'2’4’7+ 661. 63211 разработка технологии получения сложных азотфосфорсерокальдийсодержащих удобрений на основе фосфоритов центральных кызылкумов

2.3. Кинетика разложения высококарбонатных фосфоритов при повышенной норме серной кислоты
Для физико-химического обоснования 'технологии получения азотно- фосфорсерокальцийсодержащего удобрения из фосфоритов Центральных Кызылкумов нами изучена кинетика сернокислотного разложения фосфоритов [172].
При исследовании процесса разложения использовали необогащённую фосфоритную муку участка Ташкура Джерой-Сардаринского месторождения и мытый фосконцентрат следующего состава, мас. %:
Таблица 2.1
Химический состав фосфоритов Ташкура

Фосфориты	Содержание, мас. %
	P2O5	CaO	MgO	CO2	R2O3	SO3	F	H2O	Н.о.
1. Необог. руда	18,03	42,43	0,71	13,32	2,8	3,11	2,3	0,93	5,78
2.Мытый концентрат	24,0	46,2	0,94	9,1	0,83	3,8	2,8	1,1	7,6

Таблица 2.2
Дисперсный состав фосфоритов, мас. %

Фосфориты	-2 +1 мм	-1 +0,5 мм	-0,5 +0,315 мм	-0,315 +0,13 мм	-0,16 мм
1. Необог. руда	0,18	4,50	14,36	60,65	20,31
2.Мытый концентрат	0,22	2,01	3,46	34,46	59,85

Норму серной кислоты принимали 75-200 % от стехиометрии (с образованием фосфорной кислоты), исходя из расчёта получения удобрения с соотношением N :P₂O₅=(0,5-1), т.е, разложение фосфатного сырья проводили при повышенной норме серной кислоты.

Опыты проводили при температуре 80 и 90 °С в термостатированном реакторе, в который наливали заданное количество серной кислоты, а затем в течение 1-2 минут вносили фосфорит. Через заданные промежутки времени (0,5, 1,2, 5, 10, 20, 30 и 60 минут) процесс останавливали путём введения н-бутилевого спирта и охлаждённой воды и определяли содержание неразложившегося P₂O₅ в твёрдом остатке, по величине которого рассчитывали степень разложения фосфорита.
Результаты экспериментальных данных (табл. 2.3.3 и 2.3.4) показывают, что с увеличением нормы серной кислоты от 75 до 200 % коэффициент разложения (К_Р) фосфорита и мытого концентрата повышается.
Основная масса фосфатного минерала разлагается в течение 5 минут при разложении фосфорита в условиях концентрации H₂SO₄=40 % и нормы H₂SO₄=75 %, коэффициент разложения за 2 мин составляет 76,8 %, а за 5 минут 80,5 %, далее процесс перехода Р₂О₅ в раствор замедляется и за 30 минут К_р достигает 95,2 %. За первые 5 минут взаимодействия К_р фосфорита для норм серной кислоты 150 и 200 % от стехиометрии составляет 88,3 и 90,1 % соответственно, т.е. возрастание нормы серной кислоты способствует ускорению процесса разложения фосфорита.
Высокая степень разложения фосфоритов в первые 2-5 минут объясняется структурными особенностями Кызылкумских фосфоритов и наличием в составе карбонатных минералов. Ускорению разложения фосфатного минерала - фторкарбонатапатита способствует обильное выделение в газовую фазу диоксида углерода.
Процесс взаимодействия фосфорита с повышенной нормой серной кислоты практически полностью завершается в течение 30 минут.
Кинетика разложения мытого концентрата (табл. 2.4) практически не отличается от таковой для необогащенной руды. При разложении мытого концентрата наблюдается повышение степени разложения фосфорита с увеличением нормы серной кислоты. Основная часть фосфата (75-87 %) разлагается в течение первых 5 минут. Отличием является понижение коэффициента разложения, обусловленное уменьшением концентрации карбонатов в мытом концентрате.