Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

ФОСФОРИТНАЯ МУКА

Фосфоритная мука —сухой, пылящий, тонкий порошок серого, желтоватого, бурого и других цветов. Она не гигроскопична, не слеживается, но рассевается механическими сеялками не доста­точно хорошо (рис. 214). Предельная влагоемкость ее 3,7%. При этой влажности фосфоритная мука почти теряет свою сыпучесть94.

Фосфоритная мука относится к трудноусвояемым удобрениям. До­стоинством фосфоритной муки являет­ся длительность (в течение ряда лет) ее действия. Фосфоритование почв — один из важнейших приемов повыше­ния плодородия 107~109. Для увеличе­ния эффективности фосфоритной муки предложена 110 ее обработка неболь­шими дозами кислот (4—8% от веса муки). Удобрительное действие фос­форитной муки зависит от тонины размола. Стандартом (ГОСТ 5716—65), не распространяемым на муку Каратау, предусматри­вается остаток на сите 0,18 мм не более 10%. Фосфоритная мука выпускается четырех сортов: высший сорт с содержанием Р2О5 нэ менее 30% (получается при флотации фосфоритов), I сорт—не менее 25% Р205, II сорт —не менее 22% Р205 и III сорт не менее J9/o Р205. Содержание влаги в высшем сорте не более 1,5%, в остальных —до 3%.

Основными производителями фосфоритной муки, применяемой в качестве удобрения, являются Егорьевский, Брянский, Лопатинский
И другие фосфоритные рудники. Фосфоритная мука, выпускае­мая на комбинате «Каратау» и Кингисеппском комбинате «Фос­форит», используется в основном как сырье для производства удобрений. 1

Производство фосфоритной муки из природного фосфата может} быть осуществлено в зависимости от состава сырья или без его обогащения, или путем более глубокого обогащения флотацион­ными методами. Процесс переработки руды без ее обогащения заключается в следующем 57 •90'111~п4. Руду подвергают сначала грубому дроблению (при размере кусков свыше 50—100 мм) обыч­но в щековых или молотковых дробилках. Так как фосфоритная руда, поступающая на переработку, обычно имеет влажность 7— 16%, то для дальнейшего измельчения и для получения стандарт­ного продукта руду высушивают до содержания 2—3% влаги. Фосфорит сушится топочными газами в противоточных барабан­ных сушилках. Барабан, установленный под углом до 6°, делает 1—8 об/мин. Скорость прохождения газов через барабан состав­ляет 1,5—2,0 м/сек. В зависимости от влажности руды температура на входе в сушильный барабан поддерживается в пределах 500— 750°. Температура отходящих газов 100—120°. Сушильные бара­баны снабжены внутри насадкой, обеспечивающей пересыпание материала. Съем влаги с 1 м3 объема сушильного барабана 40— 60 кг/ч. Диаметр сушильных барабанов 1,2—2,8 м при длине 3,5—7 диаметров. При средней влажности руды 14% производи­тельность сушилки диаметром 1,5 м и длиной 14 м (объем 24,8 м3) 300—350 т/сутки.

Высушенный фосфорит дробится молотковыми дробилками до кусков размером не более 10—15 мм. Такое предварительное дроб­ление необходимо для подготовки материала к тонкому измельче­нию в мельницах. Для измельчения применяют шаровые мельницы с производительностью 15—24 т/ч фосфоритной муки. На неболь­ших установках используются мельницы кольцевого типа с про­изводительностью 2,5—3,5 т/ч. Применение электроимпульсной дробилки позволяет получать фосфоритную муку с размером ча­стиц меньше 50 л/с и с более высокими удобрительными свой­ствами, чем у обычной 115.

На рис. 215 приведена схема производства фосфоритной муки, на которой не показано крупное и мелкое дробление руды. Фос­форитная мельница работает в замкнутом цикле с воздушным сепаратором: измельчаемый материал из шаровой мельницы 11 непрерывно подается элеватором 12 в сепаратор 13, где крупные частицы (крупка) отделяются от готовой муки. Последняя пере­дается шнеками 14 в силосное хранилище, а крупка возвращается на размол в мельницу. Запыленный воздух очищается в рукавных фильтрах 15 или циклонах и выбрасывается вентилятором 16 В атмосферу.

Первичное обогащение руды производят путем тщательной дез­интеграции ее и промывки. Из руды выделяют желваки, гальку й фосфат, а глину и песок смывают водой. Первичный концентрат Егорьевского фосфорита с размером частиц +0,5 мм содержит"6 до 22% Р2О5 и является окончательным продуктом обогащения, удовлетворяющим требованиям ГОСТ. Процесс производства фос­форитной муки в этом случае заключается в дроблении, обогаще­нии и сушке концентрата.

В некоторых случаях обогащение руды проводят в две стадии. В первой — методами рудомойки выделяют первичный концентрат;

Оставшиеся хвосты рудомойки, содержащие до 7,5 % Р205, подвер­гают во второй стадии флотации. Выход концентрата из хвостов составляет -—- 38,0%. Готовый концентрат после сушки содержит 2—3% влаги. Предварительная (до флотации) магнитная обра­ботка воды и пульпы интенсифицирует процесс и улучшает техно­логические показатели"7. Бедные оболовые руды, содержащие 5—10% Р20б, не поддаются первичному обогащению. Их перера­батывают флотационным методом с получением концентрата или так называемой флотированной фосфоритной муки.

