Способ получения фосфорного удобрения длительного действия
Оп ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскии Соцнапмстмческык Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.06.81 (21) 33077)2/23 — 26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (53)M. Кл. С 05 В 1102 Рпударстмииый камитет СССР ао делам изеаратеиий и открьпий Опубликовано 30 11.82. Бюллетень № 44 Дата опубликования описания 30.11.82 (53) УДК 631.85 (088.8) (71) Заявитель Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена р Красного Знамени технологический институт им Ленсовета (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕЙИЯ ФОСФОРНОГО УДОБРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ Изобретение относится к технологии минеральных удобрений, а именно к получению активированного фосфорита, являющегося эффективным фосфорным удобрением длительного действия. Известен способ получения фосфорного удоб 5 рения длительного действия, в котором после размола фосфатного сырья, его флотации, сгущения фосфоритной суспензии, фильтрации, фосфоритный концентрат, содержащий 17 — 20% воды, обрабатывают фосфорной кислотой при Т:K=1:0,7 — 1,25 при ее концентрации в жидкой фазе пульпы 20 — 26% PiO и 18-30 с последующей грануляцией и сушкой продукта. Содержание Р Ю,„в продукте составляет 16,5— 22,5, Р О ио н 9 — 12% (1). Однако сйособ характеризуется недостаточно высоким содержанием усвояемой и водорастворимой форм РтО в готовом продукте. Наиболее близким к предлагаемому явля- г0 ется способ получения фосфорного удобрения длительного действия, в котором после размола фосфатного сырья, анионной флотации, сгущенную фосфоритную суспензию обрабатывают 2 серной кислотой при 30 — 80 С, Т:Ж 1:2 — 3 до рН 2,5 — 4,0, образовавшийся гипс отделяют флотацией катионоактивными собирателями типа высокомолекулярных первичных и трепя ных аминов с длиной цепи С1 — С1а при рН 7 — 8, полученный .фосфоритный концентрат обрабатывают фосфорной кислотой при Т:Ж вЂ” 1:2,5 — 1,0 при концентрации фосфорной кйслоты в жидкой фазе пульпы 5,9 — 14,5% PzО (2) . Однако способ характеризуется недостаточно высоким содержанием Р О, в готовоАн вом продукте, составляющим лишь 9— 12%, т. е. в водорастворимой форме содержится 30 — 35% от общего содержания P О в продукте, Однако для полноценного питания большинства сельскохозяйственных культур нечерноземной зоны в начале вегетационного периода необходимым является наличие в удобрении количества Р О,вв н, составляющего не менее 50% от общего его количества, Остальное количество Р О должно находиться в медлеи3 97744 ноусвояемой форме и потребляться растениями в середине и конце вегетационного периода. Цель изобретения — улучшение качества готового продукта за счет повышения содержаниЯ в нем Р О, во,4 . Поставленная цель достигается согласно способу получения фосфорного удобрения длительного действия, включающему размол фосфатного сырья, анионную флотацию, сгущение суспензии, ее обработку серной кислотой, от- 10 деление гипса флотацией катионоактивными собирателями, обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой, грануляцию и сушку готового продукта, на обработку серной кислотой подают вначале 50 — 30% сус- !5 пензии и обработку ведут до рН 2,8 — 2,4, затем вводят остальную суспензию и обработку ведут до рН 4,1 — 4,5, в последующую обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой ведут при концентрации фосфорной кислоты зо в жидкой фазе пульпы 17,5 — 37% Р О, на обработку серной кислотой подают вначале 50— 80% суспенэии и обработку ведут до рН 1,8— 2,4, затем вводят остальную суспензию и обра. ботку ведут до рН 4,1 — 4,5, а последующую 2s обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой ведут при концентрации фосфорной кислоты в жидкой фазе пульпы 17,5 — 37%. Указанные отличия позволяют .