Способ получения фосфорного удобрения длительного действия Советский патент 1982 года по МПК C05B11/02 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОГО УДОБРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

1

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

Известен способ получения фосфорного удоб рения длительного действия, в котором после размола фосфатного сырья, его флотации, сгущения фосфоритной суспензии, фильтрации, фосфоритный концентрат, содержащий 17-20% ,Q воды, обрабатьшают фосфорной кислотой, при ,7-1,25 при ее концентрации в жидкой фазе пульпы 20-26% Pj Os и 18-30° с последующей грануляцией и сушкой продукта. Содержание р205.п в продукте составляет 16,5- 22,5, Р. 9-12% 1.

Однако способ характеризуется недостаточно высоким содержанием усвояемой и водорастворимой фо{)м PaOj в готовом продукте.

Наиболее близким к предлагаемому явля- 20 ется способ получения фосфорного удобрения длительного действия, в котором после размола фосфатного сырья, анионной флотации, сгу,щенную фосфоритную суспензию об1 абатьгеают

серной кислотой при 30-80°С, Т:Ж 1:2-3 до рН 2,5-4,0, образовавшийся гипс отделяют флотацией катионоактивными собирателями типа высокомолекулярных первичных и третичных аминов с длиной цепи Сц-Ci при рН 7-8, полученный фосфоритный концентрат обрабатывают фосфорной кислотой при Т:Ж-Ч:2,5-1,Опри концентрации фосфорной кислоты в жидкой фазе пульпы 5,9-14,5% 2.

Однако способ характеризуется недостаточно высоким содержанием PjOsBOAw готовом продукте, составляющим лишь 9 - 12%, т. е. в водорастворимой форме содержится 30-35% от общего содержания PjOj в продукте.

