Способ получения кормовых и удобрительных фосфатов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик

<1>994458 ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.01.81 (21) 3230792/23-.26 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 070233. Бюллетень HP 5

1Э1) М. Кд.з

G 05 В 13/02

Государствеииый комитет

СССР ио яелаи изобретеиий и открытий (33) УДК 631.859. . 412 (088.8) Дата опубликованию описания 07.. 02.83

f, А.И.Кравченко, Е.Б.Третьяк, Н.П.Прохода, И.Г.Костыльков, Б.П.Соболев и В.Н.Носов (72). Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ И УДОБРИТЕЛЬНЫХ ФОСФАТОВ

Изобретение относится к способу получения кормовйх и удобрительных фосфатов, которые могут быть,использованы в сельском хозяйстве как кормсвые добавки животным или как удоб5 рения для всех видов почв..

Известен способ получения удобри- тельных фосфатов путем плавления фосфатного сырья- с окислами железа, алюминия, кремния и бора в постоянной восстановительной атмосфере с коэф-. фициентом избытка воздуха О, 75, пос, ледующего охлаждения расплава и грануляции продукта (1).

Недостатком способа является то, что продукт содержит не более 22-.

28% Р О и выше О, 4Ъ. фтора, что делает его непригодным для использования в качестве кормовой добавки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения кормового и обесфторенного фоофата, влючавщий смешение фосфатного сырья с окислами металлов и 25 кислыми фосфатами кальция, последую- щую грануляцию полученного продукта в поисутствии фосфорной кислоты и обжиг в воздушной атмосфере. По этому способу в качестве кислых фосфатов ЗО кальция берут .двойной суперфосфат, а в качестве компонента, содержащего окислы металлов, — жидкое стекло, в состав -IfoTopoFo кроме силнката входят окислы алюминия и железа . Обжиг ведут при 1380 С с коэффициенте избытка воздуха 1,05-1, 4. Общая продолжительность процесса 6-8 ч. Полученный продукт содержит 36-37в Р О и

0,15% фтора 2).

Недостаток способа состоит в малой интенсивности процесса. При снижении времени проведения процесса резко падает степень обесфторирования продукта, а также снижается содержание Р40 в нем.

Цель изобретения — интенсификация процесса при сохранении качества продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения кормовых и удобрительных фосфатов путем смешения .фосфатного сырья с окислами металлов и кислыми фосфатами кальция с последующей грануляцией полученного продукта в присутствии фосфорной кислоты и обжигом в воздушной атмосфере s качестве фосфатов кальция используют ретур гоуового продукта, обжиг ведут в

994458

Т а б л и ц а 1

10 30 35

40, 0,5

2,5

0,5 0,25

1,0

1,9

2,0

2,5 3 5 10

2,2

1,8 2,1.

Соде Ржан и е Р1 05 в готовом продукте,%

26,8

36ю 2

37, 0

36,0

36,8

27,7 циклическом режиме с пульсационной подачей воздуха сначала с коэффициентом избытка 0,80-0,95, а затем с коэффициентом избытка 1,05-1,20, цикл повторяется через 1 — 35 мин.

Целесообразно ретур вводить в смесь в количестве 1,5-8%.

Сущность способа состоит в следующем.

Обжиг фторапатита в продуктах горения топлива, содержащих водяной 30 пар, сопровождается перестройкой структуры фторапатита в структуру трикальцийфосфата. Этот переход осуществляется через жидкую фазу, из которой выкристаллизовываются 15 продукты реакции. Процесс кристаллизации новой Фазы лимитируется скоростью образования центров кристаллизации. При.использовании ретура, содержащего новую фазу трикальцийфосфата, снимаются активационные барьеры, необходимые для образования центров кристаллизации, тем самым введение ретура ускоряет образование новой фазы. 2S

Существенное значение на скорость реакции твердое + твердое при высоких температурах оказывает появление промежуточной жидкой фазы, обеспечивающей идеальный контакт между исходной® и конечной фазой продукта реакции.

Появление жидкой Фазы в фосфатных системах определяется концентрацией

Время смены восстан. на окислит.обжиг, мин

Время завершения твердофазных реакций, ч

Время завершения обесфторивания, ч;

Как видно иэ табл. 1, оптималь-, ное время смены цикла равно 1- 35 мин.

При снижении времени ниже 1 мин увеличивается время завершения твердофазных реакций; что приводит к снижению содержания Р О в продукте, а повышение времени смены цикла более ,35 мин значительно увеличивает время кислорода в газовой атмосфере. При отсутствии кислорода в газовой фазе повышается активность кислорода в твердой фазе окислов, в результате чего возрастает подвижность структурных элементов кристаллической решетки й, как следствие, появление жидкой фазы. Однако длительный обжиг фосфатов в восстановительной атмосфере (коэффициент избытка воздуха

0,8 — 0,95) приводит к накоплению жидкой фазы и образованию "козлов" в реакторе. Но жидкая фаза, ускоряя твердофаэные реакции, замедляет реакции твердое + газ, переводя их в диффузионный режим. Известно, что обесфторирование фторапатита водяным паром является. типичным случаем реакции твердое + газ. Для того, чтобы поддерживать скорость обесфторирования на заданном уровне, необходимо обеспечивать кристаллизацию жидкой фазы. ДЛя одновременного обеспечения реакций твердое + твердое и твердое +

+ газ обжиг необходимо проводить в восстановительной и окислительной атмосфере с различным временем смены цикла. Экспериментальные исследования позволили выявить оптимальное время смены циклов, Результаты экспериментов приведены в табл. 1. В качестве фосфатного сырья для всех опытов взят Ковдорс- кий апатит. завершения процессов обесфторира-i" ния и тем самым или увеличивает общее время процесса, или не дает воэможности получить кормовой продукт.