повысить качество готового продукта за счет увеличения щ содержания в нем РзО, „до 18,5 — 20%, т. е. до 50 o от общего количества Р О> в продукте. При 2-х стадийной подаче суспензии фосфорита на обработку одинаковым, по сравнению с известным способом, количеством серной кислоты создается возможность улучшения качества фосфоритного концентрата за счет повышения содержания в нем Р О,, с 14 — 18 до 16 — 20%. Дальнейшая обработка такого концентрата улучшенного качества фосфорной кислотой при повышенной, по сравнению с известным способом, концентрации Рз О, в жидкой фазе пулыты (17,5 — 37% Р, О ) позволяет вести процесс разложения фосфоритиого концентрата более интенсивно и в резуль, тате получить продукт с содержанием в нем Р,О 18,5 — 20 o, по сравнению с содержанием РзО, „9-12% в известном способе. На первой стадии суспензию фосфорита обрабатывают серной кислотой до рН 1,8-2,4. При таких концентрационных условиях создается возможность селективного разложения фосфата по реакции 2Са Р(Ю4),+ЬН,ВО = ЬСМНРО4 SCaS +CaГ Р) практически без разложения карбонатов. 2 4 При обработке части (50 — 80% от общего количества) суспензии фосфорита одинаковым с известным способом количеством серной кислоты в связи с увеличением нормы серной кислоты на данной стадии возрастает степень разложения фосфата и, соответственно, возрастает содержание гипса в осадке (по сравнению с прототипом). Процесс протекает при 30 — 80 С, Т:Ж вЂ” 1:2 — 3 в течение 15— 20 мин. Степень извлечения Р,О, в раствор составляет 30 — 35%, при расходе H $04 150239 кг на 1 т концентрата. Затем образовавшуюся пульпу перемешивают с остальной частью суспенэии в течение 15 — 20 мин при тех же температурах до рН 4,1— - 4,5. При этом происходит реакция с образованием повышенного количества, по сравнению с известным способом, усвояемой форпег P,О, 2СС1бР(Р04). + Я С О СаСО 5Ca (H Po4)q= =35COHPOP+ МЦ НР04+СаР +Ж О 2-Н,О (2) Процесс катионной флотации протекает в аналогичных известному способу условиях за счет извлечения большего количества гипса, содержание Р О в полученном концентрате возрастает до 32 — 35% Р О4 и 16 — 20% Р О5, После отделения жидкой фазы в гидроциклоне концентрат направляется на домол, куда подается фосфорная кислота до содержания Р О в жидкой фазе пульпы 17,5 — 37%. При этом протекают реакции с образованием водорастворимой формы фосфора Cygne (Pg<)>+C НРО4+8Н РО4= =5CO (Н РО4) +НЕ, (s) т.е. увеличение содержания Р,О, в фос 9 tS форитном концентрате позволяет получить конечный продукт с повышенным содержанием Р О5 „. Состав готового продукта,%: 40» Pals 1, 24 185 20 8 Воьн Пример 1. 100 кг фосфатного сырья с содержанием Р О 6,7% раэмалывают последовательно в молотковых дробилках и затем в шаровых мельницах. Размолотый материал подвергают анионной флотации с применением таллового масла и керосина в качестве флотореагентов. После этого флотоконцентрат в виде суспензии направляется в гидроциклон, где суспензия сгущается до содержания твердой фазы 65%. Количество суспензии в пересчете на сухой продукт 25 кг при содержании Р О 25%. Сгущенная суспензия в количестве 41,6 кг направляется в пульподелитель, откуда 80% от общего количества суспензии (33,2 кг) обрабатывают в 1-ом