Способ получения фосфорного удобрения длительного действия

и 977442 Оп ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцнапмстмческыкРеспублик(53)М. Кл. С 05 В 11/02 1 Рпударстееиицй комитет СССР во делам изобретений и открьпий(71) Заявитель Ленинградский ордена Октябрьской Революци Красного Знамени технологический институ и ордена р имЛенсовета(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕЙИЯ ФОСФОРНОГО УДОБРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯИзобретение относится к технологии минеральных удобрений, а именно к получению активированного фосфорита, являющегося эффективным фосфорным удобрением длительного действия.Известен способ получения фосфорного удоб5 рения длительного действия, в котором после размола фосфатного сырья, его флотации, сгущения фосфоритной суспензии, фильтрации, фосфоритный концентрат, содержащий 17 - 20% воды, обрабатывают фосфорной кислотой. при Т:Жь 1:0,7 - 1,25 при ее концентрации в жидкой фазе пульпы 20 - 26% РО 5 и 18-30 с последующей грануляцией и сушкой продукта. Содержание РЮ,в в продукте составляет 16,5 - 22,5, РО,во, 9 - 12% 111.Однако сйособ характеризуется недостаточно высоким содержанием усвояемой и водо- растворимой форм РзО, в готовом продукте,Наиболее близким к предлагаемому явля- зо ется способ получения фосфорного удобрения длительного действия, в котором после размола фосфатного сырья, анионной флотации, сгущенную фосфоритную суспензию обрабатывают серной кислотой при 30-80 С, Т:Ж 1:2-3 дрН 2,5 - 4,0, образовавшийся гипс отделяютфлотацией катионоактивными собирателямитипа высокомолекулярных первичных и трепяных аминов с длиной цепи С 1 з - С 1 з прирН 7 - 8, полученный .фосфоритный концентраобрабатывают фосфорной кислотой приТ:Ж:2,5-1,0 при концентрации фосфорнойкйслоты в жидкой фазе пульпы 5,9 - 14,5%Р,О, 2).Однако способ характеризуется недостатоно высоким содержанием РО, в готовоАнвом продукте, составляющим лишь 9 -12%, т. е. в водорастворимой форме содержится 30 - 35% от общего содержания РО, впродукте, Однако для полноценного питания большинства сельскохозяйственных культур нечерноземной зоны в начале вегетационного перно. да необходимым является наличие в удобрении количества РО,вон, составлякяцего не менее 50% от общего его количества, Остальное количество РО, должно находиться в медлен.3 97744ноусвояемой форме и потребляться растениямив середине и конце вегетационного периода.Цель изобретения - улучшение качестваготового продукта за счет повышения содер.жания в нем РО,д,4 . 5Поставленная цель достигается согласноспособу получения фосфорного удобрения дли.тельного действия, включающему размол фосфатного сырья, анионную флотацию, сгущениесуспензии, ее обработку серной кислотой, от- Оделение гипса флотацией катионоактивнымисобирателями, обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой, грануляциюи сушку готового продукта, на обрзботкусерной кислотой подают вначале 50 - 30% сус.пензии и обработку ведут до рН 2,8 - 2,4, затемвводят остальную суспензию и обработку ведутдо рН 4,1 - 4,5, в последующую обработку фос.форитного концентрата фосфорной кислотойведут при концентрации фосфорной кислоты 26в жидкой фазе пульпы 17,5 - 37% РО, на об.работку серной кислотой подают вначале 50 -80% суспенэии и обработку ведут до рН 1,8 -2,4, затем вводят остальную суспензию и обра,4ботку ведут до рН 4,1 - 4,5, а последующую гБобработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой ведут при концентрации фосфор.ной кислоты в жидкой фазе пульпы 17,5 - 37%,Указанные отличия позволяют .повыситькачество готового продукта за счет увеличения Зосодержания в нем РО, до 18,5 - 20%,т. е, до 50% от общего количества РО, впродукте.При 2-х стадийной подаче суспензии фосфорита на обработку одинаковым, по сравне.нию с известным способом, количеством серной кислоты создается возможность улучшения качества фосфоритного концентрата засчет повышения содержания в нем РОс,ьс 14 - 18 до 16 - 20%. Дальнейшая обработкатакого концентрата улучшенного качества фос.фориой кислотой при повышенной, по сравне.нию с известным способом, концентрацииРз О, в жидкой фазе пулыты (17,5 - 37% Р, О,)позволяет вести процесс разложения фосфоритиого концентрата более интенсивно и в резуль, тате получить продукт с содержзнием в немР,О 4 18,5 - 20%, по сравнению с содержаниемРзОз В 0,9-12% в известном способе.