Способ получения фосфорных удобрений

(51)5 С 05 В 17 1/О ОПИСАН ОБРЕТЕНИ ательский зных искоабанов, Г,С,еральных со СССРубл, 1978. ОСФОРНЫХ Изобретение относится к, технологии получения фосфорных удобрений из природных фосфатов, позволяет увеличить агрохимическую эффективность фосфоритов за счет увеличения в них доли усваиваемого Р 2 ОВ и может быть использовано при переработке некондиционных, бедных и труднообогатимых фосфатных руд,Целью изобретения является ускорение процесса вскрытия фосфатного сырья, снижение энергозатрат и исключение пылеобразования 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,яют следующим обосфоритовую руду стандартного помот в камеру объемом ктродами типа "остГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Всесоюзный научно-исслединститутгеологии нерудных попаем ых(57) 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 50-600 ь фосфоритовой руды или муки в высоковольтном импульсном разряде с амплитудой напряжения 10 - 15 кВ в течение 10-20 с. 1 табл. В известных способах высоковольтные импульсные разряды с амплитудой 10 - 15 кВ не используются для вскытия фосфатного сырья и получения суспендированных удобрений,Использование в предлагаемом способе 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 Р 205 при сокращении времени, снижении энергозатрат и получении суспендированного удобрения, что исключает пылеобразование в процессе получения и применения. Процесс осуществразом.Необогащеннуюили фосфоритовую мула (-0,16 мм) помеща100 - 200 мл с двумя элрие-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 исполь-.зуется универсальный генератор с электронным управлением УГЭ, в режиме высоковольтной конденсированной искры длительностью единичных электрических импульсов 10 с, выпускаемый серийно промышленностью по ТУ 3281 - 76, В промышленных условиях процесс может быть реализован в установках типа ПЭГД,Готовая суспензия анализируется на содержание усваивэемых форм Рг 05 (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 (мПа с). Основные результаты приведены в таблице 1.П р и м е р 1, Фосфоритовую руду Богдановского месторождения дисперсностью 0,16 мм, состава: Рг 05 м,ц. 10%, Рг 05 у, 2% (20% относ,), )Ог 60,7%, СаО 12,7%, МЦО 0,6%, КгО 1,7%, ЕегОз 3,4%, АгОз 4,1%, Е 0,9%, смешивали с водой до получения суспензии с содержанием твердого 50% и анализировали на содержание усваиваемого Рг 05 и устойчивость суспензии по известным методикам. Результаты, приведенные в таблице, свидетельствуют, что вскрытия фосфата не произошло, т,к. содержание лимоннорастворимого Рг 05 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 электроимпульсной обработке с амплитудой 10 кВ длительностью 10 с в течение 5 с, после чего выгружали суспензию и анализировали ее на содержание лимоннорастворимого Рг 05, вязкость и устойчивость, Получали продукт с содержанием 5,4% Рг 05 усв. в твердой фазе, что свидетельствует о 54% степени вскрытия фосфата.П ри меры 3 и 4, Проводили по примеру2, но с тем отличием, что время обработки высоковольтными разрядами увеличивали соответственно до 10 и 15 с. При этом достигали более полного (60%) вскрытия фосфата до Рг 05 усваиваемого. П р и м е р 5. Проводили по примеру 2, но с тем отличием, что содержание твердого в.суспензии увеличивали до 55%, Достигали 56% вскрытия фосфата. П р и м е р 6 и 7. Проводили по примеру5, но с тем отличием, что время обработкиувеличивали до 10 и 15 с соответственно,5 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 твердогов суспензии увеличивали до 60%, Достигали10 58% вскрытия фосфата.П р и м е р 9 и 10. Проводили по примеру8, но с тем отличием, что время обработкисуспензии увеличивается соответственнодо 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 содержаниетвердого в суспензии изменяли соответственно до 65 и 45%, При этом достигали 58 и20 60% вскрытия, но вязкость в суспензии впримере 11 превышала 300 мПа с, а в примере 12 снизилось содержание общего Рг 05. 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 вскрытияфосфата (40%).