Способ получения фосфорного удобрения длительного действия Советский патент 1981 года по МПК C05B11/04 

1

Изобретение относится к технологии минеральных удобрений, а именно к получению активированного фосфорита, который является эффективным фосфорным удобрением длительного действия.

Известен способ получения фосфорного удобрения длительного действия, заключающийся в том, что фосфорит, прошедший дробление, флотавию, сгущение и фильтрацию, сушат, обрабатывают фосфорной кислотой при соотношении PQ.OJ кислоты к Pfj О -фосфорита 0,25-2, полученную активированную массу гранулируют и вновь сушат. Концентрация фосфорной кислоты составляет 34-52% PiiOj Ш .:

Этот способ имеет следующие недостатки : низкое содержание усвояемого фосфора в удобрении (при соотношении РП Oj- кислоты к PIJ ОJ фосфорита 0,5 удобрение содержит лишь 16,6% Р-Ое-в цитратнорастворимой форме), что снижает усвояемость удобрений в начале вегетационного периода; процесс активации осуществляется в густой вязкой массе при плохом перемешивании фосфорита с кислотой, что приводит к неравномерной активации фосфорита и снижает его усвояемость растением в середине и в конце вегетационного периода ; .малая прочность (Ю 15 кг/см) гранул вследствие протекания процесса кристаллизации до стадии гранулирования.

10

Наиболее близок к предлагаемому способ получения фосфорного удобрения длительного действия, в котором после размола .фосфатного сырья, его анионной флотации, сгущения фосфоритной суспензии, фильтрации фосфоритный концентрат, содержащий 17-2О% воды, обрабатывают фосфорной кислотой при Т:Ж 1;О, 7 - 1,25, при ее концент20рации в жидкой фазе пульпы 20-26% Р,О..и температуре 18-ЗОс с последующим гранулированием и сушкой проГ2 .,

дукта 3 Недостатком этого способа являются недостаточно высокое содержание усвояемого фосфора ( 16,5 , 22,5%) и большой расход фосфорной кислоты (на 1 т PQ, О фосфоритного концентрата расходуется 0, т Рп Or фосфорной кислоты). Цель изобретения - увеличение содержания усвояемого PQ в удобрении и уменьшение расхода фосфорной кислоты. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения удо рений длительного действия, включающем размол, фосфатного сырья, его анио ную флоташпо, сгушение суспензии, обработку фосфорной кислотой фосфоритно концентрата, грануляцию и сушку готового продукта, сгущенную суспензию предварительно обрабатывают серной кислотой при ЗО-8О°С, Т: Ж 1 :2 при рН 2,5-4, образовавшийся гипс отделяют флотацией катионоактивными собирателями типа высокомолекулярных первичных и третичных аминов с длиной цепи С ,g при рН 7-8, а обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой ведут при Т:Ж 1:0 1 И концентрации фосфорной кислоты в жидкой фазе 5,9 - 14,5% PlO5. Количество усвояемой формы в готовом продукте увеличивается до 24-28% за счет предварительной часшчной активации фосфорита серной киб лотой, удаления.балластного гипса катионной флотацией собирателями типа высокомолекулярных первичных и третичных аминов с длиной цепи и последующей доактивации фосфорной кислотой, а расход дорогостоящей фосфорной кислоты уменьшается с(О,5-1 до 0,2 5 т фосфорной кислоты на 1 т фосфоритного концентрата).

Т а

лица Исследованиями, проведенными в лабораторных условиях, показано, что при проведении процесса обработки сгущенной суспензии серной кислотой при рН 2,54 происходит одновременное разложение карбонатов и фосфатов по реакции 3 ,+ 7Са5Р(РО4)з+ /7, + 2OHjS 04 18 QaНРО4 + ЗМ 5НРО4 + 4-2 ОСа S О + 6 COrj ч- 7 HP с образованием усвояемых форм РпОе. Процесс протекает при ЗО-80°С, Т:Ж 1:2 - 3 при рН 2,5-4 в течение 30-40 мин. Разрушение карбонатов и образование кристаллов гипса позволяет селективно провестипроцесс вторичной (катионной)ота1:щи с отделением гипса и нерастворимого-.остатка. Процесс протекает при рН 7-8 с применением к тионоактивных собирателей типа высокомолекулярных первичных и третичных аьшнов с длиной цепи . При этом получается концентрат, содержащий 30-35% 14-18% P/jOj (в пересчете на сухой продукт). После отделения жидкой фазы в гидрошжлоне концентрат направляется на домол, куда подается 60-80 кг Рг2.О5 фосфорной кислоты на 1 т концентрата (0,18 - 0,25 т кислоты на 1 т PiiOj фосфоритного конлгёнтрата), содержание POLOSв жидкой фазе пульпы составляет 5,0 - 14,5%. При нагреве (сушке) протекает реак.ция с образованием водорастворимой формы РцОу (Р04)г + 7НзР04 (2J 5Са() + HFСостав готового продукта, %: Рй05о5и(35-40| .,са24-28Г Ра05ВОА« -12. В табл. 1 приводится сопоставительтный анализ предлагаемого и известного способов.