На первой стадии суспензию фосфоритаобрабатывают серной кислотой до рН 1,8-2,4,При таких концентрационных условиях создается возможность селективного разложения фосфата по реакцииКЬ ГОО 4),.ЬН,ВО,- ЬСС 1(НР 04 ЬСа ЬО+Сс Г, (1),практически без разложения карбонатов. 2 4При 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 15 - 20 мин. Степень извлечения Р,О, в раствор составляет 30 - 35%, при расходе Н,304 150- 239 кг на 1 т концентрата.Затем образовавшуюся пульпу перемешивают с остальной частью суспенэии в течение 115 - 20 мин при тех же температурах до рН 4,1 - 4,5. При этом происходит реакция с образованием повышенного количества, по сравнению с известным способом, усвояемой фор. мы Р,042 СОб(Р 04), + МС ОСаСО5 Са (НР 04)= =15 СаНРО 4+ МРНР 04+СаР+.Ъ Оф ЮО (2)Процесс катионной флотации протекает в аналогичных известному способу условиях за счет извлечения большего количества гипса, содержание РО в полученном концентрате возрастает до 32 - 35% РО 4 и 16 - 20% РО,После отделения жидкой фазы в гидроциклоне концентрат направляется на домол, куда подается фосфорная кислота до содержания РО в жидкой фазе пульпы 17,5 - 37%. При этом протекают реакции с образованием водо- растворимой формы фосфора ССбЕ(Р 04)8+СС НР 044-8 НРО 4==5 СО(8,УО 4), +НГ, (Ъ) т.е. увеличение содержания Р,О, в фос 3 сйфоритном концентрате позволяет получить конечный продукт с повышенным содержанием РО, . Состав готового продукта,%:40 РО, 24185 20 в ВоьнП р и м е р 1. 100 кг фосфатного сырья с содержзнием Р 04 6,7% раэмалывают последовательно в молотковых дробилках и затем в шаровых мельницах, Размолотый материал подвергают анионной флотации с применением тзллового масла и керосина в качестве флотореагентов. После этого флотоконцентрат в виде суспензии нзправляется в гидроциклон, где суспензия сгущается до содержания твердой фазы 65%. Количество суспензии в пересчете на сухой продукт 25 кг при содержании РО, 25%. Сгущенная суспензия в количестве 41,6 кг направляется в пульподелитель, откудз 80% от общего количества суспензии (33,2 кг) обрабатывают в 1-ом реакторе серной кислотой,97744 5подаваемой вместе с оборотной водой, до рН 2,4 при 30 С, времени обработки 10 мин, Т:Ж - 1:3, Количество =ерной кислоты 3,75 кг мнг, концентрация серной кислоты в жидкой фазе пульп 6,7%, Затем образовавшуюся пульпу % перемешивают во 2-ом реакторе с остальными20% суспензии (8,4 кг) до рН 4,1 при 30 С, времени обработки 15 мин, Т;Ж - 1:3, концентрация серной кислоты 5,0%.Затем суспензия в количестве 104,5 кг 10 поступает в гидроциклон (или классификатор), где сгущается до содержания твердого 65%, ажидкая фаза возвращается в реакторы. Сгущенная пульпа в количестве 43,75 кг направляется на катионную флотацию. Процесс протекает при рН 7, Т:Ж=1:2 при использовании флотационного агента АНП - катионактивногособирателя типа высших первичных и третичных аминов с длиной цепи С,г - С,8. Приэтом образуется фосфоритный концентрат, 20содержащий, %: РгО 32, и РгО 16.в количестве 18,0 кг (сухого вещества).После сгущения в гидроциклоне до содержания твердого 65% продукт поступает надомол, куда подается 3,15 кг РгО фосфор- Иной кислоты (в виде 28%-ной экстракционной фосфорной кислоты), Смешение протекаетпри Т.Ж - 1:1, Концентрация РгО, в жидкойфазе 17,5%. Полученную фосфатную пульпуподают в аппарат БГС на сушку и грануляцию 30или пропустив через шнек - гранулятор в сушильный барабан, Образуется 21,5 кг гранули.рованного активированного фосфорита, содер.жащего, %: РгО, 37, РгО 24, Р,О,185 ОБЩ сьВОДн) Э 3П р и м е р 2, 100 кг сырья состава,аналогичного примеру 1, проходит стадииподготовки, как указано в примере 1. Коли.чество анионного концентрата в пересчете насухой продукт составляет 25 кг при содержа нии в нем РгО 1 27%. Сгущенная суспензия в количестве 41,6 кг направляется в пульподелитель, откуда 65% от общего количествасуспензии (27 кг) обрабатывают в 1-ом реакторе серной кислотой до рН 2,1 при 60 С,Т:Ж: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 2 б(14,6 кг) до рН 4,3 при 60 С в течение18 мин, Т:Ж=1:2)5.С 7,6.