Способ получения суперфосфата, обогащенного микроэлементами

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 975697(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 050581 (21) 3283493/23-26с присоединением заявки МБ -(23) Приоритет -РМ К зС 05 В 1/02 С 05 Р 9/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытнйБ.А. Копылев, М.С. Алосманов, С,М Ибрагимова,Л.Н, Сыркин, Н.М. Каменская, Н.Б. Агаав, Р;"Аъ-С-.рдарлн,М.Я. Бураковский, В.Д. Гольдман, Б.Е. РусЬфи,и А.Н. ГюльахмедовЛенинградский государственный нфу 4 йс-исдледователЬкийи проектнйй институт основи Азербайджанский ордена Тинститут нефти и химии и(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУПЕРФОСФАТА, ОБОГАЩЕННОГО МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ 5 Изобретениеотносится к способам получения суперфосфата, обогащенного микроэлементами, содержащего водо-. растворимые формы различных микросоединений, необходимых для растений.Известен способ получения марганизированного гранулированного суперфосфата путем добавления к простому суперфосфату 10-15 марганцевого концентрата, содержащего 35-40 марганца 1). Недостаток этого способа заключается в том, что марганец находится вудобрении в виде нерастворимого в воде пиролюзита - двуокиси марганцаМо 0 и конечная степень разложенияапатита, в готовом продукте не превьйает 85-88.Недостатком известных способовполучения удобрений является то,что необходимые для растений полез-ные микроэлементы вносятся в удобрение на стадии грануляции и только втвердом виде, т.е, при получениигранулированных удобрений,Если учесть, что почти 60-70получаемого в настоящее время суперфосфата отправляется потребителямв порошкообразном виде, то народнохозяйственная эффективность от внедрения этих добавок невелика,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту киэобретению является способ полученисуперфосфата, обогащенного микроэлементами, согласно которому; с цельюравномерного распределения микродобавок в массе удобрения, исходныесоли микроэлементов, в частности солмарганца и ванадия, растворяют вначале в кислоте (при получении простогосуперфосфата - в серной кислоте),а затем разлагают полученным раствором фосфатное сырье 12.В описании известного способаупоминается о возможности полученияпростого суперфосфата, однако неприводится подробного примера получения. Воспроизводится эксперимен.тально процесс получения простогосуперфосфата по известному способу,т.е. получают раствор сульфатов марганца и ванадия в 35-ной серной кислоте (концентрация Ил 504 и Н (504)6в растворе составляет при этом0,082). Фосфатное сырье обрабатывается этим раствором и масса вызревает на складе. Полученный продуктсодержит пои этом 0,00328 Мп и1При этОм для получения сернокис 40 лого раствора марганца и ванадия используют отработанную кислоту, концентрацией 5-20 Н 504, и растворение ведут при 60-70 С в течение 15-60 мин.Кроме того, в качестве соединений марганца для получения сернокислого раствора используют бедную марганцевую руду или марганцевый шлам.Причем в качестве соединения ванадия для получения сернокислого раст вора используют отработанную контактную массу сернокислотного производства.Используют бедную марганцевую Уду следующего состава, вес. 55Ту 14;9-157-78 на марганцевую руду ГРК "Чиатур-марганецф): Не менее 15 Не более 35 Не более 15 Мповщ0 ъВлага Потери припрокаливании Неили марганцевый шламтава, вес.: менее 22следующего сос;1 0,0077 ЧО. К . Фосфатного сырьяне более 90, содержание Р О з непревышает 19 (после складскоговызревания продукта в течение 2530 сут),Содержание Мп в марганизированном 5суперфосфате по ГОСТУ 5956-78 составляет 1-2. Однако, если увеличитьконцентрацию солей микроэлементовв серной кислоте, то активность такойкислоты падает и при обработке этой 1 Окислотой фосфатного сырья Кра егоуменьшается до 80, содержаниеР О щ соответственно уменьшаетсядо 18,7 (после складского вызревания продукта до 35 и более суток),Таким образом, известный способне позволяет увеличить содержаниемикроэлементов в удобрении.