Способ получения кормовых и удобрительных фосфатов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сефз СеветскнаСфцналнстнческнкРеспублик 994458(22) Заявлено 06. 01,81 (21) 3230792/23-.26с присоединением заявки Ио(23) ПриоритетОпубликовано 070233. Бюллетень М 5 Я) М. Кд.з С 05 В 13/02 Государствеииый комитет СССР ио яелаи изобретеиий и открытий, 412 (088,8) Дата опубликования описания 07 02.83 А,И.Кравченко, Е,БТретьяк, Н.П.Прохода, И.Г.Костыльков, Б.П.Соболев и В.Н.Носов71) Заявитель 54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ И УДОБРИТЕЛЬНЫХ ФОСФАТОВ Изобретение относится к способуполучения кормовйх и удобрительныхФосфатов, которые могут быть,использованы в сельском хозяйстве как кормсвые добавки животным или как удобрения для всех видов почв.,Известен способ полУчения удобрительных Фосфатов путем плавленияфосфатного сырья с окислами железа,алюминия, кремния и бора в постояннойвосстановительной атмосфере с коэфФициентом избытка воздуха О, 75, пос,ледующего охлаждения расплава и грануляции продукта 1.Недостатком способа является то,что продукт содержит не более 22-.28 РО и выше О, 4. Фтора, что делает его непригодным для использования в качестве кормовой добавки,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ получения кормового и обесфторенногофоофата, влючавщий смешение фосфатного сырья с окислами металлов икислыми Фосфатами кальция, последую-щую грануляцию полученного продуктав поисутствии фосфорной кислоты иобжиг в воздушной атмосфере. По этому способу в качестве кислых фосфатов кальция берут двойной суперфосфат,а в качестве компонента, содержащегоокислы металлов, - жидкое стекло, всостав .которого кроме силнката входятокислы алюминия и железа . Обжигведут при 1380 С с коэффициенте нэ-бытка воздуха 1,05-1, 4. Общая продолжительность процесса 6-8 ч. Полученный продукт содержит 36-37 РО и0,15 фтора 21.Недостаток способа состоит в малой интенсивности процесса. При снижении времени проведения процессарезко падает степень обесфторирования продукта, а также снижается содержание Р 4 О в нем.Цель изобретения - интенсификация процесса при сохранении качества продукта.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получениякормовых и удобрительных Фосфатовпутем смешения .Фосфатного сырья сокислами металлов и кислыми Фосфатами кальция с последующей грануляцией полученного продукта в присутствии Фосфорной кислоты и обжигомв воздушной атмосфере и качествефосфатов кальция используют ретур ,З 0 гоуового продукта, обжиг ведут в994458 кислорода в газовой атмосфере. При отсутствии кислорода в газовой Фазе повышается активность кислорода в твердой фазе окислов, в результате чего возрастает подвижность структурных элементов кристаллической решетки й, как следствие, появление жидкой фазы. Однако длительный обжиг фосфатов в восстановительной атмосФере (коэффициент избытка воздуха 0,8 - 0,95) приводит к накоплению жидкой фазы и образованию козлов" в реакторе. Но жидкая Фаза, ускоряя твердофаэные реакции, замедляет реакции твердое + газ, переводя их в диффузионный режим. Известно, что обесфторирование Фторапатита водяным паром является. типичным случаем реакции твердое + газ. Для того, чтобы поддерживать скорость обесфторирования на заданном уровне, необходимо обеспечивать кристаллизацию жидкой Фазы. ДЛяодновременного обеспечения реакций твердое + твердое и твердое + + газ обжиг необходимо проводить в восстановительной и окислительной атмосфере с различным временем смены цикла. Экспериментальные исследования позволили выявить оптимальное время смены циклов.Результаты экспериментов приведены в табл. 1. В качестве фосфатного сырья для всех опытов взят Ковдорс- кий апатит. т а б л и ц а 1 Время смены восстан.на окислит.обжиг, мин 10 30 35 40,0,5 Время завершения твердофазных реакций, ч 2,5 0,5 0,25 1,0 1,9 2,0 Время завершения обесФторивания, ч 2 к 5 Зу 5 10 2,2 1,8 2,1. Содержание Р 1 05 вготовом продукте,Ъ 26,8 36,2 37,0 36,0 36,8 27,7 завершения процессов обесфторира-" 1 ния и тем самым или увеличивает общее время процесса, или не дает воэможности получить кормовой продукт. Как видно иэ табл. 1, оптималь-, ное время смены цикла равно 1-35 мин. При снижении времени ниже 1 мин увеличивается время завершения твердоФазных реакций; что приводит к снижению содержания РО 6 в продукте, аф повышение времени смены цикла более ,35 мин значительно увеличивает время В табл 2 проиллюстрирована целесообразность введения в смесь ре,тура в количестве 15-8. циклическом режиме с пульсационной подачей воздуха сначала с коэффициентом избытка 0,80-0,95, а затем с коэффициентом избытка 1,05-1,20, цикл повторяется через 1 - 35 мин.