П р и м е р 14, Проводили по примеру 13,30 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 разряда35 увеличивали до 15 кВ, При этом достигалосьвысокое вскрытие фосфэта (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%40 вскрытия фосфата, .П р и м е р 17. Фосфоритовую мукуЕгорьевского месторождения дисперсностью0,16 мм с содержанием 21,4% общего Рг 05, СаО 33,5%, Я Ог 17,0%, ЕегОз 7,0%,45 А 1 гОз 3,2%, Е 2,0% обрабатывали по примеру 6 и не достигали высокого вскрытия фосфата,П р и м е р 18; Проводили по.примеру 17,но с тем отличием, что время обработки уве 50личивали до 15 с и достигали 60% вскрытияфосфата.П р и м е р 19, Проводили по примеру 17,но с тем отличием, что амплитуду импульсного разряда увеличивали до 15 кВ. При55этом достигали 62% вскрытия фосфата.П р и м е р 20. Ковдорский апатитовыйконцентрат с высоким содержанием общегоРг 05 (39,4%) усваиваемого Рг 05 2%, СаО52,0%, АгОз 1%, ЕегОз 0,3%, Е 2,5%, дис-.персностью ( 0,1 мм с содержанием в сус 1807046пензии 55% твердой фазы обрабатывали попримеру 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 обработки 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 Р 20 общ 10% осуществляется наложением высоковольтных импульсных , разрядов с амплитудой 10 кВ в течение 10 с (примеры 3, 6 и 9).При содержании Р 20 ьобщ. 20% максимальное вскрытие осуществляется при амплитуде импульса 10 кВ в течение 15 с (пример 18) или при амплитуде импульса 15 к В в течение 10 с (пример 19), При содержании Р 20 общ, 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 Р 20 ьусв. С дальнейшим увеличением времени обработки (более 30 с) степень вскрытия фосфата увеличивается незначительно, энергозатраты растут быстрее, что экономически не выгодно. Оптимальное содеркание твердого в жидком при получении суспендирован ного удобрения выбрано 50 - 60%. Уменьшение содержания твердого до 45 нецелесообразно, т,к, приводит к уменьшению содержания Р 20 ь 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 обработ 10 15 20 муки высокой дисперсности (50 мкм), позволяет значительно снизить потери при 35 40 45 50 25 30 ки, для вибрационных лабораторных мельниц мощностью 1 кВт составляют 5 кВт ч/кг руды, а для электроимпульсной установки при амплитуде 10 - 15 кВ, энергозатраты составляют 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 суспендированных удобрений взамен сухой транспортировке, хранении и внесении удобрений, улучшить и обезопасить условия труда работающих, т.к, фьсфоритовая мука высокой дисперсности относится к вредным веществам.Другим преимуществом предлагаемого способа получения фосфорных удобрений является воэможность использования в качестве эффективных удобрений бедного и труднообогатимого фосфатного сырья, 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, о тл и ч а ю щ ий 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 втечение 10 - 20 с,1807046 Основные показатели процесса злектрогидравлического вскрытия Фосфатного сырья Опыт Параметры процесса Характеристика продукта соде РжаннеР,О, Ойв сырье степеньвскрытия4 отн. соде ржаниетвердогов суспензии время обработкис амплисодер"жаннеРзОь- ЯС,в суспен"зии 4 соде ржа ниеР 05обц, всусп вязкость мПа сстепень тудаимпул.кв расслоения суспензии,180 50 50 50 50 1аВ 1 О 2 10, 5 3 101 О 4 10 15 185 10 110 190 260 10 Прототип 10 10 270 270 290 300 300 350 150 260 10 10 1 О 1 О 10 310 270 320 270 280 280 260 270 280 295 50 62 62 10 10 31 22 30 28 г 8 26 26 24 1 О 21,4 21,4 21,4 39,4 39,4 394 39,4 50 60 62 42 9,1 59 60 10,9 13,0 13,0 60 22 39,2 18002400 50 Составитель Н,МароковаРедактор А.Никольская Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп Заказ 1359 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 5 10 5 55 6 10 10 55 7 10 15 55 8 10 5 60 9 10 10 60 1 О 10 15 60 11 10 10 65 12 10 10 45 13 8 15 55 14 8 30 55 15 15 5 55 16 15 10 55 17 10 10 . 55 18 1 О 15 55 19 . 15 1 О 55 20 10 10 55 21 15 10 55 22 15 2055 23 15 30 55 5 5,5 5,5 6,0 6,0 6,0 6,5 5,5 5,5 5,5 5,5 11,7 11,7 11,7 21,7 21,7 217 21,7 2,7 30 3,1 3,1 3,3 3,3 3,5 3,5 3,6 3,8 2,8 22 2,8 34 5,6 7,0 73 20 54 60 62 56 60 60 58 59 60 58 62 40 60 45. 40 40 36 34 34 30 26 26 25 Р 32 24