технологически не достижимая. о

Снижение температуры менее 30 С требует применения жидкого стекла повышенной плотности (выше 1,4 г/см ) для устранения образования пастообразной массы, которую трудно подать в печи из-за забивания течек, что не позволяет достигнуть требуемой степенн гомогенизации при смешении компонентов и вызывает резкое снижение производительности, ухудшает обесфторивание и качество продукта.

Экспериментально показано, что в предлагаемых условиях введение жидкого стекла в количестве 0,5-2,0Х

3 !3138

SiO к массе фосфата (0,03-0,1 моль

$ 0 /Р О ) .обеспечивает хорошее обесфторивание с высокой интенсивностью и получением продукта, содержащего не более 0,2X F и 39-437. Р О в усвояемой форме. Снижение плотности раствора жидкого стекла менее

l 1 г/см приводит к образованию на стадии смешения шихты с высокой влажностью, что вызывает нарушение процесса гранулирования, и забиванию течек. Увеличение плотности раствора з жидкого стекла выше 1,4 г/см приводит к плохой гомогенизации при смешении, что вызывает увеличение количества добавляемых активизирующих реагентов.

Пример .1. Жидкое стекло (5,17 Иа О и 15,6X SiO ) с плотностью l 1 г/см нагревают до 90 С и смешивают в шнековом смесителе с

Ковдорским апатитовым концентратом (35,87. Р О, 53,27. СаО) в количестве 125 кг/т апатита (2,0Х Я1О ). К полученной смеси добавляют кислоту с

25 ,концентрацией 507 Р О в количестве 140 кг/т апатита.

Шихта в количестве 10 т/ч поступает в 100-метровую вращающуюся печь, где нагревается до 1350 С. Полученный продукт содержит, Х: Р„О> общ.

42,6; P О . с.р. 42,0; F 0,13.

Пример 2. Жидкое стекло (23,2X SiO и 7,67 Na О) плотностью

1,4 г/см, нагретое до 30 С, смешива- 35 ют в шнековом смесителе с апатитовым концентратом (36,87 Р О и 52,37. CaO) в количестве 26 кг/т апатита (0,5Х

SiO> ). К полученной смеси добавляют

130 кг фосфорной кислоты с концент40 рацией 50X P О . Шихта в количестве

8 т/ч поступает в 100-метровую вращающуюся печь, где постепенно нагревается до 1350 С. Полученный продукт

45 содержит, 7,: Р О общ . 42,8; Р О с.р.

42,2, F 0,)8.

Пример 3. Жидкое стекло (6,67 Na O и 21,07. SiO ) с плотностью 1,25 г/см, нагретое до

60 С, смешивают с апатитовым кон-. центратом (36,87. Р О и 52,3Х СаО) в количестве 50 кг/т апатита (1,0%

SiO ). К полученной смеси добавляют

130 кг фосфорной кислоты с концент55 рацией 50Х P О . Шихта в количестве 9 т/ч поступает в 100-метровую вращающуюся печь, где постепенно на41 4 гревается до 1350 С. Полученный продукт содержит, Х: Р О общ. 42,5;

P 05 с р. 42 1; F 0,)3, Таким образом; предлагаемый способ позволяет улучшить качество готового продукта за счет повьппения концентрации Р О в солянокислой форме при сохранении высокой степени обесфторивания (не более 0,2%) и.сниженном расходе вводимых компонентов, а также увеличить производительность процесса До 8-10 т/ч.

Формула изобретения

Производи- Содержание в тельность продукте

Температура нагрева жидкого о стекла, С печи, т/ч

Р О, усв. Х

F мас. Х

0,38 37,2

0,20 40,8

О,?8 41,1

0,16 41,8

0,15 42,0

30

70

90

1 ° Способ обесфторивания природных фосфатов, включающий обработку фосфатного сырья фосфорной кислотой, смешение с жидким стеклом, термическую обработку в присутствии водяного пара, отличающийся тем, что, с целью повышения качества готового продукта эа счет увеличения в нем концентрации Р О в усвояемой форме при сохранении высокой степени обесфторивания, а также повышения производительности процесса, фосфатное сырье перед обработкой фосфорной кислотой смешивают с предварительо но нагретым до 30-90 С раствором жид" кого стекла.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что используют раст- . вор жидкого стекла плотностью I 11,4 г/см в количестве, соответствую9 щем 0,5-2,0% SiO от веса фосфатного сырья,