реакторе серной кислотой, 97744 5 подаваемой вместе с оборотной водой, до рН 2,4 при 30 С, времени обработки 10 мин, Т:Ж вЂ” 1:3. Количество =ерной кислоты 3,75 кг мнг, концентрация серной кислоты в жидкой фазе пульп 6,7%. Затем образовавшуюся пульпу 5 перемешивают во 2-ом реакторе с остальными 20% суспензии (8,4 кг) до рН 4,1 при 30 С, времени обработки 15 мин, Т;Ж вЂ” 1:3, концентрация серной кислоты 5,0%. Затем суспензия в количестве 104,5 кг 10 поступает в гидроциклон (или классификатор), где сгущается до содержания твердого 65%, а жидкая фаза возвращается в реакторы. Сгущенная пульпа в количестве 43,75 кг направляется на катионную флотацию. Процесс проте- 1S кает при рН 7, Т:Ж=1:2 при использовании флотационного агента АНП вЂ” катионактивного собирателя типа высших первичных и третичных аминов с длиной цепи Сгг — Сг8. При этом образуется фосфоритный концентрат, 20 содержащий, %: PzOsü6ù 32, и Рг05чсв 16. в количестве 18,0 кг (сухого вещества). После сгущения в гидроциклоне до содержания твердого 65% продукт поступает на домол, куда подается 3,15 кг РгО фосфорной кислоты (в виде 28%-ной экстракционной фосфорной кислоты). Смешение протекает при Т.Ж вЂ” 1:1. Концентрация РгО, в жидкой фазе 17,5%. Полученную фосфатную пульпу подают в аппарат БГС на сушку и грануляцию 30 или пропустив через шнек — гранулятор в сушильный барабан, Образуется 21,5 кг гранулированного активированного фосфорита, содержащего, %: Pz0s 37, Pz0» 24, РгО, 18 5 о"ц сь ВОДн ) 35 Пример 2. 100 кг сырья состава, аналогичного примеру 1, проходит стадии подготовки, как указано в примере 1. Коли.. чество анионного концентрата в пересчете на сухой продукт составляет 25 кг при содержа- 40 нии в нем РгО в, 27%. Сгущенная суспензия в количестве 41,6 кг направляется в пульподелитель, откуда 65% от общего количества суспензии (27 кг) обрабатывают в 1-ом реакторе серной кислотой до рН 2,1 при 60 С, Т:Ж-1:2,5, в течение 13 мин. Количество серной кислоты 4,75 кг мнг, концентрация серной кислоты в жидкой фазе 11,7%. Затем образовавшуюся пульпу перемешивают во 2-ом реакторе с остальными 35% суспензии 2 d (14,6 кг) до рН 4,3 при 60 С в течение 18 мин, Т:Ж=1:2,5.ОС 7,6. Н< О4 Затем суспензия в количестве 104,5 кг направляется на сгущение до 65% твердого и на катионную флотацию. Процесс протекает при рН 7,5, Т:Ж=1:2. При этом образуется фосфоритный концентрат, содержащий,%: Рг О, о 1 33, и Рг О, „18, в количестве 18,5 кг. После сгущения йродукт поступает на домол, куда подается 3,3 кг РгО» фосфорной кислоты, Смещение протекает при Т:Ж 1:0,75, концентрация РгО» в жидкой фазе пульпы 23,8%. Образуется 22,3 кг гранулированного активированного фосфорита, содержаще= ro, %: Pz0s 38,5, PzOs . 26, РгО 19,25, ЧСЬ ВОДн П р и M е р 3. 100 кг сырья состава, аналогичного в примере 1, проходит стадию подготовки, как указано в примере 1. Количество анионного концентрата в пересчете на сухой продукт составляет 25 кг при содержании в нем РгО, 28%; Сгущенная пульпа в количестве 41,6 кг направляется в пульподелитель, откуда 50% от общего количества суспензии (20,8 кг) обрабатывают в первом реакторе, серной кис! лотой до рН 1,8 при 80 С, Т:Ж вЂ” 1:2, в течение 15 мин. Количество серной кислоты 5,75 кг мнг, концентрация ее в жидкой фазе 23%. Затем образовавшуюся пульпу перемешивают с остальными 50% суспензии (20,8 кг) до рН 4,5 при 80 С в течение 20 мин, Т:Ж вЂ” 1:2, С 1 604 11,5%. После сгущения до 65% твердого суспензия в количестве 44 кг направляется на катионную флотацию. Процесс протекает при рН 8, Т:Ж=1:2. При этом образуется фосфоритный концентрат, содержащий, %: РгО. 35, и РгО чсв 20 в количестве 19,0 кг. После сгущенйя продукт поступает на домол, куда подается 3,5 кг РгО фосфорной кислоты. Смещение протекает при Т:Ж.