Н г,о 4Затем суспензия в количестве 104,5 кгнаправляется на сгущение до 65% твердогои на катионную флотацию. Процесс протекаетпри рН 7,5, Т:Ж=1:2. При этом образуетсяфосфоритный концентрат, содержащий,%:РгОз оыц 33 и РгО 18, в количестве18,5 кг. После сгущения йродукт поступаетна домол, куда подается 3,3 кг РгО фосфорной кислоты, Смещение протекает при Т:Ж -1:0,75, концентрация РгО в жидкой фазепульпы 23,8%, Образуется 22,3 кг гранулированного активированного фосфорита, содержаще=го, %: РгО 38,5, РгО .26, РгО,19,25,ЧСЬ ВОАиП р и м е р 3. 100 кг сырья состава,аналогичного в примере 1, проходит стадию подготовки, как указано в примере 1. Количествоанионного концентрата в пересчете на сухойпродукт составляет 25 кг при содержании внем РгО, 28%; Сгущенная пульпа в количестве41,6 кг направляется в пульподелитель, откуда50% от общего количества суспензии (20,8 кг)обрабатывают в первом реакторе, серной кис.лотой до рН 1,8 при 80 С, Т:Ж - 1:2, в течение15 мин, Количество серной кислоты 5,75 кгмнг, концентрация ее в жидкой фазе 23%.Затем образовавшуюся пульпу перемешиваютс остальными 50% суспензии (20,8 кг) дорН 4,5 при 80 С в течение 20 глин, Т:Ж - 1:2,С 1 У 4 11,5%.После сгущения до 65% твердого суспензия в количестве 44 кг направляется иа катионную флотацию. Процесс протекает прирН 8, Т:Ж=1:2. При этом образуется фосфорит.ный концентрат, содержащий) %: РгО. 35и РгО, 20 в количестве 19,0 кг, Послесгущенйя продукт поступает на домол, кудаподается 3,5 кг РгО, фосфорной кислоты.Смешение протекает при Т:Ж.=1:0,5, концепт.рация Р,О, в жидкой фазе пульпы 37%, Об.разуется 23,0 кг гранулированного активиро.ванного фосфорита, содержащего,%: РгО40, РгОчсь 28) РгО води 20.В таблице приводятся йримеры веденияпроцесса получения активированиого фосфори.та в предлагаемых пределах (пример 1 - 3)и при значениях технологических параметров,выходящих за нижний и верхний пределы.977442 Условия ведения процесса Состав продукта,% При- меры Количество суспензиина 1 ста.дии,% Обработка фосфорной кислотой РН 2.ойстадии Р 20, РгОс РО,общ. усе. води,Обработка сернойкислотой рН1-ой стадии о ентжидкой аз 18,7,5,8 22,0 40 7,0 21 13,4,8 15,0 3,8 27 37,0 22 13;0 23,8 0. 21,5 14 23,8 14 37,0 4,8,5 235 38,5 26,0 4,3 Как видно из таблицы, уменьшение количества суспензия, подаваемой на 1 стадию, ниже 50% (пример 4), уменьшение величины рН на обеих стадиях (примеры 6 и 8) приводит к измецению соотношения скоростей раство, рения каубонатов и фосфатов и к увеличению степени разложения Р,Очто не дает возмож.Я нОсти осадить все количество РОв виде цитражорастворимых соединений, При этом возрастают потери фосфора, так как часть РзО остается в растворе в водорастворимой форме, а содержание РО в продукте во всех формах снижается, Использование более3 разбавленных фосфорнокислотных растворов (содержание Р,О, в жидкой фазе пульпы ниже 17,5%, пример 10) в связи со снижением степени разложения фосфорита не позволяет поднять содержание РО, до 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 разложения РО, и к снижению содержали Р 205 ъсе и Р 205 водн и продукте, Увеличение концейтрации фосфорной кислоты (пример 1) не сказывается на качестве удобрений, однако приводит к перерасходу дорогостоящей кислоты. Зкономический эффект за счет выпускдлагаемого более высококачественногодукта составит 4.18 млн. руб/год.977442 1050 - 80% суспензин и обработку ведут до рН. 1,8 - 2,4, затем вводят остальную суспензнюи обработку ведут до рН 4,1 - 4,5, а последующую обработку фосфоритного концентрата5 фосфорной кислотой ведут при концентрациифосфорной кислоты в жидкой фазе пульпы17 5 - 37% Р 10 з. Способ получения фосфорного удобрения длительного действия, включающий размол фосфатного сырья, анионную флотацию, сгущение. суспензии; ее обработку серной кислотой, отделение гипса флотацией катионоактивными собирателями, обработку фосфоритного концентрата фосфорной кислотой, грануляцию и и сушку готового продукта, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества готового продукта за счет увеличения содержания в нем водорастворимого РтОна обработку серной кислотой подают вначале Составитель. Т. ДокшинаТехред А,Бабинец Корректор Ю. Макаренко Редактор С. Юско Тираж 440ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 9107/29 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 798082,кл. С 05 В 11/02, 1979.2, Авторское свидетельство СССР У 893976,кл. С 05 В 11/02, 1980 (прототип).