Однако для полноценного питания большинства сельскохозяйственных культур нечерноземной зоны в начале вегетационного периода необходшиьп л является наличие в удобрении количества Ра О s род н составляющего не менее 50% от общего его количества, Остальное количество PjOs должно находиться в медлен3 9 ноусвояемой форме и потребляться растениями в середине и конце вегетационного периода. Цель изобретения - улучшение качества готового продукта за счет повышения содержания в нем PjOsBQA . Поставленная цель достигается согласно способу получения фосфорного удобрения длительного действия, включающему размол фосфатного сырья, анионную флотацию, сгущение суспензии , ее обработку серной кислотой, отделение гипса флотацией катионоактивными собирателями, обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой, грануляцию и сушку готового продукта, на обработку серной кислотой подают вначале 50-30% суспензии и обработку ведут до рН 2,8-2,4, затем вводят остальную суспензию и обработку ведут до рН 4,1-4,5, в последующую обработку фос форитного концентрата фосфорной кислотой ведут при концентрации фосфорной кислоты в жидкой фазе пульпы 17,5-37% PjOs на обработку серной кислотой подают вначале 50- 80% суспензии и обработку ведут до рН 1,8- 2,4, затем вводят остальную суспензию и обра ботку ведут до рН 4,1-4,5, а последующую обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой ведут при концентрации фосфор ной кислоты в жидкой фазе пульпы 17,5-37% Указанные отличия позволяют .повысить качество готового продукта за счет увеличения содержания в нем ДО 18,5-20%, т. е. до 50% от общего количества FjOs в продукте. При 2-х стадийной подаче суспензии фосфорита на обработку одинаковым, по сравнениш с известным способом, количеством серной кислоты создается возможность улучшения качества фосфоритного концентрата за счет повышения содержания в нем с 14-18 до 16-20%. Дальнейшая обработка такого концентрата улучшенного качества фосфорной кислотой при повьпиенной, по сравнеШШ) с известным способом, концентрации PjOj в жидкой фазе пульпы (17,5-37% Ра Од) позволяет вести процесс разложения фосфорит ного концентрата более интенсивно и в резуль тате получить продукт с содержанием в нем PjOs 18,5-20%, по сравнению с содержанием P2OsgQ.. 9-12% в известном способе. На первой стадии суспензию фосфорита обрабатывают серной кислотой до рН 1,8-2,4. При таких концентрационных условиях создает ся возможность селективного разложения фосфата по реакции 2Са5РСР04). 3CaCHc2.P04)2.t6CaSQj+CaF,i С). практически без разложения карбонатов. При обработке части (50-80% от общего количества) суспензии фосфорита одинаковым с известным способом количеством серной кислоты в связи с увеличением нормы серной кислоты на данной стадии возрастает степень разложения фосфата и, соответственно, возрастает содержание гипса в осадке (по сравнению с прототипом). Процесс протекает при 30-80°С, Т:Ж-1:2-3 в течение 1520 мин. Степень извлечения РзО; в раствор составляет 30-35%, при расходе H2SO4 150230 кг на 1 т концентрата. Затем образовавшуюся пульпу перемешивают с остальной частью суспензии в течение 15-20 мин при тех же температурах до рН 4,1-4,5. При зтом происходит реакция с образованием повышенного количества, по сравнению с известным способом, усвояемой формы P29i aCagP(.- Mq-CО СсаСО 5Са() 5CaHP04 + МоНРОд CQ ICO OM P (г) процесс катионной флотации протекает в аналогичных известному способу условиях за счет извлечения большего количества гипса, содержание в полученном концентрате возрастает до 32-35% PjOj и 16-20% PjOs cgПосле отделения жидкой фазы в гидроциклоне концентрат направляется на домол, куда подается фосфорная кислота до содержания p20s в жидкой фазе пульпы 17,5-37%. При этом протекают реакции с образованием водорастворимой формы фосфора Са5Р(Р04 з СаНрб4+8НзР04---5Ca(HaP04),(г) т.е. увеличение содержания PjOs в фосфоритном концентрате позволяет получить конечный продукт с повышенным содержанием РгОзцрдц . Состав готового продукта,%: P.Oso 37-40, P.O. ,. 24-28, P.Os Пример 1. 100 кг фосфатного сырья с содержанием 6,7% размалывают последовательно в молотковых дробилках и затем в шаровых мельницах. Размолотый материал подвергают анионной флотации с применением таллового масла и керосина в качестве флотореагентов. После этого флотоконцентрат в виде суспензии направляется в гищ)оциклон, где суспензия сгущается до содержания твердой фазы 65%. Количество суспензии в пересчете на сухой продукт 25 кг при содержании 25%. Сгущенная сушензия в количестве 41,6 кг направляется в пульподелитель, откуда 80% от общего количества суспензии (33,2 кг) обрабатьтают в 1-ом реакторе серной кислотой,/ подаваемой вместе с оборотной водой, до рН 2,4 при 30°С, времени обработки 10 мин, Т:Ж-1:3. Количество серной кислоты 3,75 кг миг, концентрация серной кислоты в жидкой фазе пульп 6,7%. Затем образовавшуюся пульп перемешивают во 2-ом реакторе с остальными 20% суспензии (8,4 кг) до рН 4,1 при 30°С, времени обработки 15 мин. Т;Ж-1:3, концент рация серной кислоты 5,0%. Затем суспензия в количестве 104,5 кг поступает в гидроциклон (или классификатор) где сгущается до содержания твердого 65%, а жидкая фаза возвращается в реакторы. Сгущенная пульпа в количестве 43,75 кг направляется на катионную флотацию. Процесс проте кает при рН 7, Т:Ж-1:2 при использовании флотационного агента АНП-катионактивного собирателя типа высших первичных и третичных аминов с длиной цепи Сц-Cjs. При этом образуется фосфоритный концентрат, содержащий, %: 32. и 16 в количестве 18,0 кг (сухого вещества). После сгущения в гидроциклоне до содержания твердого 65% продукт поступает на домол, куда подается 3,15 кг Р2О5 фосфорной кислоты (в виде 28%-ной экстракционной фосфорной кислоты). Смещение протекает при Т:Ж-1:1. Концентрация PaOj в жидкой фазе 17,5%. Полученную фосфатную пульпу подают в аппарат Б ГС на сушку и грануляцию или пропустив через шнек-гранулятор в сушильный барабан. Образуется 21,5 кг гранулированного активированного фосфорита, содерР.0.37,Р,, жащего, 18,5. Пример 2. 100 кг сырья состава, аналогичного примеру 1, проходит стадии подготовки, как указано в примере 1. Количество анионного концентрата в пересчете на сухой продукт составляет 25 кг при содержании в нем PzOsQBu 27%. Сгущенная суспензия в количестве 41,6 кг направляется в пульподелитель, откуда 65% от общего количества суспензии (27 кг) обрабатывают в 1-ом реакторе серной кислотой до рН 2,1 при 60°С, Т:Ж-1:2,5, в течение 13 мин. Количество серной кислоты 4,75 кг мнг, концентрация серной кислоты в жидкой фазе 11,7%. Затем образовавшуюся пульпу перемешивают во 2-ом реакторе с остальными 35% суспензии 9 6 (14,6 кг) до рН 4,3 при 60°С в течение 18 мин, ,5.,6. Затем суспензия в количестве 104,5 кг направляется на сгущение до 65% твердого и на катионную флотацию. Процесс протекает при рН 7,5, . При этом образуется фосфоритный концентрат, содержащий,%: гOsoк ц 33, и PjOs. 18, в количестве 18,5 кг. После сгущения продукт поступает на домол, куда подается 3,3 кг PjOs фосфорной кислоты. Смещение протекает при Т:Ж 1:0,75, концентрация PjOj в жидкой фазе пульпы 23,8%. Образуется 22,3 кг гранулированного активированного фосфорита, содержаще го, %: Р2О5 38,5, PjOs .26, 19,25. П р и MJE р 3. 100 кг сырья состава, аналогичного в примере 1, проходит стадию подготовки, йак указано в примере 1. Количество анионного концентрата в пересчете на сухой продукт составляет 25 кг при содержании в нем Р2О5 28%. Сгущенная пульпа в количестве 41,6 кг направляется в пульподелитель, откуда 50% от общего количества суспензии (20,8 кг) обрабаташают в первом реакторе, серной кислотой до рН 1,8 при 80°С, Т:Ж-1:2, в течение 15 мин. Количество серной кислоты 5,75 кг мнг, коицентращ1Я ее в яшдкой фазе 23%. Затем образовавшуюся пульпу перемешивают с остальными 50% суспензии (20,8 кг) до рН 4,5 при 80°С в течение 20 мин, Т:Ж-1:2, Hi604 После сгущения до 65% твердф-о cycnehзия в количестве 44 кг направляется на катионную флотацию. Процесс протекает прн рН 8, . При этом образуется фосфоритный концентрат, содержащий, %: , 35, и количестве 19,0 кг. аосле сгушения продукт поступает на домол, куда подается 3,5 кг PjOj фосфорной кислоты. Смещение протекает при Т:Ж.1:0,5, концентрация в жидкой фазе пульпы 37%. Образуется 23,0 кг гранулированного, активированного фосфорита, содержащего,%: PjOj 40, PjOsvfce 28, P.OS води 20. В таблице приводятся примеры ведения процесса получения активированного фосфорита в предлагаемых пределах (пример 1-3) и при значениях технологических параметров, выходящих за нижний и верхний пределы. Как видно из таблицы, уменьшение коли- степени