На рис. 216 показана схема производства фосфоритной муки, получаемой флотационным обогащением фосфоритной руды. Про­цесс осуществляют в три стадии. В первой — основной флотации — получают промежуточный концентрат путем отделения из руды основной массы пустой породы — хвостов. После классификации и отстаивания хвосты (пески) откачиваются в хвостохранилище, а жидкая среда — слив из сгустителей используется в качестве оборотной воды на последующих стадиях процесса. Промежуточ­ный концентрат основной флотации направляют на вторую

Стадию — первую и вторую перечистные флотации. Обедненная фракция первой перечистки возвращается иа основную флотацию в первую стадию. Обогащенная фракция первой перечистки под­вергается второй перечистке с получением концентрата и хвостов, направляемых на третью стадию — катионную флотацию и пере­чистку. Концентраты второй и третьей перечисток после сгущения - фильтруют и полученную лепешку высушивают.

Фосфоритная руда из бункера для руды через качающийся питатель ленгочным транспортером подается на молотковую дро­билку. На транспортере устанавливают магнитный сепаратор. Дробленая руда через ленточные весы направляется в бункер, откуда она при помощи тарельчатого питателя дозируется в шаро­вую мельницу мокрого помола. Сюда же поступает «хвостовой» слив (пески) с третьей флотации, а также растворы соды и жид­кого стекла, необходимые в процессе первой (основной) флотации. Пульпа из шаровой мельницы насосом перекачивается в пульподе - литель, куда подается также слив со второй стадии флотации — обедненный продукт первой перечистки. Далее пульпа смешивается с флотационными реагентами — керосином и талловым маслом и Поступает на первую — основную флотацию. Здесь получается промежуточный черновой концентрат и отделяется пустая порода, которая откачивается после классификации в хвостохраннлище. Черновой концентрат направляется на флотационные машины для первой и второй перечистных флотаций. Концентрат анионной флотации (второй перечистки) двухспиральным классификатором разделяется на слив, который откачивается на сгущение, и фрак­цию песка, которую после обработки серной кислотой направляют на катионную флотацию и перечистку в присутствии катионного реагента ИМ-11. В результате катионной флотации получается отброс — «пески» и камерный продукт, который обезвоживается, и затем присоединяется к сгущенному концентрату анионной фло­тации. Концентраты фильтруют и высушивают в сушильном ба­рабане.

МЕТОДЫ И ПРОДУКТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФАТОВ

Все способы химической переработки фосфатного сырья можио разделить на две группы:

прямая обработка сырья с непосредственным получением готовых продуктов;

разложение сырья с выделением промежуточных продук­тов — фосфора и фосфорной кислоты, используемых для дальней­шего производства разнообразных конечных продуктов.

Для переработки фосфатов применяют как кислотные, так и Термические методы.

ЦНепосредственной обработкой фосфатного сырья серной кисло­той получают простой суперфосфат, фосфорной кислотой — двойной (или тройной), смесью серной и фосфорной кислот — обога-j щенный (или полуторный). Все эти продукты в отличие от при-j родных фосфатов содержат фосфорные соединения, растворимые в воде. Они служат в качестве фосфорных удобрений и разли­чаются по содержанию усвояемой Р205: в простом суперфосфате ее—14—21%, в обогащенном 28—32% и в двойном 42—48% (до 50—55%). При прямой термической обработке фосфатов так» же получают непосредственно различные фосфорные удобрения Я фосфаты, используемые для технических целей — обесфторенныЯ фосфат (кормовой и удобрительный), содержащий 23,5—38% РгОв плавленые магниевые фосфаты (19—21% Р205), щелочные терме фосфаты (18—28% Р205), а также отходы металлургии — основныИ шлаки, содержащие 6—20% Р205. Щ

Промежуточными продуктами переработки природных фосфЛ тов являются фосфор и фосфорная кислота. Перевозка фосфо(Н ной кислоты и, в особенности, фосфора дешевле, чем получаемым из них продуктов, поэтому их выгоднее транспортировать завоЯ дам-потребителям и там перерабатывать. J

Элементарный (желтый) фосфор получают в настоящее время исключительно электротермическим путем. При окислении фос-ч фора воздухом образуется фосфорный ангидрид, который взаимо­действием с водой превращается в фосфорную кислоту, называе­мую термической кислотой. Более экономичным, а поэтому и более распространенным является производство экстракционной фосфор­ной кислоты, получаемой экстракцией (извлечением) ее из фос­фатов серной кислотой. При использовании для этой цели азотной или соляной кислоты получают азотнокислотную или солянокис - лотную вытяжку фосфатов. Последние, наряду с фосфорной кисло­той, содержат также растворенные нитрат или хлорид кальция, j

Фосфорная кислота является важнейшим полупродуктом в про - ; изводстве концентрированных фосфорных и сложных удобрений,] а также технических фосфорнокислых солей. Она служит для npo-i изводства двойного (и тройного) и обогащенного суперфосфатов, ! аммофоса, аммонитрофоски, технических фосфатов кальция, нат-; рия, аммония, полимерных и железомарганцевых фосфатов, а так­же кормовых фосфатов (преципитата, монокальцийфосфата), до­бавляемых в корм скоту и др.

Фосфор и фосфорный ангидрид применяют также для произ­водства сульфидов и хлоридов фосфора, фосфорорганических соединений и др. ^