Способ получения фосфорных удобрений Советский патент 1992 года по МПК C05B13/02 C01B25/26 

сл

с

Изобретение относится к производству минеральных удобрений, в частности термофосфатов с высокой степенью усвояемости полезного компонента. Цель изобретения - снижение рзсходз кальцинированной соды и улучшение качества получаемого удобрения. Способ получения фосфорного удобрения путем высокотемпературной обработки шихты, содержащей природный фосфат, кальцинированную соду и двуокись кремния, в котором в качестве природного фосфата используют Ковдор- ский апатитовый концентрат, термическую обработку осуществляют при температуре 1400-1450°С при следующем соотношении компонентов шихты P20s:Na20:Si02 1,0:(0,30-0,33):(0,56-0,63). Ковдорский апатитовый концентрат содержит, мас.%: Р2.05 34,0-39,0; СаО 50,0-55,0; МдО 1,0-7,05; С02 1,0-7,0; 51020,1-4,0. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству минеральных удобрений, в частности термофосфатов с высокой степенью усвояемости полезного компонента.

Цель изобретения - снижение расхода соды и улучшение качества удобрения.

Пример 1. Ковдорский апатитовый концентрат (36,0% P20s; 52,2% СаО, 3,7% С02) смешивают в двухвальном смесителе с кальцинированной содой (97,5% №2СОз) в количестве 90 кг/т и кварцевым песком (96% SiO) 100 кг на тонну концентрата. Смесь увлажняют и затем обжигают при температуре 1400°С. Полученный продукт содержит общего PaOs 33-34%, а в усвояемой форме PaOs 30,5-31,5%. Соотношение компонентов в исходной смеси P20s:Na20:Si02 1:0,33:0,63.

Пример 2. Ковдорский апатитовый концентрат (36,5% P20s; 52,7% СаО; 2,9%

С02) смешивают с кальцинированной содой (97 5% №2СОз) 90 кг/т и кварцевым песком (96% Si02) 90 кг на тонну апатитового концентрата. Смесь увлажняют и обжигают при температуре 1420°С. Содержание общего Р20д в полученном продукте 34-35%, P20s усвояемого 30,5-32,0%. Соотношение компонентов в исходной смеси P20s:Na20:Si02 1:0,32:0,56.

Пример 3. Ковдорский апатитовый концентрат (36,9% P20s; 52,15% СаО; 49% CU2) смешивают с кальцинированной содой (97,5% Na2COs)85 кг/т и кварцевым песком (96% Si02) 95 кг на тонну концентрата. Смесь увлажняют и обжигают при температуре 1450°С. Содержание общего P20s в полученном продукте 34-35%, P20s усвояемого 30,5-32,0%. Соотношение компонентов в исходной смеси P20s:Na20:Si02 1:0,30:0,58.

х| О

N4

СА) VJ

Способ согласно изобретению основан на переработке ковдорского апатитового концентрата, соды и песка при мольном соотношении компонентов P20s:Na20:Si02 1:0,30:0,33:(0,56-0,63) при температуре обжига 700-1450°С.

Указанный процесс может быть представлен уравнением:

Саю(Р04)б 2 + СаСОз + №2СОз +

+1,5Si02 + N20 2CaNaP04 +

+2Саз(Р04)2 + 1,5Ca2Si04 + 2С02 + 2Н.

По сравнению с известным способом в предлагаемом изобретении уменьшен расход соды, т.е. снижено мольное соотношение P20s:Na20 с 1,0:(1,03-1,61) до 1,0:(0,30-0,33), а температура обжига шихты изменена с 900-1300°С до 1400-1450°С. В качестве источника фосфора применяют апатитовый концентрат ковдорского месторождения следующего состава, мас.%:

P20s 34,0-39,0; СаО 50,0-55,0:

МдО 1,0-7,05; С02 1,0-7,0; Si02 0,1-4,0.

Выбор температурного режима технологического процесса определяется составом исходной шихты и конечного продукта. Снижение содержания в шихте щелочного элемента с одновременным повышением содержания СаО и Р20з способствует повышению тугоплавкости шихты и возможности вести процесс при более высокой температуре в горячей зоне по сравнению с прототипом.

Образующийся наряду с ренанитом трикальций фосфат существует в виде двух модификаций. Кристаллическая / -модифи- кация устойчива при температуре менее 1180°С, Она не усваивается растениями. Напротив «-модификация стабильна при температуре выше 1180°С и является формой, усвояемой растениями. В связи с этим важным условием получения хорошо растворимых фосфатов является быстрое охлаждение продукта для стабилизации а-модификации трикальцийфосфата и предотвращения ее перехода в нерастворимую форму.

Повышение температуры обжига в горячей зоне (1450°С против 1300°С) не приводит к увеличению энергозатрат, так как

при прочих равных условиях (загрузка, обороты вращения печи) распределение температур по длине факела. В заявленном способе на разгрузочном конце печи имеем

температуру 700 против 900°С.

Взаимосвязь между соотношением компонентов в исходном сырье, температурой в горячей зоне печи и содержанием PzOs усвояемого в готовом продукте.приведена в таблице.

Изменение температурного режима, изменение соотношения компонентов шихты и введение в шихту в качестве природного фосфата ковдорского апатитового концентрата позволяет повысить качество удобрения за счет увеличения содержания Р205 уев. до 30,5-32,0%. Снижение соотношения соды ниже 0,30 уменьшает содержание P20s уев. Повышение соотношения соды потребует значительного увеличения температуры, что снижает эффективность процесса в целом.

Использование предлагаемого способа по сравнению с существующими способами

обеспечивает значительную экономию сырья, а именно, кальцинированной соды, получение высокоусвояемых фосфорных удобрений фосфатного сырья.

Формула изобретения

снижения расхода соды и улучшения качества удобрений, в качестве природного фосфата используют ковдорский апатитовый концентрат и термическую обработку осуществляют при 1400-1450°С при следующем соотношении компонентов шихты:

Pa05:Na20:Si02 1,0:(0,30-0,33): : (0,56-0,63).

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что Ковдорский апатитовый концентрат содержит, мас.%: P20s 34-39; СаО 50-55; МдО 1,0-7,05; С02 1-7; Si02 0,1-4,0,