Целесообразно ретур вводить в смесь в количестве 1,5-8 В.Сущность способа состоит в следующем.Обжиг Фторапатита в продуктах го. рения топлива, содержащих водяной 10 пар, сопровождается перестройкой структуры Фторапатита в структуру трикальцийфосфата. Этот переход осуществляется через жидкую Фазу, из которой выкристаллизовываются 15 продукты реакции. Процесс кристаллизации новой Фазы лимитируется скоростью образования центров кристаллизации. При.использовании ретура, содержащего новую фазу трикальцийФосфата, снимаются активационные барьеры, необходимые для образования центров кристаллизации, тем самым введение ретура ускоряет образование новой фазы. 25Существенное значение на скорость реакции твердое + твердое при высоких температурах оказывает появление промежуточной жидкой фазы, обеспечивающей идеальный контакт между исходной и конечной Фазой продукта реакции, Появление жидкой Фазы в Фосфатных системах определяется концентрациейТаблица 2 Количество вводимого ребра,5 8 1 юО 1 ф 5 0,08 0,15 0,21 0,21 0,21 Скорость образования новой Фазы, г/см мин Удельный расход топлива, кг у, т/кг сырья,Оа 30 Оа 32 Оа 38Оа 39 Оа.45 Формула изобретения ВНИИПИ Закаэ 545/2 Тираж 872 Подписное Филиал ППП фйатвнтф,г.ужгород,ул.Проектная,4 П р и м е р 1 , 1000 кг Ковдорского апатита, содержащего 365 кг 5Р 40 у и 10 кг Фтора, смешивают с80 кг нефелина, содержащего, кгпвоксид натрия 1 б; оксид алюминия,28оксид кремния 33 и ретур 60, Смесьизмельчают до Фракционного состава 200,5-100 мкм, гранулируют с добавленвам Фосфорной кислоты, взятой ввеличестве 20 кг (43 Р О), н обжигают во вращающейся печи при 1350 С.Обжиг проводят при коэффициенте избытка воздуха 0,8, затем через 1 минкоэффициент избытка воздуха увеличивают до 1,2, далее цикл повторяют. Полумениий йродукт в количестве1140 кг. охлаждают до:20 С, измель- Зпчают и затаривают. Общее время процесса 2, 5 ч, Полученный продукт содержит 36 РО з. Остаточное содержание Фтора в продукте 0,15.П р.и м е р 2 . 1000 кг Ковдорского апатита, содержащего 390 кг Р Оз и 30 кг Фтора, смешивают с 40 кгэгирина, содержащего, кг: оксид натрия 9 оксид железа 9;,; оксид кремния 22 и ретур 70. Смесь измельчают до фракционного состава 0,5-100 мкм, гранулируют с добавлением фосфорной кислоты, взятой в количестве 20 кг ( 43 РО ), и обжигают во вращакщейся печи при 1320 С. Обжиг проводятпри коэффициенте избытка воздуха 0,9,. затем при 30 мин коэффициент избытка воздуха увели:ивают до 1,1, цикл повторяют с интервалом 30 мин., Полученный продукт в количестве 1005 кг охлаждают до 20 С, измель- .Я чают и затаривают,.Общее время процесса 3 ч. Полученный продукт содер-, жит 37 РО. Остаточное содержание Фтора в продукте 0,1.П р и м в р 3 . 1000 кг фосфорита 55 Каратау,. содержащего 280 кг РО и 27 кг Фтора, смешивают с 45 кг ретура и 150 кг хвостов обогащения, содержащих 45 кг окснца магния, Смесь измельчают до Фракционного состава Щ О, 5-100 мкм, гранулируют с добавленивм фосфорной кислоты, взятой в колааеатве 2 О аг 143 РаОа), н плавят в электрической печи. Ванну плава барботируют топочными газ ми, полученными при погружном сжигании углеводородного топлива с коэффициентсм избытка воздуха 0,95 в течение 10 мнн, затем с коэффициентом иэ бытка воздуха 1,05. Цикл повторяют через 20 мин. Полученный продукт в количестве 1040 кг закаливают в воде и измельчают. Общее время процесса 2,8 ч. Продукт содержит 40 Р О. Остаточное содержание Фтора в продукте 0,12.Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет сократить время процесса с 6-8 ч до 2,5-3,5 ч и получить продукт с содержанием РО 36-40 н Фтора не более О, 1-0,15. 1. Способ получения кормовых иудобрительных фосфатов путем смешенияфосфатного сырья с окислами металлови кислыми Фосфатамн кальция с последующей грануляцией полученного продукта в присутствии Фосфорной кислоты и обжигом в воздушной атмосфере,о т л и ч а ю щ н й.с я, тем, что,с целью интенсификации процесса присохранении качества продукта, в качестве Фосфатов кальция используютретур, обжиг ведут в циклическом режиме с пульсационной подачей воздухасначала с коэффициентом избытка0,80-0,95, а затем с коэФфициентомизбытка 1, 05-1, 20, цикл повторяется через 1-35 мин.2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ретур вводятв количестве 1, 5-.8.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ 9 862755,кл. С 05 В 7/00, 19542. Патент ГДР Р 73957,кл. 53 6 4/0.4,1970 (прототип ).