3.Сгущение фосфоритной суспензии4.Обработка серной кислотой: Температура, С

рН

Имеется

30-80 2,5-4

Время, мин Т:Ж

Концентрация серной кислоты, масс. % Количество серной кислоты, т/на т концентрат

Катионная флотация: рН

Время, мин Выход в концентрат, %

Состав фосфоритного концентрата:

а°5с5«

,

Обработка фосфоритного i концентрата фосфорной клотой на стадии домола,

Т:Ж

Концентрация фосфорной кислоты в жидкой фазе пульпы, % P(jp5

Показатели процесса: Количество фосфорной кислоты (т P(jp 5 на 1 т фосфоритного концентрата)

Из табл. 1 видно, что предлагаемы способ позволяет получать продукт, содержащий 24-28% f сокращении затрат фосфорной кислоты в 34 раза.

Пример. 100 кг фосфатного сырья с содержанием размалывают последовательно в молотковых дробилках и затем в шаровых мелницах. Размолотый материал подвергают анионной флотации с применением талового масла и керосина в,качёстеё флотореагентов. После этого флотокон- центра т в виде суспензии направляют в гидроциклон, где суспензия сгущается до содержания твердой фазы 65%. Количество концентрата в пересчете на сухой продукт 25 кг при содержании 20%. Сгущенная суспензия в количестве 41,6 кгнаправляется в

j Продолжение габл. 1

ЗО-40 1:2 - 3

3-1О 0,15-О,23

7-а 5

93-95

30-35 14-18

1;О,7 - 1,25

1:0,5-1

5,9-14,5

2О-26

О,18-О,25

0,5-1

реактор для обработки серной кнслотоб, подаваемой вместе с оборотной водой. Обработеа ведется при , Т:Ж «. в 1:3, в течение ЗО мин при рН 2,5. Количество серной кислоты 3,75 кг миг,

