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

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ NPSCa- СОДЕРЖАЩЕГО УДОБРЕНИЯ ПУТЕМ РАЗЛОЖЕНИЯ ФОСФОРИТА СЕРНОКИСЛЫМ РАСТВОРОМ СУЛЬФАТА АММОНИЯ
3.1. Одно стадийное разложение фосфорита сернокислым раствором сульфата аммония
Анализ литературных данных и выполненных исследований показал, что одним из направлений для решения проблем, существующих в производстве фосфорсодержащих удобрений, является применение сульфата аммония, который является промышленным отходом разных производств. Выпускаемый в Республике Узбекистан сульфат аммония на ПО «Навоиазот» и Чирчикском ПО «Электрохимпром», как побочный продукт производств акрилонитрила и капролактама, поставляется в кристаллическом виде.
Известно, что замена серной кислоты на сульфат аммония позволяет снизить на 40 % затраты на сульфатную составляющую в процессе экстракции фосфатного сырья [119].
В связи с этим, в задачу настоящих исследований входило изучение возможности получения сложного удобрения из низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов при его разложении с пониженной нормой серной кислоты в присутствии сульфата аммония. Для исследований использовали высококарбонатный фосфорит участка Ташкура Джерой - Сардаринского месторождения следующего состава, мас. %: Р₂О₅- 18,03; СаО - 42,43; MgO - 0,71; СО₂ – 13,32; R₂О₃ - 2,8; SО₃ - 3,11; Н₂О- 0,93 и дисперсный состав, %; -2÷+ 1мм - 0,18; -1÷+ 5мм - 4,50; 0,5÷+ 0,315мм - 14,36; 0,315÷+ 0,16мм - 60,65; -0,16мм -20,31 [180].
Норму серной кислоты рассчитывали от стехиометрии на разложение фосфатного и карбонатных минералов до образования монокальцийфосфата и сульфата кальция, а норму сульфата аммония - исходя из расчёта получения удобрения с соотношением N : Р₂О₅=1: (0,5÷1).
Опыты проводили в термостатированном реакторе при температуре 80 °С. Дозировка фоссырья осуществляется в течение 2-5 минут. Для разложения фосфорита использовали серную кислоту с концентрацией 92- 95 % H₂SO_4, сульфат аммония вносили в виде 40-45 %-ного раствора. Содержание Р₂О₅, N, СаО, SО₃ определяли общеизвестными методами [163].
При смешивании фосфорита с раствором (NН₄)₂SО₄ происходит взаимодействие компонентов сырья с ионами SО₄^2- сульфата аммония. Процесс разложения протекает очень медленно, с выделением в газовую фазу диоксида углерода и аммиака. Коэффициент разложения - Кр (0,1н HCI) через 1 час при получении удобрения с соотношением N : Р₂О₅=1:1 составляет 52,68 % (табл. 3.1). С повышением нормы сульфата аммония от 100 до 150—200 % Кр возрастает в 1,35 и 1,51 раза соответственно. При смешивании фосфоритной муки только с раствором сульфата аммония наблюдается медленное пенообразование, т.е. получается ценная сульфатнофосфатная суспензия со стабильной мелкоячеистой пеной. Дальнейшая переработка такой массы создает технологические трудности.
С целью повышения коэффициента разложения фосфорита проведены исследования по разложению высококарбонатного фосфорит сернокислым раствором сульфата аммония. Процесс разложения происходит очень бурно. Установлено, что с увеличением нормы серной кислоты в растворе сульфата аммония повышается степень перехода Р₂О₅ фосфорита в жидкую фазу. Процесс разложения фосфорита смесью растворов серной кислоты и сульфата аммония практически заканчивается за 30 минут.
Из приведенных данных видно, что при использовании 15 %-ной нормы H₂SO₄ с возрастанием расхода сульфата аммония от 100 до 200 %, степень разложения фосфорита изменяется в узких пределах 85-86 %.