'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….............98
3.1. Одностадийное разложение фосфорита сернокислым раствором сульфата аммония...............................................................................................................98

3.2. Двух-стадийное разложение фосфорита сернокислым раствором сульфата аммония ................................,..............................................................................108

ГЛАВА 4. УКРУПНЕННОЕ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ
ИСПЫТАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ NPSCa- СОДЕРЖАЩЕГО УДОБРЕНИЯ …………………………………………..118
4.1. Испытание технологии получения сложного удобрения сернокислотным разложением фосфорита.................................................................................... 118
4.2. Испытание технологии получения сложного удобрения на основе разложения фосфорита сернокислым раствором сульфата аммония ......... 120
4.3. Товарные свойства сложных NPSCa-содержащих удобрений из фосфоритов месторождения Ташкура .............................................................125
4.4. Ориентировочная расчетная себестоимость новых NPSCa-
удобрений........................................................................................................... 129
ВВЕДЕНИЕ
Для достижения высоких темпов развития промышленности минеральных удобрений в Республике Узбекистан необходимо укрепить и расширить минерально-сырьевую базу страны, в том числе уделять особое внимание добыче фосфатного сырья Центрально - Кызылкумского бассейна.
Переработка добываемого фосфатного сырья должна идти по трем направлениям. Во первых, необходимо организовать производство удобрений, соответствующих требованиям сельского хозяйства. Себестоимость этой продукции должна быть низкой, чтобы хозяйства имели возможность закупать их. Второе направление - необходимо на химические заводы поставлять сырье с высоким содержанием Р₂О₅. Третье направление - производство экспортной продукции, соответствующей международным стандартам. Именно на эту сторону нужно обратить особое внимание. Потому что добыча фосфоритов в рудниках Узбекистана имеет свои преимущества. Прежде всего, низкая себестоимость. Кроме этого, карьеры можно эффективно использовать длительный срок [1].
Крупная отрасль промышленности Узбекистана, производящая минеральные удобрения, была рассчитана на переработку рядовых фосфоритов месторождения Каратау в Казахстане.
В связи с резким сокращением поставок Каратауских фосфоритов и их удорожанием (причем в валюте), большое значение приобретает использование зернистых фосфоритов Центральных Кызылкумов. Это новый тип фосфоритов, не имеющий аналогов среди фосфоритовых месторождений СНГ. Утвержденные запасы фосфоритов Кызылкума составляют 47 млн. тонн 100 %-ного Р₂О₅ при среднем содержании фосфорного ангидрида в руде 19,4 % [2].
Продукция первой очереди Кызылкумского фосфоритового комбината построенного в 1997 году в Навоинской области предназначена для производства суперфосфата на Кокандском суперфосфатном заводе. Кызылкумская фосфоритная мука для производства аммофоса не подходит, так как она ещё беднее по содержанию Р₂О₅ чем фосмука Каратау, и имеет высокий кальциевый модуль (соотношение СаО к Р₂О₅). Кальциевый модуль в хибинском апатитовом концентрате составляет 1,32, в рядовой фосмуке Каратау 1,54, в Кызылкумской фосмуке 2,0-2,15 и выше. Это ведет к большому перерасходу серной кислоты и, соответственно, к увеличению количества выбрасываемого отвала — фосфогипса.
Вследствии высокого содержания карбонатов в фосмуке при кислотном разложении процесс протекает с большим пенообразованием, что приводит к резкому снижению производительности аппаратуры.
Имеющиеся в литературе материалы по переработке фосфоритов Кызыл- кума частично охватывают вопросы получения фосфорсодержащего удобрения азотнокислотным разложением фосфорита и получения ЭФК сернокислотным разложением. Однако совершенно не затрагиваются вопросы о влиянии концентрации и нормы серной кислоты на пенообразующую способность высококарбонатных фосфоритов и на обогащение в процессе их кислотной переработки. Недостаточно данных по разработке технологии получения сложных азотфосфорсеро-кальцийсодержащих удобрений с регулируемым соотношением питательных компонентов, получаемых путем сернокислотного разложения необогащенной руды и мытого концентрата Кызылкумских фосфоритов.