Целью изобретения является сокра-щение срока вызревания продукта, увеличение в нем содержания Р Оась фмарганца и ванадия.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получениясуперфосфата, обогащенного микраэлементами, включающему разложение фосфатного сырья серной кислотой в присутствии солей марганца и ванадия споследующим вызреванием полученногопродукта, разложение фосфатного сырьяведут вначале серной кислотой, взятой.фв количестве 84-92 от общего количества кислоты, необходимой для разложения, а остальное в виде сернокис- .лого раствора, содержащего 4-6 сульфата ванадия и 2,5-5 сульфата марганца, вводят через 15-25 мин посленачала разложения, ойцМпМп+4Мп+Влага П р и м е р 2, Опыт проводитсяаналогично примеру 1, В качествеисточника микроэлементов,используютмарганцевую руду и контактную массу(укаэанных составов); Полученный про.дукт (анализ через 15 сут) содержит,вес.: РО 6,3; РО с 20,95.;РОзодн 19,4; влага б,б; Мп 1,38;Ч О 0,40.П р и м е р 3. Опыт проводитсяаналогично примеру 1. В качествеисточника микроэлементов используютсмесь сульфата марганца и сульфатаванадия квалификации "г", которуюразлагают 12-ной серной кислотойквалификации "г", Анализ полученногопродукта проводитсячерез 15 сут.Продукт, содержит,вес.: Р О б;Мп 1 40; Ч 04 0,40,В таблице представлено обоснование выбранных интервалов параметровведения процесса,5,9-35,22,0-3,781,69-9,141,64-28,7 25,1-40,6Отработанная контактная масса сернокислотного производства имеет следующий состав, вес.:Ч Оу 10 у 21-20,40 ВаО 25,98-26,24 АР 2,78-2,92 50 40,84-41,17 к,о 10,27-10,75 КС 8,32-8,52 П р и м е р 1. В фарфоровый стакан емкостью 0,6 л наливают 62,2 мл 70-ной серной кислоты, что составляет 92 от общего количества кислоты, необходимой для разложения сырья, нагревают до 68 оС и постепенно высыпают 100 м.ч. апатитового концентрата. б г смеси марганцевого шлама (3 г) и отработанной контактной массы (3 г) разлагают 10 мл 5-ной неупаренной отработанной серной кислотой при 70 С в течение 15 мин. Полученный раствор, содержащий 5 сульфата марганца и 6 сульфата ванадия, при тщательном перемешивании вводят в реакционную массу через 25 мин после введения апатитового концентрата. Полученную мас. су перемешивают еще 5-10 мин и стакан помещают в термостат., в котором поддерживают температуру 105-110 С на 2 ч. Затем продукт извлекают из термостата и охлаждают. Полученный продукт анализируют после 15 сут вызревания. Продукт содержит, вес.: РОсеозо,6,8; В 2 О 20,2 УРОз зодн 192влага 7; Мп 1, 61;Чо 0 0,43. Крсм 96,7, 97569710 растворения добавки, увеличение температуры (пример 13) вызывает интенсивное испарение кислоты и увеличениярасхода электроэнергии.Уменьшение времени растворения(пример 14) вызывает неполное растворение добавки микроэлементов, увеличение времени свыше.б 0 мин (пример 15) нецелесообразно, так как даже при минимальной температуре 60 Свремя растворения не превышает60 мин,Предлагаемый способ позволяетуменьшить срок вызревания суперфосФата до 15 сут и увеличить содержаниеО в готовом продукте после вызревания до 20,2-20,95. Крсдфосфатного сырья составляет приэтом 95,7-96,7. При этом получаютудобрение, обогащенное, по сравнениюс известным, микроэлементами. Содержание Мп в готовом продукте 1,381,41 В О 0,39-0,40. За счет35 использовайия контактной массы получают продукт, обогащенный калием,содержание КО 0,49,Предотвращается сброс отработанной.кислоты в водоемы и уменьшается рас 40 ход воды на разбавление исходнойсерной кислоты (необходимое разбавле-ние достигается введением в процесссернокислого раствора).Предлагаемый способ позволяет45 получить также гранулированный суперфосфат. Для этого порошковый продуктподвергают дополнительно нейтрализации, грануляции и сушке.Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить с меньшими, затратами ценный для сельского хозяйства продукт - суперфосфат, обогащенный микроэлементами. Из таблицы видно, что ведение процесса в предлагаемых интервалах параметров (примеры 1-3) дает возмож.