Способ получения кормовых и удобрительных фосфатов

(19) (11) РЕСПУБЛ 51)5 С 05 В 13/02 ИЗОБрщТЕ оциСАН ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им, М,В. Самойлова(56) Авторское свидетельство СССР Гч. 994458, кл, С 05 В 13/02, 1983.Авторское свидетельство СССР М 1719386, кл. С 05 В 13/02, 1989.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ ИУДОБРИТЕЛЬНЫХ ФОСФАТОВ(57) Изобретение относится к способу получения кормовых и удобрительных фосфаИзобретение относится к способу получения кормовых и удобрительных фосфатов, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве как кормовые добавки животным и как удобрения для всех видов почв,Известен способ получения кормовых и удобрительных фосфатов, включающий смешение фосфатного сырья с нефелином, обжиг смеси при температуре 1350 - 1500 С при подаче воздуха. По этому способу фосфатное сырье смешивают с нефелином при соотношении фосфатное сырье: нефелин равном 4,8 - 5,1: 1, в шихту добавляют кислые фосфаты кальция (ретур), затем шихту увлэжняют до содержания в ней 8 - 9; влаги и гранулируют при добавлении фосфорной кислоты, Полученные гранулы обжигают при температуре 1350-1500 С при подаче воздуха, при этом воздух подают цикличеГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР тов, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве как кормовые добавки животным и как удобрения для всех видов почв. Цель изобретения - повышение производительности и выхода товарной фракции продукта, Для этого фосфатное сырье смешивают с алюмосиликатными минералами, увлажняют полученную смесь, обжигают ее при температуре 1350 - 1500 С при подаче избытка воздуха, Обжиг ведут в присутствии смеси соединений двух- и трехвалентного железа, которую добавляют в количестве 0 5 - 6,5 мас. о при массовом отношении Ре /Ре =- 0,05 - 10, Производи 3+ 2+тельность процесса по предложенному способу 6,0 - 8,0 т/ч, Выход товарной фракции 70-78;4, 3 3. и. ф-лы, 4 табл,ски с пульсационной подачей сначала с коэффициентом избытка 0,8 - 0,95, а затем скоэффициентом избытка 1,05 - 1,20, Циклыповторяются через 1 - 35 мин.Недостатком способа является получение продукта, в котором Р 205 усв. не превышает 65 - 70%. Способ. сложен втехнологическом отношении.Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому результату является способ получения кормовых и удобрительных фосфатов,включающий смешение фосфатного сырья салюмосиликатными минералами, увлажнение смеси. обжиг ее при 1350 - 1500 С приподаче избытка воздуха, По этому способу вкачестве алюмосиликатного минерала используют нефелин. который добавляют в количестве, обеспечивающем соотношениеР 20 Б: нефелин 3,4-4;1, 1775387Недостатком способа является низкая производительность процесса (5,5 - 6,0 тч) и невысокий выход товарной фракции (1 - 4) 40 - 50Цель изобретения - повышение производительности и выхода товарной фракции и родукта.Поставленная цель достигается в способе получения кормовых и удобрительных фосфатов, включающем смешение фосфатного сырья с алюмосиликатными минералами, увлажнение полученной смеси, обжиг ее при температуре 1350-1500 С при подаче избытка воздуха тем, что обжиг ведут в присутствии смеси соединения двух- и трехвалентного железа, которую добавляют в количестве 0,5 - 6,5 мас,Д при соотношении в ней Ее: Е, равном 0,05 - 10; 1.В качестве алюмосиликатов возможно использовать нефелин, эгирин, альбит, анальцим, арфведсонит, астрофиллит, биотит, вермикулит, глауконит,муоковит, ортоклаэ, микроклин, жадеит, конкринит, кордиерит, лаэурит, лейцит, лепидолит, лепидомелан, мурманит, нитролит, нозеам, пироксенит, плагиоклаэм, полевой шпат, рибенит, содалит, флогонит цеолит, циннвалдит, эвдиалит.Целесообразно соединение железа использовать в виде окислов, силикатов, щелочных ферросиликатов, щелочных алюмосиликатов, которые вводят на стадии смешения,Возможно на стадии смешения дополнительно вводить щелочные соли, например, соду, поташ в количестве 1 - 10 мас.