Способ обесфторивания природных фосфатов Советский патент 1987 года по МПК C05B13/02 

.113

Изобретение относится к способам твердофазного обесфторивания природных фосфатов кальция и может быть «спользовано в производстве удобрений или минеральной фосфатной подкормки для сельскохозяйственных животных.

Цель изобретения - повьшение качества готового продукта за счет увеличения в нем концентрации Р Оу в усвояемой форме при сохранении высокой степени обесфторирования, а также повышение производительности способа.

Сущность способа заключается в том, что фосфатное сырье смешивают с предварительно нагретым до 30-90 С раствором жидкого стекла, обрабатывают фосфорной кислотой и подвергают термической обработке при 1100- 1600°С.

Целесообразно использовать раствор жидкого стекла плотностью 1,1- 1,4 г/см в количестве 0,5-2,0% SiO от веса фосфатного сырья.

Основу процесса обесфторивания составляют реакции взаимодействия фосфатного минерала с продуктами дегидратации гидрофосфатов кальц ия, добавляемых к сырью или образующихся на стадии смешения с фосфорной кислотой, .

При подаче реагентов по известному способу кислые фосфаты кальция, добавляемые или образующиеся на стадии смешения, взаимодействуют с жидким стеклом по реакции

(SiO)+Ca(),. - -СаНРО +Na2HPO +nSiO, H,jO .

с образованием соединений, которые при нагревании переходят в малоактивные- пирофосфаты. Для осуществления реакции обесфторивания с достаточ-г ной скоростью требуется увеличение добавляемых реагентов«

В предлагаемом способе сначала к фосфатному сырью добавляют жидкое стекло, которое обволакивает фосфат, преимущественно взаимодействует с фосфорной кислотой ипи ее последующей добавкой по реакции

NajO-nSiO +H PO - H,,.PO fnE O+nSiO - . .

Образование однозамещ€;нных фосфатов натрия (и в небольшом количестве каль12

ция), которые при дегидратации переходят в активные метафосфаты, вступающие в реакцию с фосфатным минералом с высокой скоростью, обеспечивает

высокое качество продукта и интенсивность процесса обесфторивания уже на начальных участках печи при сниженном количестве жидкого стекла.

Использование предварительного нагрева раствора жидкого стекла до 30- 90 С позволяет применять разбавленные растворы, обеспечивающие хорошее перемешивание его с фосфатным сырьем, что также интенсифицирует процесс,

повышает выход в усвояемой форме и снижает расход активизирующих добавок.

Использование жидкого стекла в виде концентрированного расхода и, тем

более, силикат-глыбы ухудшает контакт реагентов. Поэтому, для получения продукта стандартного качества требуется увеличение их количеств. Рекомендуется вводить жидкое стекло с определенной плотностью 1,1-1,4 г/см , В таблице приведены результаты опытов по обесфториванию Ковдорского апатита (СаО 53,4%; 36,0%), где добавка жидкого стекла (в пересчете

на SiOj ) составляет 1,0%, фосфорной кислоты (в. пересчете на PjOy) - 7,0%, температура обжига 1350 С,

Как видно из таблицы, снижение

температуры нагрева раствора жидкого стекла менее приводит к уменьшению обесфторивания и снижению производительности печи, а повышение температуры свьште 90 С при

использовании в качестве нагревательного агента - отработанного пара не- целесообразно, так как такая температура технологически не достижимая ,

Снижение температуры менее 30 С требует применения жидкого стекла повьшгенной плотности (выше 1,4 г/см) для устранения образования пастообразной массы, которую трудно подать

в печи из-за забивания течек, что не позволяет достигнуть требуемой стеени гомогенизации при смешении компонентов и вызывает резкое снижение производительности, ухудшает обесторивание и качество продукта.

