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

Таблица 2.8
Влияние нормы и концентрации серной кислоты на химический состав нейтрализованной сернофосфатной пульпы, мас. %

Норма H2SO4	Концентрация H2SO4	Р2О5				Nобщ	SO3		СаОобщ	Н2О	рН
		общ.		усн.	водн.		общ.	водн.
135 (N:Р2О5=1:1)	30 35 40	3,80 4,26 4,69	3,71 4,18 4,64		3,70 4,16 4,62	3,68 4,21 4,57	23,37 26,47 28,92	8,43 9,68 10,46	10,51 11,78 12,98	46,13 41,24 35,48	3,41 3,73 3,90
150 (N:Р2О5=1:0,7)	30 35 40	3,29 3,71 4,09	3,24 3,66 4,06		3,22 3,65 4,04	4,63 5,21 5,76	24,28 27,47 30,37	11,42 12,81 14,20	9,11 10,25 11,31	47,86 42,37 37,22	4,11 3,77 3,46
200 (N:Р2О5=1:0,5)	30 35 40	2,80 3,16 3,49	2,73 3,12 3,45		2,79 3,11 3,73	5,50 6,20 6,84	25,15 28,55 31,41	14,17 15,96 17,60	7,75 8,72 9,67	49,38 45,18 41,95	3,86 4,02 3,81

Таблица 2.9
Влияние нормы и концентрации серной кислоты на химический состав нейтрализованной сернофосфатной пульпы из мытого концентрата, мас.%

Норма H2SO4	Концентрация H2SO4	Р2О5				Nобщ	SO3		СаОобщ	Н2О	рН
		общ.		усн.	водн.		общ.	водн.
130 (N:Р2О5=1:1,9)	30 35 40	6,01 6,72 7,36	5,70 6,43 7,09		5,69 6,41 7,08	2,86 3,17 3,68	21,33 23,96 26,90	4,96 5,46 6,54	11,56 12,93 14,15	49,63 44,36 39,28	4,05 3,85 3,90
180 (N:Р2О5=1:1)	30 35 40	4,78 5,36 5,78	4,64 5,25 5,67		4,63 5,23 5,66	4,61 5,20 5,63	23,71 26,65 29,18	10,55 11,92 12,90	9,20 10,32 11,38	52,64 47,23 42,06	3,85 3,80 3,85
230 (N:Р2О5=1:0,7)	30 35 40	4,03 4,54 5,09	3,96 4,46 5,02		3,95 4,45 5,03	5,64 6,32 7,15	24,91 28,09 31,28	13,88 15,54 17,61	7,76 8,74 9,63	54,35 49,02 43,86	4,15 3,95 4,40
290 (N:Р2О5=1:0,5)	30 35 40	3,35 3,77 4,21	3,25 3,69 4,17		3,24 3,67 4,15	6,46 7,34 8,27	25,95 29,37 32,90	16,63 18,91 21,29	6,44 7,27 8,02	56,40 51,14 45,77	4,10 3,90 3,95

Таблица 2.10
Химический состав NPSCa-содержащих удобрений из высококарбонатных фосфоритов, мас. %

№	Соотно шение N:P2O5	Р2О5			Р2О5усн Р2Ообщ	Р2О5усн Р2Ообщ	Nобщ	SO3		СаОобщ	Н2О
		общ.	усн.	водн.				общ.	водн.
1.	1:1	6,91 7,10 7,11	6,75 6,97 7,03	6,73 6,93 7,00	97,68 98,17 98,87	97,40 97,61 98,45	6,69 7,02 6,92	42,49 44,12 43,82	15,33 16,13 15,85	19,11 19,63 19,67	1,82 1,67 1,52
2.	1:0.7	6,09 6,28 6,37	6,00 6,20 6,34	5,96 6,18 6,31	98,52 98,73 99,53	97,86 98,41 99,06	8,57 8,83 9,00	44,96 46,56 47,45	21,15 21,71 22,14	16,87 17,37 17,67	1,85 1,69 1,56
3.	1:0.5	5,38 5,64 5,92	5,25 5,57 5,85	5,23 5,55 5,81	97,58 98,76 98,82	97,21 98,40 98,14	10,58 11,07 11,59	48,36 50,98 53,24	27,25 28,50 29,83	14,90 15,57 16,38	1,92 1,78 1,69

форм питательных компонентов (NPS) составляет 30-44 % в зависимости от соотношения N: P₂О_5.