концентрахщя серной кислоты в жиакой фазе пульпы 5%. Затем суспензия в количестве 105 кг поступает в гидроциклон (или классификатор), где сгущается до содержания твердого 65%, а жидкая фаза возвращается в реактор для обработки серной кислотой в качестве оборотной. Сгущенная пульпа в количестее 46,5 кг направляется на катионную флотацию, где отделяется гипс. Процесс протекает при рН 7, Т: Ж 1:2 и использовании в качестве флотореагента АНП (смесь высокомолекулярных первич ных и третичных аминов с длиной цепи ). При этом образуется фосфоритный концентрат, содержащий 30% , т 14% , в количестве 20 кг (в пересчете на сухое вещество) После сгущения в гидроциклоне до содержания; твердого 65% продукт постутйает на домол,,куда подается 1,26 РП О г фосфорнойГкислоты (в виде 28%экстракционной кислоты), что составляе 0,18 т на 1 т РО О -фосфоритног концентрата. Смешение протекает при Т: Ж 1:1 Концентрация РпОе в жид кой фазе 5,9%. Полученную фосфатную пульпу подают в аппарэат БГС на сушку и грануляцию или, пропустив через шне гранулятор,. в сушильный барабан. Образуется 21,3 кг гранулированного активированного фосфорита следующего состава, %: Рг О5-35 ,,. П р и -м е р 2. 100 кг сырья сост ва, указанного выше, проходит стадию подготовки, как указано, в примере 1. Количество анионного концентрата в пе ресчете на сухой продукт составляет 25 кг при содержании в нем 27% PoO Сгущенная суспензия в количестве 41,6 направляется в реактор для обработки серной кислотой. Обработка ведется при , Т : Ж 1 : 2,5 в течение 35 при рН 3,2, Количество серной кислоты составляет 4,7R кг мнг, концентрация серной кислоты в жидкой фазе 6,3% После сгущения суспензия направляется на катионную флотацию для отделения гипса. Процесс протекает при рН 7,5, Т:Ж 1:2, в качестве катионоактивч него собирателя используют смесь высокомолекулярных первичных и третичных аминов с длиной цепи ,|д. При этом образуется фосфоритный коншнтрат, содержащий 32% Р оОу gg, и 16% количестве 20 кг. После сгущения продукт поступает на домол, куда подается 1,44 кг 5 фосфорной кислоты, что составляет О,215 1 т фосфоритного концентрата. Смешение протекает при Т:Ж 1:О,75, концентрация в жидкой фазе пульпы 8,4%. Образует ся 2 1, 5 кг гранулированного активированного фосфорита следующего состава, %: Р1 5о;Гиц.37. РаО,,26. П р и м е р 3. 100 кг сырья указанного выше состава проходит стадию подготовки, как указано в примере 1. Количество анионного концентрата в пересчете на сухой продукт сортавляет 25 кг при содержании в нем 25%. Сгущенная суспензия в количестве 41,6 кг направляется в реактор для обработки серной кислотой. Обработка ведется при 8р°С, Т:Ж 1:2 в течение 40 мин, рН 4, Количество серной кислоты составляет 5,75 кг мнг, концентрация серной кислоты в жидкой фазе 10%. После сгу щения суспензия направляется на катионную флотацию, где отделяется гипс. Процесс флотации протекает при рН 8, Т:Ж 1:2, в качестве флотореагента используют смесь высокомолекулярных первичных и третичных аминов с длиной цепи . При этом образуется фосфоритньтй концентрат, содержа- щий 35% 18% Pa055itg в количестве 2О кг, после сгущения продукт поступает на домол, куда подается 1,8 кг фосфорной кислоты, что составляет 0,25 т РяО фосфоритного концентрата .Смешение протекает при Т: Ж 1 : 6,5, концентрация в жидкой фазе пульпы составляет 14,5%. При этом образуется 21,7кг гранулированного активированного фосфо,. рита следующего состава, %: 40%, Ра.05асв 28. в табл. 2 приводятся примеры ведения процесса получения активированного фосфорита в заявляемых пределах {при меры 1-3) и при значениях технологических параметров, выходящих за нижний и верхний пределы. Таблица 2 Как видно из табл. 2, ведение процесса при более низких пределах, чем заявляемые, приводит к ухудшению качества продукта 3d счет того, что более низкая чем 30° С температура приводит к замедлению процесса разложения фосфата, снижение рН ниже 2,5 не дает возможности осадить фосфаты в виде цитратнррастворимых соединений, что затрудняет последующею катионную флотацию в связи с пониженным значением рН. Увеличение количества жидкой фазы более 3 (Т:Ж 1:3,5) нецелесообразно в связи с тем, что это приведет к увеличению реакционных объемо Уменьшение Т: Ж при фосфорнокнслотной обработке приводит к избыточному расходу энергии при сушке концентрата Появление более разбавленных по расуворов не позволяет поднять до 24% в связи с относительным умень шением расхода фосфорной кислоты. Ведение процесса при более высоких значениях параметров, чем заявляемые, также приводит к снижению качества удобрения и увеличению энергетических затрат, так как увеличение температуры выше 8О°С приводит к резкому увеличению давления пара над суспензией, увеличение отношения Т: Ж выше 1:2 затрудняет транспортировку пульпы. Уве личение рН более 4 приводит к уменьше нию степени разложения фосфата и, соот ветственно, к снижению PQ.O5iic8 в продукте. Интервал рН 7-8 катионной флотации является оптимальным, так как в этом интервале рН флотореагенты, применяемые в процессе (высокомолекулярные первичные и третичные амины с длиной цепи С ), обладают наибольшей селективностью. Увеличение, равно как и уменьшение рН, приводит к потерям и снижению качества продукта. Увеличение Т:Ж бо610лее 0,7при смещении с форфорно1й кислотой ухудшает условия домола и снижает подвижность пульпы. Увеличение концентрации фосфорной {кислотывыше 14,5% приводит к перерасходу дорогостоящей фосфорной кислоты при одновременном получении продукта с более низкими показателями в связи с ухудшением качества концентрата, пришедшего на домол, и условий .смешения. Формула изобретения Способ получения фосфорного удобрения длительного действия, включакаций размол фосфатного сырья, анионную флотацию, сгущение суспензии, обработку фосфорной кислотой фосфоритного концентрата -; грануляцию и сушку готового продукта, отличающийс я тем, что, с целью увеличения содержания усвояемого в удобрении и уменьшения расхода, фосфорной кислоты, сгущенную суспензию предварительно обрабатывают серной кислотой при температуре ЗО-80°С, Т:Ж 1:2 - 3 до рН 2, 5-4, образовавшийся гипс отделяют флотацией катионоактивным собирателем - смесью высокомолекулярных первичных и третичшых аминов с длиной цепи при рН 7-8, а обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой ведут при Т: Ж 1 : О,5 1 и концентрации фосфорной кислоты в жидкой фазе 5,9-14,5% . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кулюкин А П.,Петербургский А. В., амоснова Н, Е., Вода П. В. Известия ТСХА.1976, № 5, с. 83-93. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке №2752404, кл. С О5 В 11/О2, 11.10.79 (прототип).