ность снизить срок вызревания продукта до 15 сут, повысить содержание Р О до 20,2-20,95, увеличить Кроъ до 95,7-96,7, получить суперфосфат, обогащенный микроэлементами.уменьшение количества серной кислоты (пример 4) на начальной стадии разложения (при этом за счет увеличения концентрации увеличивается количество кислоты, вводимой с добавками микроэлементов) вызывает недо- разлОжение сырья. При этом сроки вызревания суперфосфата увеличиваются, КРаь падает. Увеличение количества серной кислоты (пример 5), подаваемой на эту стадию, вызывает увеличение содержания Р Осо и вла" ги, что, в свою очередь, вызывает необходимость длительного (22 сут) вызревания продукта.Уменьшение концентрации сульфата марганца (пример 6) вызывает уменьшение содержания марганца в готовом продукте ниже значения, допустимого по ГОСТУ. К тому Же при этом снижа- ется активность пульпы при разложении, что вызывает уменьшение Кра 1 ь и содержания РО в готовом продукте. Увеличение же концентрации сульфата Ип (пример 7) нецелесообразно экономически и агрохимически, То же можно сказать и об изменении концентрации сульфата ванадия (примеры 8 и 9).уменьшение интервала от начала разложения до момента введения серно- кислого раствора (пример 10) вызывает падение активности пульпы в начальной стадии разложения, так как в начале разложения большая часть введенной кислоты находится еще в свободном состоянии и введение в начале разложения обогащенного солями раствора снижает активность кислоты (этот недостаток, как уже указывалось, имеет место при осуществлении известного способа). Следствием является падение Краек и увеличение срока вызревания продукта.Увеличение этого интервала (пример 11), т.е. введение сернокислого раствора, содержащего микроэлементы,более чем через 25 мин после начала разложения не дает эффекта, так как в этом случае раствор вводится после завершения разложения в сгущенную пульпу и влияния на разложение не оказывает. К тому же введение такого раствора в густую массу препятствует равномерному ра:пределению микроэлементов в массе суперфосФата. Уменьшение температуры растворения солей микроэлементов в кислоте (пример 12) ведет к увеличению времениЮ 1 Ю 0 О 1 Ю 0 Ю 1 Ю 0 2 а Эе нн х 6 х хо б ха 1 а Ю О щ;0 с 2 1 сбнд со ао х эхо охх Ю СЧ 1 Ю СЧЛ 1 11 1 1 ЛСЧОСЧ Юб 1 61 о об Обб их а сх хх3 а 4 г,1 ае 6 Х цх о б о х 1д 6 б с цнххп 3 б Хю оедц Юсм 1 Лс Ю О 1У Ю Ю О с с с 0 сйЛ 1 сР975697 12 формула изобретения Составитель Т. Докщина Редактор Л.,Лукач Техред М.Тепер Корректор С. НекмарЗаказ 8924/38 Тиран 440 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 13035 р Москва у Я 35 у Раушская наб р д 4/5Филиал ИПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Способ получения суперфосфата, обогащенного микроэлементами, вклю. - чающий разложение Фосфатного сырья серной кислотой в присутствии солей марганца и ванадия с последующим вызреванием полученного продукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения срока вызревания продукта и повыдения в нем содержа- ниЯ РОсв марганца и ванадиЯ, Разложение фосфатного сырья ведут вначале серной кислотой, взятой в количестве 84-92 от общего количества кислоты, необходимой для разложения, а остальное в виде сернокислого раст вора, содержащего 4-6 сульфата ванадия и 2,5-5 сульфата марганца, вводят через 15-25 мин после начала разложения.2Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что для получения сернокислого раствора марганца и ванадия берут отработанную серную кислоту с концентрацией 5-20 и растворение ведут при 60-70 С в течение15-60 мин,5 3. Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качествесоединений марганца для получениясернокислого раствора используют бедную марганцевую руду или марганцевый1 О щлам.4, Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качествесоединения ванадия для получениясернокислого раствора используют15 отработанную контактную массу сернокислотного производства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Позин М.Е. Технология минеральных Удобрений. Т.11. 1974, с. 906,2., Патент СШЛ Р 3010818,кл. 71-37, 1961 (прототип).