В табл., 2 проиллюстрирована целесообразность введения в смесь ре,тура в количестве 1<5-8%.

Таблица2

Количество вводимого ребра,%

5 8

1,0 - 1,5

0,08 0,15 0,21 0,21 0,21 (Скорость образования новой фазы, г/см мин

Удельный расход топлива, кг у. т/кг сырья, О, 30 0,32 0,38 0,39 0,45

Формула изобретения

ВНИИПИ Закаэ 545/2 Тираж 872 Подписное Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4

Пример 1 . 1000 кг Ковдорского апатита, содержащего 365 кг

РаОя и 10 кг фтора, смешивают с

80 кг нефелина, содержащего, кгпв оксид натрия 1бр, оксид алюминия,28е оксид кремния 33 и ретур 60. Смесь измельчают до фракционного состава 20

0,5-100 мкм, гранулируют с добавлением фосфорной кислоты, взятой в личестве 20 кг (43% Р О ), н обжигают во вращающейся печи при 1350 С.

Обжиг проводят при коэффициенте из- 2S бытка воздуха 0 8, затем через 1 мин коэффициент избытка воздуха увеличивают до 1,2, далее-цикл повторяюте

Полумениий йродукт в количестве

1140 кг. охлаждают до -20 С, измель- Зй чают и затаривают. Общее время процесса 2, 5 ч. Полученный продукт содержит 36% Р О з. Остаточное содержание фтора в продукте 0,15%.

П р.и м е р 2 . 1000 кг Ковдорского апатита, содержащего 390 кг

Р О5 и 30 кг фтора, смешивают с 40 кг эгирина, содержащего, кг: оксид натрия 9> оксид железа 9,; оксид кремния 22 и ретур 70. Смесь измельчают до фракционного состава 0 5-100 мкм, гранулируют с добавлением фосфорной кислоты, взятой в количестве 20 кг (433 P O ), и обжигают во вращающей$

О ся печи при 1320 С. Обжиг проводят при коэффициенте избытка воздуха

0,9,. затем при 30 мин коэффициент избытка воздуха увели:ивают до 1,1, цикл повторяют с -интервалом 30 мин..

Полученный продукт в количестве

1005 кг охлаждают до 20 С, измель- .$0 чают и затаривают..Общее время процесса 3 ч. Полученный продукт содер-, жит 37В Р О ° Остаточное содержание фтора в продукте 0,13.

П р и м в р 3 . 1000 кг фосфорита 55

Каратау,. содержащего 280 кг Р О и 27 кг фтора, смешивают с 45 кг ретура и 150 кг хвостоВ обогащения, содержащих 45 кг окснца магния. Смесь измельчают до фракционного состава

О, S-1ОО мкм, гранулируют с добавле3 нивм фосфорной кислоты, взятой в колааеатае 20 аг (43% РаОа), н плавят в электрической печи. Ванну плава барботируют топочными газмаи, полученными при погружном сжигании углеводородного топлива с коэффициентсм избытка воздуха 0,95 в тече- . ние 10 мнн, затем с коэффициентом иэ. битка воздуха 1,05. Цикл повторяют через 20 мин. Полученный продукт в количестве 1040 кг закаливают в воде и измельчают. Общее время процесса 2,8 ч. Продукт содержит 4ОЪ

Р О . Остаточное содержание фтора в продукте О 12а

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет сократить время процесса с 6-8 ч до 2,5-3,5 ч и получить продукт с содержанием Р О

36-40% н фтора не более О, 1-0,15%.

1. Способ получения кормовых и удобрительных фосфатов путем смешения фосфатного сырья с окислами металлов и кислыми фосфатамн кальция с последующей грануляцией полученного продукта в присутствии фосфорной кислоты и обжигом в воздушной атмосфере, о т л и ч а ю щ н й.с я, тем, что, с целью интенсификации процесса при сохранении качества продукта, в качестве фосфатов кальция используют ретур, обжиг ведут в циклическом режиме с пульсационной подачей воздуха сначала с коэффициентом избытка

0,80-0,95, а затем с коэффициентом избытка 1, 05-1, 20, цикл повторяется через 1-35 мин.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а--ю шийся тем, что ретур вводят в количестве 1, 5-.8%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 862755, кл. С 05 В 7/00, 1954.

2. Патент ГДР Р 73957, кл. 53 6 4/04,1970 (прототип(.