Способ получения фосфорных удобрений Советский патент 1993 года по МПК C05B17/00 C05B11/02 

Изобретение относится к.технологии получения фосфорных удобрений из природных фосфатов, позволяет увеличить агрохимическую эффективность фосфоритов за счет увеличения в них доли усваиваемого P20g и может быть использовало при переработке некондиционных, бедных и трудно- обогатимых фосфатных руд,

Целью изобретения является ускорение процесса вскрытия фосфатного сырья, снижение энергозатрат и исключение пылеоб- разования в процессе получения и применения удобрения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения фосфорных удобрений путем механического вскрытия фосфатного сырья, согласно изобретению, вскрытие фосфатного сырья осуществляют в водной суспензии при содержании твердого 50-60% наложением высоковольтных электрических импульсных разрядов с амплитудой 10-15 кВ в течение 10-20 с.

В известных способах высоковольтные импульсные разряды с амплитудой 10 - 15 кВ не используются для вскытия фосфатного сырья и получения суспендированных удобрений.

Использование в предлагаемом спосо- п бе получения .фосфорных удобрений выше упомянутых отличительных признаков придает ему свойства, не присущие известным способам и обуславливающие ускорение процессов вскрытия фосфатов и увеличение в них усваиваемых форм PaOs при сокращении времени, снижении энергозатрат и получении суспендированного удобрения, что исключает пылеобразование в процессе получения и применения.

Процесс осуществляют следующим образом.

Необогащенную фосфоритовую руду или фосфоритовую муку стандартного помола (-0,16 мм) помещают в камеру объемом 100-200 мл с двумя электродами типа остЁ

00

о VJ

о

Јь О

рие-плоскость, заполняют водой с содержанием твердого 50-60%, после чего подвергают обработке электрическими импульсами с амплитудой 10--15 кВ в течение 10-20 с.

В качестве источника электрических импульсов в лабораторной установке используется универсальный генератор с электронным управлением УГЭ-4, в режиме высоковольтной конденсированной искры длительностью единичных электрических импульсов с, выпускаемый серийно промышленностью по ТУ 3281-76. В промышленных условиях процесс может быть реализован в установках типа ПЭГД.

Готовая суспензия анализируется на содержание усваиваемых форм Р20з (лимонно- растворимые) стандартным фотометрическим способом, на устойчивость (степень расслоения) по величине отношения осветленного столба суспензии к общему уровню суспензии в цилиндре (%), на вязкость методом ротационной вискозиметрии (). Основные результаты приведены в таблице 1,

П р и м е р 1, Фосфоритовую руду Бог- дановского месторождения дисперсностью 0,1бмм,состава:Р205общ. 10%, Р205Усв,2% (20% относ.), ЗЮ2 60,7%, СаО 12,7%, MgO 0,6%, К20 1,7%, Fe203 3,4%, 4,1%, F 0,9%, смешивали с водой до получения суспензии с содержанием твердого 50% и анализировали на содержание усваиваемого Р20б и устойчивость суспензии по известным методикам. Результаты, приведенные в таблице, свидетельствуют, что вскрытия фосфата не произошло, т.к. содержание ли- моннораствбримого Р20б в твердой фазе не увеличилось.

П р и м е р 2. Суспензию того же состава, как в примере 1, помещали в камеру с двумя электродами и подвергали электроимпульс ной обработке с амплитудой 10 кВ длительностью с в течение 5 с, после чего выгружали суспензию и анализировали её на содержание лимоннорастворимого P20s, вязкость и устойчивость. Получали продукт с содержанием 5,4% Р20бусв. в твердой фазе, что свидетельствует о 54% степени вскрытия фосфата.

При мерыЗ и 4. Проводили по примеру 2, но с тем отличием, что время обработки высоковольтными разрядами увеличивали соответственно до 10 и 15с. При этом достигали более полного (60%) вскрытия фосфата до Р20з усваиваемого.

Приме р-5. Проводили по примеру 2, но с тем отличием, что содержание твердого в-суспензии увеличивали до 55%. Достигали 56% вскрытия фосфата.

Пример6и7. Проводили по примеру 5, но с тем отличием, что время обработки увеличивали до 10 и 15 с соответственно. При этом достигали 60 и 62% вскрытия фосфата.

П р и м е р 8. Проводили по примеру 2, но с тем отличием, что содержание твердого в суспензии увеличивали до 60%. Достигали 58% вскрытия фосфата.

П р и м е р 9 и 10. Проводили по примеру

8, но с тем отличием, что время обработки

с/спензии увеличивается соответственно

до 10 и 15 с. При этом достигали 59 и 60%

вскрытия фосфата.

П р и м е р 11 и 12. Проводили по примеру 9, но с тем отличием, что содержание твердого в суспензии изменяли соответственно до 65 и 45%, При этом достигали 58 и 60% вскрытия, но вязкость в суспензии в примере 11 превышала 300 мПа-с, а в примере 12 снизилось содержание общего P20s в суспензии до 4,5%.

П р и-м е р 13. Проводили по примеру 7,

но с тем отличием, что амплитуду электроимпульсного разряда уменьшали до 8 кВ. При этом не достигалось высокого вскрытия фосфата (40%).

П р и м ер 14. Проводили по примеру 13, 0 но с тем отличием, что время обработки суспензии увеличивали до 30 с. При этом достигали 50% вскрытия фосфата.

П р и м е р 15, Проводили по примеру 5, но с тем отличием, что амплитуду разряда 5 увеличивали до 15 кВ. При этом достигалось высокое вскрытие фосфата (62%).