о,Сущность способа состоит в том, что для повышения производительности требуется повышение скорости разложения фосфатного сырья, что может быть достигнуто следующими технологическими приемами. Термический процесс разложения фосфатного сырья сопровождается образованием определенного количества расплава, в котором протекают следующие процессы: растворение фосфатов в расплаве, диффузия паров воды в расплав, диффузия иэ раствора образовавшегося НЕ и 5 Е 4, кристаллизация из расплава конечного высокптемпературного продукта в виде трикальцийфосфата, натрийкальциевого фосфата, калийнатриевого фосфата, в структурную решетку которых входит и кремний,Двухвалентное железо добавляемое в виде различных соединений изменяет физико-химические свойства расплава, а именно, снижает его вязкость, поверхностное натяжение и др, В результате повышается скорость первой стадии. связанной с растворением фосфата в расплаве, что ускоря 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ет процесс получения конечного продукта. При этом дисперсность фосфатного сырья мало влияет на производительность процесса.Трехвалентное железо в такой системе является окислителем относительно двухвалентного железа, способного в ионном расплаве отдавать системе кислород, В этом случае скорость процесса обесфторивания (а следовательно, и разложения) фосфатного сырья возрастает за счет замещения фтора кислородом по реакции:РОЕ 2 + 30 -- РО + 2 ЕН +Е - НЕЧТаким образом, двухвалентное железо ускоряет процесс разложения фосфатного сырья за счет физико-химических свойств расплавов и повышает подвижность ионов в расплаве, а трехвалентное железо - эа счет повышения скорости реакции образования конечного газообразного продукта НЕ. Присутствие в сырьевой смеси двух- и трехвалентного железа в соотношенииз+- т= 0,05 - 10 позволяет повысить скоро- Еесть процесса в целом, Повышение скорости процесса за счет использования двух- и трехвалентного железа способствует изменению физико-механических свойств продукта, что повышает выход товарной фракции продукта из вращающейся печи, Это происходит за счет того, что при повышении скорости разложения быстрее расходуется расплав в результате взаимодействия с фосфатом с образованием кристаллизацией) конечного высокотемпературного соединения (продукта), Так как такое взаимодействие ускоряется, то материал к высокотемпературной зоне печи, где происходит максимальное выделение тепла от сжигания топлива подходит более термостойким, что препятствует закатыванию материала в гранулы и куски и способствует увеличению выхода товарной продукции.Присутствие в сырьевой смеси щелочных солей позволяет получить высокотемпературные кальцийнатриевые фосфаты, которые хорошо кристаллизуются иэ расплава тем самым повышает выход товарной фракции продукта,Таким образом, чтобы обеспечить необходимое количество получаемого продукта и производительность технологической линии необходимо создать условия, изложенные в изобретении.Влияние количества добавляемого двух- и трехвалентного железа на производительность процесса и выход товарной фракции продукта представлено в табл. 1, Вкачестве элюмосиликэтов щелочных метал.лов использовались нефелин, глакуонит, по.Е 3+левой шпэт,отношение - + =З.О.Ее25При добавлен;и двух- и трехвалентногожелеза менее 0,5 мэс,% производительность снижается иэ-за снижения скоростиразложения фосфата, В результате материал к высокотемпературной зоне подходит сизбытком расплава, что вызывает его окомкование и снижение выхода товарной фракции продукта. При добавлении двух- итрехвалентного железа свыше 6,5 ь сырьевая смесь в печи становиться легкоплавкой,начинается комковаться, что в свою очередьснижается диффузия паров воды в материале, а также НЕ из материала, одновременно резко снижается выход товарнойфракции, Влияние отношения между двухи трехвэлентным железом представлены втабл. 2, В качестве алюмосиликата использовался нефелин, полевой шпат, глакуонит,з+При отношении - -+ менее 0,05 снижаЕеется скорость процесса из-за недостаточного количества кислорода в расплаве, чтосоответственно вызывает снижение Выходатоварной фракции, При отношенииЕ з+30Ее- свыше 10 скорость процесса остаетсяЕепрактически неизменной, неизменным остается выход товарной фракции, так как от 3 35ношение = 10 обеспечиваетЕ 1наилучшие показатели процесса,Влияние щелочных солей нэ показателипроцесса представлены в табл, 3. Количество двух- и трехвалентного железа 3,5%, отз+ношение + = 3,0.ЕеИспользование соды в количестве менее 1,0% не оказывает изменения на покаэатели процесса. Использование содысвыше 10 онецелесообразно, так как показатели процесса остается неизменными,П р и м е р 1, 1000 кг фоссырья смешивают с 100 кг нефелина, содержащего 2% 50окислов железа относительно к весу нефелина, добавляют дополнительно окислы железа в таком количестве, чтобы общееколичество Ее составляло 0,5 мэс,о , а отноз+ 55шение - = 0,05, Полученную смесь увЕеЕелажняют до содержания влажности 30,обжигают во вращающейся печи при Т =1400 С и избытке воздуха а = 1,2. Проиэводительность печи составила 6,0 т/ч выходтоварной фракции 70 " ,П р и м е р 2.1000 кг фоссырья смешиваю с100 кг нефелина,содержащего 2 окислов желе.