чества суспензии, подаваемой на 1 стадию, ниже 50% (пример 4), уменьшение величины рН на обеих стадиях (примеры б и 8) приводит к иэтхюнению соотношения скоростей растворения к бонатсш и фосфатов и к увеличению степени, разложения Pj Os, что не дает возможности осадить все количество PjOs, в виде щпратяорастворимых соединений. При этом возрастшот потери фосфора, так как часть P20s остается в растворе в водорастворимой форме, а содержание PjO; в продукте во всех формах снижается. Использование более разбавленных фосфорнокислотных растворов (содержание PjOj в жидкой фазе пульпы ниже 17,5%, пример 10) в связи со снижением

поднять содержание РаОзаодм ° 18,5%.

Увеличение количества подаваемой на 1 стадию суспензии концентрата выше 80% {пример 5), увеличение рН на обеих стадиях (примеры 7 и 9) приводит к уменьшению степени разложешя PjOs и к снижению содержания Pj и Р продукте. Увеличение концентрации фосфорной кислоты (пример 1) не сказывается на качестве удобрений, однако приводит к перерасходу дорогостоящей кислоты.

Экономический эффект за счет выпуска предлагаемого более высококачественного продукта составит 4.18 млн. руб/rozv разложения фосфорита не позволяет Формула изобретения Способ получения фосфорного удобрения длительного действия, включающий размол фосфатного сьфья, анионную флотацию, сгущение суспензии, ее обработку серной кислотой, отделение гипса флотацией катионоактивными собирателями, обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой, грануляцию и сушку готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повыщеиия качества готового продукта за счет увеличения содержания в нем водорастворимого PjO;, на обработку серной кислотой подают вначале 50-80% суспензии и обработку ведут до рН 1,8-2,4, затем вводят остальную суспензию и обработку ведут до рН 4,1-4,5, а последующую обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой ведут при концентрации фосфорной кислоты в жидкой фазе пульпы 17,5-37% PjOj. Источники ииформации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 798082, кл. С 05 В 11/02, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР N 893976, кл. С 05 В 11/02, 1980 (прототип).