=1:0,5, концентрация РгО в жидкой фазе пульпы 37%. Образуется 23,0 кг гранулированного активированного фосфорита, содержащего,%: РгО 40, РгО чс8 28, РгО, щ>дм 20. В таблице приводятся йримеры ведения процесса получения активированиого фосфорита в предлагаемых пределах (пример 1 — 3) и при значениях технологических параметров, выходящих за нижний и верхний пределы. 977442 Условия ведения процесса Состав продукта,% Примеры Количество суспензии на 1 стадии,% Обработка фос форной кислотой рН 2-ой P2Og Р20с Р20 общ. уса. води. Обработка серной кислотой рН 1-ой стадии онцеитрация гО жидкой фазе % стадии 37,0 24,0 18,5 17,5 2,4 4,1 2,1 4,5 4,3 2,1 4,8 2,1 35,0 22,0 15,0 23,8 1,5 27 34,0 . 21,5 140 23,8 3,9 2,1 37,0 22,0 14,0 23,8 2,1 2,1 65 2,1 Как видно из таблицы, уменьшение количества суспензии, подаваемой на 1 стадию, ниже 50% (пример 4), уменьшение величины рН на обеих стадиях (примеры 6 и 8) приводит к измеиению соотношения скоростей раство, рения каубонатов и фосфатов и к увеличению степени разложения Р20, что не дает возмож50 aocra осадить see количество Р20„в виде цитратттврастворимых соединений. При этом возрастают потери фосфора, так как часть Р20а остается в растворе в водорастворимой форме, а содержание Р20а в продукте во всех формах снижается. Использование более И разбавленных фосфорнокислотных растворов (содержание Р20 в жидкой фазе пульпы ниже 17,5%, пример 10) в связи со снижением 23,8 38,5 26,0 19,25 37,0 40,0 28,0 20,0 23,8 35,0 22,0 16,0 23,8 37,0 21,0 13,0 23,8 37,0 22,0 13;0 15,0 38,5 23,0 14,5 40,0 . 38,5 26,0 20,5 степени разложения фосфорита не позволяет поднять содержание Р20, „„до 18,5%. Увеличение количества подаваемой на 1 стадию суспензии концентрата выше 80% (пример 5), увеличение рН на обеих стадиях (примеры 7 и 9) приводит к уменьшению степени разложения Р20, и к снижению держ Р20в„е и Р205водн и продукте. Увеличение концейтрации фосфорной кислоты (пример 1) не сказывается на качестве удобрений, однако приводит к перерасходу дорогостоящей кислоты. Зкономический эффект за счет выпуска предлагаемого более высококачественного продукта составит 4.18 млн. руб/год. 977442 10 50 — 80% суспензин и обработку ведут до рН 1,8 — 2,4, затем вводят остальную суспензню и обработку ведут до рН 4,1 — 4,5, а последующую обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой ведут при концентрации фосфорной кислоты в жидкой фазе пульпы 17 5 — 37% РгОзСпособ получения фосфорного удобрения длительного действия, включающий размол фосфатного сырья, анионную флотацию, сгущение. суспензии; ее обработку серной кислотой, отделение гипса флотацией катионоактивными собирателями, обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой, грануляцию и и сушку готового продукта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества готового продукта за счет увеличения содержания в нем водорастворимого РтО, на обработку серной кислотой подают вначале Составитель. Т. Локшина Техред А.Бабинец Koppexiop l0. Макаренко Редактор С. Юско Тираж 440 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 9107/29 Подписное Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 798082, кл. С 05 В 11/02, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР Р 893976, кл. С 05 В 11 02, 1980 (прототип).