Учитывая, что фосфориты Центральных Кызылкумов являются основной сырьевой базой туковой промышленности Узбекистана, разработка научных основ и технологии переработки низкосортных фосфоритов в сложные высокоэффективные удобрения является актуальной проблемой, решению которой посвящено данная монография.
Целью исследований представленных в данной монографии является разработка научных основ и технологии получения азотфосфорсеро-кальцийсодержащих (NPSCa) сложных удобрений из необогащённой руды и мытого концентрата фосфоритов Центральных Кызылкумов.
Для достижения поставленной цели были проведены следующие научные исследования;
- изучение особенностей сернокислотного разложения необогащённой руды и мытого концентрата из фосфоритов Центральных Кызылкумов в зависимости от нормы и концентрации кислоты в условиях образования незагустевающих пульп;
- изучение процесса пенообразования при разложении фосфорита серной кислотой и разработка способа его снижения;
- исследование процессов двухстадийного разложения высококарбонатного фосфорита серной кислотой и смесью растворов серной кислоты и сульфата аммония;
- определение реологических характеристик кислых и нейтрализованных пульп;
- определение физико-механических и товарных свойств готового продукта;
-разработка и внедрение в промышленность интенсивной технологии получения сложного NPSCa-удобрения из фосфоритов Центральных Кызылкумов.
Научная новизна данных исследований заключается в установлении закономерностей получения азотфосфорсерокальцийсодержащих удобрений на основе процесса сернокислотного разложения необогащенной руды и мытого фосконцентрата Центральных Кызылкумов:
- впервые получены данные о процессе разложения высококарбонатных фосфоритов при повышенной норме серной кислоты в условиях образования незагустевающей пульпы, установлены кинетические характеристики процесса взаимодействия фосфорита с серной кислотой и показана их реакционная способность;
- установлена зависимость пенообразующей способности высококарбонатных фосфоритов от нормы и концентрации серной кислоты;
- получены данные о влиянии нормы и концентрации серной кислоты на процесс двухстадийного разложения высококарбонатных фосфоритов, позволяющие полностью предотвратить пенообразование;
- впервые научно обоснованы технические решения в области получения азотфосфорсерокальцийсодержащего сложного удобрения на основе переработки фосфоритов сернокислым раствором сульфата аммония;
- установлено влияние нормы серной кислоты и сульфата аммония на степень разложения фосфатного сырья и на качество готового удобрения.
Результаты этих исследований использованы для обоснования направленного получения новых видов сложных удобрений с регулируемым соотношением питательных компонентов из местных высококарбонатных зернистых фосфоритов Центральных Кызылкумов.
На основании результатов выполненных исследований разработаны три варианта технологии получения азотфосфорсерокальцийсодержащих сложных удобрении из высококарбонатных фосфоритов Центральных Кызылкумов:
- установлены оптимальные технологические параметры процессов и предложена интенсивная технология получения NPSCa-содержащего сложного удобрения путем двухстадийного разложения высококарбонатных фосфоритов серной кислотой;
- разработана рациональная технология получения NPSCa-содержащего сложного удобрения путем разложения высококарбонатных фосфоритов сернокислым раствором сульфата аммония. Предложенная технология внедрена на Самаркандском химическом заводе, где осуществляется на действующем оборудовании 2 ой очереди производства аммофоса и выпускается удобрение под названием УФАУ (уравновешенное фосфорноазотное удобрение);
- разработана эффективная технология получения сложного удобрения путем обработки декарбонизированного серной кислотой высококарбонатного фосфорита раствором сульфата аммония и апробирована на опытно- промышленной установке Самаркандского химического завода.
Научно-практическая новизна предлагаемой технологии защищена предварительным патентом Республики Узбекистан.
В результате исследований определены:
- особенности взаимодействия низкосортных высококарбонатных фосфоритов Центральных Кызылкумов с концентрированным и разбавленным растворами серной кислоты, а также сернокислыми растворами сульфата аммония при получении NPSCa- coдержащих удобрений;
- обобщенны данные по влиянию концентрации и нормы серной кислоты на степень разложения необогащенной фосфоритной руды и мытого фосконцентрата в условиях незагустевающей пульпы;
- получены новые данные по разработке научных основ и технологии получения азотфосфорсерокальцийсодержащих сложных удобрений с регулируемым соотношением азота и фосфора из местного фосфатного сырья месторождений Центральных Кызылкумов.