В процессе сушки сернофосфатной пульпы из мытого концентрата был получен более концентрированный готовый продукт, в котором сумма питательных компонентов достигает 40-48 % (табл. 2.11).
В сложном NPSCa-удобрении азот находится в виде сульфатов и фосфатов аммония, фосфор - фосфатов аммония, сера - сульфатов аммония и кальция. Наличие в продуктах сульфата кальция, являющегося химическим мелиорантом и источником питания растений серой и кальцием, придает удобрениям новые положительные качества. Таким образом, на основании проведенных исследований показана принципиальная возможность получения NPSCa-содержащего удобрения с регулируемым соотношением питательных компонентов из высококарбонатных фосфоритов Центральных Кызылкумов путем разложения его серной кислотой взятой в повышенной норме.
Таблица 2.11
Химический состав NPSCa-содержащих удобрений из мытого концентрата, мас. %

№	Соотно шение N:P2O5	Р2О5						Р2О5усн Р2Ообщ		Р2О5усн Р2Ообщ		Nобщ		SO3				СаОобщ		Н2О
		общ.		усн.		водн.								общ.		водн.
1.	1:1	9,75 9,92 9,80	9,47 9,72 9,61		9,45 9,68 9,59		97,13 97,98 98,06		96,93 97,58 97,86		9,41 9,63 9,54		48,39 49,35 49,46		21,53 22,07 21,86		18,77 19,11 19,28		2,04 1,85 1,69
2.	1:0,7	8,57 8,73 8,93	8,43 8,58 8,81		8,40 8,56 8,82		98,37 98,28 98,66		98,02 98,05 98,77		12,00 12,15 12,54		53,00 53,90 54,88		29,53 29,88 30,89		16,51 16,80 16,85		2,13 1,92 1,75
3.	1:0,5	7,44 7,54 7,52	7,22 7,38 7,45		7,20 7,34 7,41		97,04 97,88 99,07		96,77 97,35 98,54		14,35 14,68 14,77		57,67 58,74 58,75		36,95 37,82 38,02		14,31 14,54 14,32		2,22 2,00 1,78

При этом достигается высокая степень разложения, а процесс завершается за короткое время.

2.4.2. Реологические характеристики кислых нейтрализованных пульп
Разработка технологии новых минеральных удобрений требует полных данных в широком диапазоне изменения физико-химических свойств используемых жидких фаз и суспензий.
Реологические характеристики необходимы как для анализа процессов разложения фосфатного сырья, оценки транспортабельности пульп, так и для определения оптимальных условий проведения процессов упаривания, процессов гранулирования, а также для разработки технологической схемы получения готового удобрения. Анализ литературы показывает, что состав и структура природного фосфатного сырья оказывает существенное влияние на реологические свойства фосфорнокислотных растворов [176-178].


Таблица 2.12
Реологические свойства пульп, полученных при сернокислотном разложении необогащённой руды

№	Соотношение N:P2O5	Плотность, кг/м^3при t^0C						Вязкость, мПа с при t ^0C								Влажность пульпы, % Н2О
		20	40	60		80		20		40		60		80
Кислая пульпа
1.	0:1	1510,5	1497,5		1486,5		1467,2		173,53		135,24		101,72		72,24		36,27
2.	1:1	1386,6	1369,8		1356,3		1337,5		152,64		112,55		77,46		50,68		37,70
3.	1:0,7	1382,5	1364,5		1348,4		1333,8		145,76		105,83		71,38		45,35		39,46
4.	1:0,5	1375,0	1357,2		1342,8		1328,7		138,42		102,27		67,75		42,96		43,27
Аммонизированная пульпа
1.	0:1	1545,8	1538,3		1527,5		1511,2		221,35		176,04		136,68		106,78		34,86
2.	1:1	1412,5	1396,8		1387,0		1371,2		203,22		155,43		113,57		80,45		35,48
3.	1:0,7	1407,5	1391,8		1381,6		1366,3		187,05		143,78		105,20		73,09		37,22
	1:0,5	1402,0	1385,1		1372,5		1358,8		173,86		129,35		92,58		62,81		41,95

Нами проведены исследования по определению плотности и вязкости сернофосфатнокислых и нейтрализованных пульп, полученных при одностадийном сернокислотном разложении необогащённой руды и мытого фосконцентрата.

Измерение плотности (р) и вязкости (μ) пульп проводили при температурах 20, 40, 60, 80 °С по методикам, описанным во 2-ой главе монографии, точность термостатирования не превышала ±0,1 °С.
Анализ данных, приведенных в таблице 3.12 показывает, что плотность и вязкость пульпы до и после нейтрализации газообразным аммиаком существенным образом зависит от нормы серной кислоты и температуры.
Так, при норме 75 % от стехиометрии, температуре 80 °С и концентрации кислоты 40 % H₂SО₄, плотность сернофосфатпой пульпы составляет 1467,2 кг/м³ В этих условиях резко снижается подвижность пульпы и масса начинает загустевать, что характерно для тиксотропных монокальцийфосфатных пульп.
Увеличение нормы серной кислоты от 75 до 135 % от стехиометрии приводит к существенному снижению плотности и вязкости пульпы (рис. 2.4 и 2.5). Это объясняется тем, что с увеличением нормы серной кислоты выше 75 %, в системе уменьшается содержание монокальцийфосфата: происходит его разложение. Этот процесс продолжается до нормы серной кислоты 100-105 %