П р и м е р 16. Проводили по примеру 15, но с тем отличием, что время обработки суспензии увеличивали до 10 с и достигали 62% 0 вскрытия фосфата.

Пример 7. Фосфоритовую муку Егорьевского месторождения дисперсностью 0,16 мм с содержанием 21,4% общего P20s, СаО 33,5%, Si02 17,0%, Ре20з7,0%, 5 ,2%, F2,0% обрабатывали по примеру 6 и не достигали высокого вскрытия фосфата.

П ример 18. Проводили по.примеру 17, но с тем отличием, что время обработки уве- 0 личивали до 15 с и достигали 60% вскрытия фосфата.

П р и м е р 19. Проводили по примеру 17, .но с тем отличием, что амплитуду импульсного разряда увеличивали до 15 кВ. При 5 этом достигали 62% вскрытия фосфата.

П р и м е р 20. Ковдорский апатитовый концентрат с высоким содержанием общего Р20з (39,4%) усваиваемого P20s 2%, СаО 52,0%, 1%, Ре20з 0,3%, F 2,5%, дисперсностью 0,1 мм с содержанием в суспензии 55% твердой фазы обрабатывали по примеру 6 и не достигали высокого вскрытия апатита (42%).

П р и м е р 21, Проводили по примеру 20, но с тем отличием, что амплитуду импульсного разряда повышали до 15 кВ, при этом достигали 50% вскрытия фосфата.

П р и м е р 22 и 23. Проводили по примеру 21, но с тем отличием, что время обра- ботки увеличивали до 20 и 30 с соответственно. В последних примерах достигали 60% вскрытия фосфата.

Как видно из таблицы, наиболее полное вскрытие фосфатного вещества при содержании Р205общ. 10% осуществляется наложением высоковольтных импульсных . разрядов с амплитудой 10 кВ в течение 10 с (примеры 3, 6 и 9).

При содержании Р20бобщ. 20% максимальное вскрытие осуществляется при амплитуде импульса 10 кВ в течение 15 с (пример 18) или при амплитуде импульса 15 кВ в течение 10 с (пример 19). При содержании Р205общ. 40% максимальное вскрытие осуществляется при амплитуде импульса 15 кВ в течение 20 с (пример 22). На примере 23 показано, что увеличение времени обработки до 30 с не приводит к увеличению Р20бусв. С дальнейшим увеличением времени обработки (более 30 с) степень вскрытия фосфата увеличивается незначительно, энергозатраты растут быстрее, что экономически не выгодно. Оптимальное содержание твердого в жидком при получении- суспендированногоудобрения выбрано 50- 60%. Уменьшение содержания твердого до 45% нецелесообразно, т.к. приводит к уменьшению содержания P20s в суспензии (пример 12). Увеличение содержания твердого выше 60% нецелесообразно, т.к. увеличивается вязкость суспензии, что затрудняет ее механическое внесение (пример 11).

В таблице приведены также данные по механическому вскрытию фосфата способом-прототипом, из которых следует, что время 50% вскрытия фосфата составляет 30-40 мин (1800-2400 с), что в 80-200 раз больше, чем по предлагаемому способу.

Энергозатраты, которые определяются мощностью установки и временем обработки, для вибрационных лабораторных мельниц мощностью 1 кВт составляют 5 кВт ч/кг руды, а для электроимпульсной установки при амплитуде 10-15 кВ, энергозатраты со- ставляют 1,7-3,3 кВт ч/кг, что в 1.5-3 раза ниже.

Таким образом, использование в известном способе получения фосфорных удобрений такого отличительного признака как

обработка суспензии высоковольтными электрическими импульсами с амплитудой 10-15 кВ, позволяет сократить время вскрытия фосфата с 30-40 мин (1800-2400 с) до 10-20 с, снизить энергозатраты в 1,5-3 раза

и удешевить процесс получения удобрения за счет этого в 2-4 раза, при одновременном повышении производительности труда.

Предлагаемый способ получения сус- пендированных удобрений взамен сухой

муки высокой дисперсности (50 мкм), позволяет значительно снизить потери при транспортировке, хранении и внесении удобрений, улучшить и обезопасить условия труда работающих, т.к. фосфоритовая мука

высокой дисперсности относится к вредным веществам.

Другим преимуществом предлагаемого способа полунения фосфорных удобрений является возможность использования в качестве эффективных удобрений бедного и труднообогатимого фосфатного сырьяч не пригодного для получения концентрированных товарных удобрений. Предлагаемый способ получения фосфорных удобрений

может быть реализован непосредственно на месторождении или в хозяйствах, использующих фосфоритовую муку или местное фосфатное сырье.

Формула изобретения

Способ получения фосфорных удобрений из необогащенных фосфорных руд с высоким содержанием примесей путем вскрытия фосфатного сырья, отл ича ю щии с я тем, что, с целью повышения степени вскрытия фосфатов, снижения энергозатрат и пылеобразования, вскрытие фосфатного сырья осуществляют в водной суспензии при содержании твердого-50-60% наложением высоковольтных импульсных разрядов с амплитудой напряжения 10-15 кВ в течение 10-20 с.

Основные показатели процесса электрогидравлического вскрытия фосфатного сырья

Применение: в области получения фосфорного суспендированного удобрения высокой агрохимической эффективности из бедного и труднообогатимого фосфатного сырья, что позволяет расширить сырьевую базу минеральных удобрений. Сущность изобретения: способ получения фосфорного удобрения осуществляют путем обработки водной суспензии с содержанием 50-60% фосфоритовой руды или муки в высоковольтном импульсном разряде с амплитудой напряжения 10-15 кВ в течение 10-20 с. 1 табл.