Способ получения щелочных термофосфатов Советский патент 1984 года по МПК C05B13/02 

СХ)

4;

со х Изобретение относится к получени фосфорных удобрений, пироко применяемых в сельском хозяйстве для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, и может быть исполь зовано в производстве щелочных термофосфатов. Известен способ fl получения ще лочных термофосфатов путем спекания природных фосфатов с содой в присут ствии диоксида кремния при 1100l250 Ci Количество соды определяется содержанием в сырье Р205 фтора, количество диоксида кремния рассчитывается на связывание избыто ного (по отношению к составу ренанита) оксида кальция согласно уравнениюCa5(PO)jF + + SiO CaNaPO + + 2C02 + NaF Недостатками способа являются высокая стоимость термофосфатов изза расхода соды, низкое содержание PjOg в термофосфате вследствие наличия балласта Ca2SiO. Наиболее близким по технической сутт-чости и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения щелочных термофосфатов путем сплавления природных фосфатов с суль фатами щелочных металлов в присутствии угля при 1100-1200°С. Шихта содерзЬст 100 вес.ч. фосфорита (апатита 60 вес.ч. сульфата и 30 вес.ч. угля С23. Недостатками известного способа являются высокая стоимость термофосфатов ввиду большого расхода угля, что связано с нагревом шихты и восстановления сульфата, низкая концент рация Р205 в термофосфате, что обусловлено наличием в нем балласта сульфида кальция. Балласт в удобренки повышает расходы на транспортировку его к потребителю и внесение в почву. Целью изобретения является созда ние возможности переработки фосфато с повьш1енным содержанием кальция пр одновременном увеличении содержания РоОд, доступного ДЛЯ растений. Поставленная цель достигается те что по способу получения щелочных термофосфатов путем сплавления смес природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов в присутствии вое становителя при IIOO-IZOO C с последующим охлаждением полученного продукта, смесь природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов берут в мольном соотношении СаО (0,8 - 1,2):2 и перед сплавлением через реакционную смесь предварительно пропускают элементный фосфор или его летучие соединения при 350-500 С в инертной или восстановительной среде в количестве, обеспечивающем мольR SOное соотношение в шихте Р. 1:(1,7 - 3). В первой стадии восстановительная или инертная среда в реакционной зоне необходима для предотвращения окисления элементного фосфора. Во второй же стадии среда реакционной зоны не лимитирует процесс. Спекать можно в восстановительной, инертной или окислительной среде. В производственных условиях при непрерывном режиме нагрев шихты до температуры выше и ее спекание осуществляется в окислительной среде за счет контакта с топочными газами или непосредственно сжиганием топлива в реакционной зоне. Соотношения : СаО (0,8 1,2):2 и Р : RjSO 1:(1,7-3) должны обеспечивать образование в конечном продукте RCaPQ,. Предел первого соотношения зависит от природы фосфатного сырья - содержания в нем примесей MgO, SrO, BaO, СаО в виде карбонатов, фторидов и других не фосфорсодержащих соединений, а также оксидов кислотного характера - SiO-, 12 других, которые способны в процессе сплавления связывать оксид кальция. Второе соотношение, кроме природы фосфатного сырья, учитывает и степень окисления фосфора в различных летучих его соединениях. Пример 1. Смешивают 20 г незвиского фосфорита, который после прокаливания при на протяжении 3 ч содержит, %: PgOs 28,2; СаО 58,8; Si02 10,7,- 20 1,0 (незвиский фосфорит высококарбонатный и в непрокаленном состоянии содержит 13,1% С02) и 15 г хч (соотношение : СаО с учетом связывания СаО кремнеземом составляет 0,83:2), загружают смесь в реактор, и при 350-500с через реакционную зону в инертной или восстановительной среде пропускают 3 г элементарного фосфора (соотношение 1 : 1 ,84). Из газовых продуктов конденсируют элементную серу. Твердые продукты загружают в фарфоровый тигель и спекают при тем . выше 1UUU С. В результате пературе 34 г термофосфата с содерж получают 7, и 22,0% . нием 36,1 мер 2. Смешивают 20 г При содержащего, %: апатита, СаО 53,1v SiO 3,14; F 4,2-, Al20 1 ( + ) 2,2 и 15,6 г хч (соотношение K2S04 : СаО 0,95 : 2), загружают смесь в реак тор, и при 350-500°С через реакцион ную зону в инертной или восстановительной среде пропускают 2 г фосфор 1:2,82). (соотношение В, Твердый продукт затем спекают при температуре выше . В результа получают 31,8 г термофосфата с содержанием PgOj 37,9% и 26,5%. В лимоннорастворимую форму превраща ется 97,5% Пример 3. Смешивают о. прокаленного при 900С фосфорита. Содержащего в исходном не прокаленном состоянии, %: Р20$ 27,2; СаО 42,3-, МцО 8,4; С02 12,1, Рс20 2,5; 15,2г(соSi02 6,0; F 1 ,5 и СаО 1,16:2), отношение K-SO. загружают смесь в реактор, и при o, 350-500 С через реакционную зону в инертной или восстановительной сред пропускают 3 г элементного фосфора или его летучих соединений (соотношение : 1:1,81). Твердый продукт сплавляют в фарфоро вой чашке при температуре выше 1000 В результате получают 34 г термофос фата, содержащего 33,3% Р205, 24,1% 9 К.О и 6,7% MgO. В лимоннорастворимую форму превращается 97% . Пример 4. 20 г измельченного апатита, содержащего, %: PjOj 37,4; СаО 50,55J SiO 2,07; F 4,29, смешивают с 6,5 г сульфата натрия марки хч. Смесь загружают в реактор. В испаритель загружают 1,8 г красного фосфора. При 350-500 С током аргона перегоняют из испарителя пары фосфора. Из газовых продуктов в конденсаторе конденсируют элементную серу. После поглощения фосфор|1 шихтой твердый продукт извлекают из реактора и загружают в фарфоровый тигель, который устанавливают в муфельную электропечь, где при 11001200 С на протяжении 30 мин осуществляют спекание. В результате проведенных операций получают 26,7 г термофосфата и 1,4 г элементной серы. В лимоннорастворимую форму преврадиается 93,5 РлО. Приведенные примеры показывают, что для получения концентрированных щелочньк термофосфатов в рассматриваемых пределах соотношений : СаО и Р : А гут быть использованы самые различные фосфатные руды, в том числе и высококарбонатные, переработка которых электротермическим или экстракционным способом затруднена ввиду большого содержания оксидов щелочноземельных металлов. Предлагаемый способ выгодно отличается от известных и позволяет получать концентрированные фосфорные удобрения из самого различного фосфатного сырья.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЩЕЛОЧНЫХ ТЕРМОФОСФАТОВ путем сплавления смеси природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов в присутствии восстановителя при 1100-1200 С с Последующим охлаждением полученного продукта, отличающийся тем, что, с целью возможности переработки фосфатов с повышенным содержанием кальция при одновременном увеличении содержания Р- О , доступного для растений, смесь природных фосфатов с сульфатами щелочных металлов берут в мольном соотношении R2SO. : СаО