за относительно к весу нефелинадобавляютоки(лы железа до получения двух- и трехвэлентного железа в количестве 6.5 и отношениеЕе- = 10,полученную смесь увлэжняют до соЕ 2+деркания влажности 30%,обжигают во вращающейся печи. Производительность печи 8 т/ч.выходтоварной фракции 78%,Обжиг при этом вели при Т = 1400 С и избытке воздуха й=1,2,П р и м е р 3, 1000 кг фоссырья смешивают с 100 кг нефелина, содержащего окислов железа 2 оотносительно к весунефелина, добавляют окислы железа до получения двух- и трехвалентного железа в ко 3-личестве 3,5 ои отношение е - 1 = З,О,полученную смесь увлажняют до содержания влажности 30%, обжигают во вращающейся печи при Т = 1400 С и избыткевоздуха а = 1,2, Производительность печисоставила 7,0 т/ч, выход товарной фракциипродукта составил 74.П р и ме р 4. 1000 кг фоссырья смешивают с 100 кг нефелина, содержащего окислов железа 2 относительно к весунефелина, и содой в количестве 3,5 добавляют окислы железа до получения двух- итрехвалентного железа в количестве 3,5Еез+мас.и отношение - - = З,О, полученнуюЕесмесь увлажняют до содержания влажности30%, обжигают во вращающейся печи при Т= 1400 С и избытке воздуха а = 1,2, Производительность печи составила 7,7 т/ч, выходтоварной фракции продукта 84%,П р и м е р 5, 1000 кг фоссырья смешивают с щелочными алюмосиликатом (глауконитом), взятом в количестве ро получения всырьевой смеси двух- и трехвалентного жеЕ з+леза 3,2 мас, и отношение -= 2,9,Ееполученную смесь обжигают во вращающейся печи, Производительность печи составила 6,5 т/ч, выход товарной фракциипродукта 70 о ,П р и м е р 6. 1000 кг фоссырья смешивают с щелочным алюмосиликатом (глауконитом), взятом в количестве до получения всырьевой смеси двух- и трехвалентного жеЕ 3+леээ 3,2 мас.и отношение - - = 2,9,Еедобавляют соду в количестве 3 , получен1 775%7 Таблица 1 Таблица 2 10 8,0 бл ную смесь обжигают во вращающейся печи,Производительность печи составила 7,4 т/ч,выход товарной фракции продукта 83 О,Формула изобретения1. Способ получения кормовых и удобрительных фосфатов, включающий смешение фосфатного сырья с алюмосиликатнымиминералами, увлажнение полученной сме.си, обжиг смеси при 1350-1500 С при подаче избытка воздуха, о тл и ч а ю щи й с я 10тем, что, с целью повышения производительности процесса и увеличения выходатоварной фракции, обжиг ведут в присутствии смеси соединений двух- и трехвалентного железа, которую добавляют в 15количестве 0,5 - 6,5 мас.% при массовом отношении Ее /Ре = 0,05-10,2, Способ по и, 1, отл и ч а ю щи йс ятем, что в качестве алюмосиликатов используют нефелин, эгирин, альбит, анальцим, арфведсонит, астрофиллит, биотит, вермикулит, глауконит, мусковит, ортоклаз, микроклин, жадеит, конкринит, кордиерит, лазурит, лейцит, лепидолит, лепидомелан, мурманит, нитролит, нозеам, пироксенит, плагиоклаз, полевой шпат, рибенит, слюды, содалит, флогонит, цеолиты, цинвалдит, эквдиалит. 3, Способпо пп,1 и 2, отл ича ющий с я тем, что соединения железа в виде окислов, силикатов, щелочных ферросиликатов, щелочных алюмоферросиликатов вводят на стадии смешения.4. Способ по пп. 1 - 3, отл и ч а ю щий с я тем, что на стадии смешения дополнительно вводят соду, поташ в количестве 1- 10 мас.,.1ч см смНнн е е я оф и .и -3 и а .ииО а а а иОИ ИОИОиСЧ О 4 М СМ Н Р 4 М М М СМ М М М М Я б 3 Ю сМ (М(ММ СЧ Н М сЧ М С 4 М,МЕВВ ЕЬ ЕЬЕЬЕьЕ ЕЬн н н н н н н н н н н н н н н н н н н нн н н н н н н н н те ве ефаО О О О О сО О О О О О В О см О о гз съ л О-ъ О оО Я О Я.4.м .а .С;44,.,:4. с Я Я . Я ЯЭ а,З м. М н н н н н н н н н н н н н н н й й Й 1- н й 1 йн н н н 1 1 н н н н с анн М .0 СЧ ОЪ О О СО СО Н Н СМ 4 СО ОЪ Н Ю Н Еь ЕЬ. Еь Еь ЕьО я о 4 с 4 с 4 н О н ео а м н аи см Ф ч + о Фао н Г сО Оэ сч йа О 4 О 4 М СО Я й Ф Н амчасо м н М с 4 н н н н О О н н м н Ф а О 4с 4 М Е ф ц 4; е 4 о вв ф Ф 5 1."с ф Ю вефф О 4:С о о ф хЗфФ.ЯФ нФо дзР 3 х н нйм хо о н ф Я,н я л Рх х н фиори 4 С ф Г й Я.еС о о й О 4 С Ф О О О н ф Ф е 4 44ь З ф ф Е ах ВЯеММ. ео оа хи Г Е Я о ф е ВЕ 4 янн ор оох Ръ нф ш о ао Ф Ф м со фа Еч н сад а дф в нцх Ре охц, "с