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

1.2. Современное состояние технологии кислотной переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов
Как показано в разделе 1.1, основную группу методов переработки фосфоритов в фосфорную кислоту и фосфорсодержащие удобрения составляет разложение их минеральными кислотами - серной, фосфорной, азотной и др.
При кислотной переработке фосфоритов большинство содержащихся в них примесей переходят в раствор, что приводит к снижению качества получаемых удобрений, увеличению потерь фосфорного ангидрида. В результате повышается расход кислоты и вязкость жидкой фазы, происходит интенсивное вспенивание реакционной массы, ухудшаются процессы упаривания растворов, гранулирования и сушки влажных полупродуктов.
К хорошо растворимым в кислотах минералам - примесям относятся кальцит и доломит, умеренно или малорастворимыми являются глауконит, гидрооксиды железа, глинистые минералы. Пирит и органическое вещество окисляются и растворяются только в окисленных средах (при азотнокислотном разложении), кварц и полевые шпаты являются нерастворимыми примесями, снижающими содержание полезных компонентов в готовых продуктах [45].
Полуторные оксиды железа и алюминия являются наиболее вредными примесями природных фосфатов при их кислотной переработке (первые более вредны, чем вторые).
Фтор из фосфатного вещества переходит в раствор в процессе разложения, частично выделяется в газовую фазу, а при наличии твёрдой фазы (например, при сернокислотном разложении фосфорита) соосаждается также с осадком.


Азотнокислотное разложение фосфоритов
Азотнокислотное разложение природных фосфатов является одним из перспективных направлений производства комплексных минеральных удобрений. Фосфориты различных месторождений могут служить источником фосфатного сырья для развития производства нитрофосфатов, в том числе те, которые из-за наличия вредных примесей не могут перерабатываться сернокислотным способом.
Фундаментальные физико-химические исследования процессов азотнокислотной переработки фосфатов освещены в работах А.П. Белопольского [46-48], трудах швейцарских ученых, выполненных под руководством Флатта [49,50], и в работах М.Н. Набиева [51 >52], М.Е. Позина [53], А.Л.Голъдинова, Б.А. Копылева и др. [54], В.Ф. Кармышова [6], Амировой А.М. [55] и др. [56-63].
Установлено, что отношение CaO:P₂O₅ в продуктах азотнокислотного разложения фосфатов практически остается таким же, как и в фосфатном сырье - от 1,3 для апатита, до 1,7-1,9 для фосфоритов Центральных Кызылкумов, поэтому все известные методы получения нитрофосов основаны на снижении соотношения СаО:P₂O₅ в растворах вплоть до полного осаждения СаО [6,51-54,64].
Работы [65-74] посвящены азотнокислотному разложению фосфоритов Центральных Кызылкумов с получением нитрофоса, кальциевой селитры и других сложных азотно-фосфорных удобрений. Разложение руды без её предварительной прокалки и декарбонизации сопровождается образованием мелкоячеистой (диаметр 2-3 мм) устойчивой пены. При данном содержании диоксида углерода и меньшем содержании тонких фракций (- 0,063 мм) образуется прочная трудноразрушаемая пена, стабильность которой в 3-4 раз выше, чем в случае разложения Каратауского фосфорита [67]. Оптимальными условиями разложения концентрата 55 %-ной азотной кислотой при её норме 110 % на СаО и MgO является температура 50⁰С и время взаимодействия 10-15 минут. При этом в раствор извлекается более 99 % Р₂О₅. Среднее значение энергии активации процесса 1,09 ккал/моль (для фосфоритов Каратау 3,42; для апатитового концентрата 10,0 ккал/моль) [66].
Технология получения нитрофоса - кальциевой селитры апробирована на опытной установке Чирчикского ПО «Электрохи миром» [69,70].
Недостатками азотнокислотного способа разложения фосфатного сырья являются; трудность отделения нерастворимого остатка; потери окислов азота в газовую фазу (1,26-1,34 %); устойчивое пенообразование.