Экспериментально показано, что в предлагаемых условиях введение жидкого, стекла в количестве 0,5-2,0%

313

SiOj к массе фосфата (0,03-0,1 моль SiO /PjOy) .обеспечивает хорошее обес фториванне с высокой интенсивностью и получением продукта, содержащего не более 0,2% F и 39-43% в усвояемой форме. Снижение плотности раствора жидкого стекла менее 1,1 г/см приводит к образованию на стадии смешения шихты с высокой влаж ностыр, что вызывает нарушение процесса гранулирования, и забиванию течек. Увеличение плотности раствора жидкого стекла выше 1,4 г/см приводит к плохой гомогенизации при смешении, что вызывает увеличение количества добавляемых активизирующих реагентов.

Пример -1 . Жидкое стекло (5,1% и 15,6% SiO) с плотностью 1,1 г/см нагревают до 90 С и смешивают в шнековом смесителе с Ковдорским апатитовым концентратом (35,8% , 53,2% СаО) в количестве 125 кг/т апатита (2,0% SiO). К полученной смеси добавляют кислоту с .концентрацией 50% 2.- в количестве 140 кг/т апатита.

Шихта в количестве 10 т/ч поступает в 100-метровую вращающуюся печь где нагревается до 1350°С. Полученный продукт содержит, %: общ. 42,6; с.р. 42,0; F 0,13.

П р и м е р 2. Жидкое стекло (23,2% SiO и 7,6% ) плотностью 1,4 г/см , нагретое до 30 С, смешивают в шнековом смесителе с апатитовым концентратом (36,8% 52,3% СаО) в количестве 26 кг/т апатита (0,5% SiOj). К полученной смеси добавляют 130 кг фосфорной кислоты с концентрацией 50% . Шихта в количестве 8 т/ч поступает в 100-метровую вращающуюся печь, где постепенно нагревается до 1350 с. Полученный продукт содержит, %: общ. 42,8; .р 42,2; F 0,18.

Пример 3. Жидкое стекло (6,6% и 21,0% SiOa) с плотностью 1,25 г/см , нагретое до , смешивают с апатитовым концентратом (36,8% . и 52,3% СаО) в количестве 50 кг/т апатита (1,0% ЗЮг). К полученной смеси добавляют 130 кг фосфорной кислоты с концентрацией 50% P-j Oj. Шихта в количестве 9 т/ч поступает в 100-метровую вращающуюся печь, где постепенно на3841 .4

гревается до 1350°С. Полученный продукт содержит, %: общ. 42,5;

с.р.

42,1; F 0,13.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет улучшить качество готового продукта за счет повьш1ения концентрации в солянокислой форме при сохранении высокой степени обес- фторивания (не более 0,2%) и.сниженном расходе вводимых компонентов, а также увеличить производительность процесса до 8-10 т/ч.

Формулаизобретения

1.Способ обесфторивания природных фосфатов, включающий обработку фосфатного сырья фосфорной кислотой,

смешение с жидким стеклом, термичес- кую обработку в присутствий водяного пара, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения качества готового продукта за счет увеличения в нем концентрации PjOj в усвояемой форме при сохранении высокой степени обесфторивания, а также повышения производительности процесса, фосфатное сырье перед обработкой фосфорной

кислотой смешивают с предварительно нагретым до 30-90 С раствором жидкого стекла.

2.Способ по П-. 1 , о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что используют раствор жидкого стекла плотностью 1,1- 1,4 г/см в количестве, соответствующем 0,5-2,0% SiO от веса фосфатного сырья.

Изобретение относится к способам твердофазного обесфторирования природных фосфатов кальция и может быть использовано в производстве .удобрений. Цель изобретения - повышение качества готового продукта за счет увеличения в нем концентрации Р ОуВ усвояемой форме при сохранении высокой степени обесфторива- ния, а также повышение производительности процесса. Способ обесфторива- ния природных фосфатов заключается в предварительном смешении сырья с нагретым до 30-90 С раствором жидкого стекла плотностью 1,1-1,4 г/см в количестве, соответствующем 0,5- 2,0% SiO от массы фосфата. Полученную смесь обрабатывают фосфорной кислотой и подают на термическую обработку при 1100-1600 С в присутствии водяного пара. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. с (Л с