ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

СЕРНОКИСЛОТНОЕ ОБЕЗМАГНИВАНИЕ КИНГИСЕППСКИХ ФЛОТОКОНЦЕНТРАТОВ

Известно, что процессы сернокислотного обезмагнивания доломитизированных фосфоритов Каратау в водной суспен­зии и растворах сульфата магния концентрацией 10—25% MgS04 технологически легко осуществимы и позволяют по­лучать ценные побочные продукты — гидроокись магния, магнийаммонийфосфат и сульфат магния [1, 2, 3].

Однако селективное извлечение MgO из доломитизирован­ных фосфоритов разных месторождений с применением сер­ной кислоты при минимальном переходе в раствор фосфат­ной части весьма зависит от структуры фосфорита, его мине­ралогического состава и условий осуществления процесса (температуры, отношения жидкой и твердой фаз, продолжи­тельности процесса, нормы и действующей концентрации кис-^ лоты).

При отношении жидкой фазы к твердой 4-ь5:1, стехио - метрической норме серной кислоты (в расчете на карбонаты),, температуре 90° степень извлечения MgO из фосфорита Каратау месторождения Аксай составляет за 10—30 mhhj 65%, а степень перехода в раствор Р2О5 — 5—6%.

В аналогичных условиях степень перехода в раствор р205 из фосфорита Чулактау меньше в 1,5 раза, чем из Аксайского. Это объясняется тем, что фосфорит Чулактау имеет более кристаллическую структуру. При обезмагнива- Н1Ш фосфорита Чулактау серной кислотой при отношении жидкой фазы к твердой 3--4: 1, продолжительности процесса 30 мин степень декарбонизации составила 93,5%, степень извлечения Р205 — 2,5%.

Кингисеппский фосфорит по своему текстурно-структур­ному составу представляет собой доломитизированный пес­чаник, насыщенный в разной степени осколками фосфатных раковин.

Наличие примеси окиси магния 2—2,5% во флотацион^ ном концентрате создает технологические трудности при производстве двойного суперфосфата, приводит к перерас­ходу фосфорной кислоты, снижает качество продукта и не отвечает требованиям химической переработки в сложные удобрения.

Целью данного исследования явилось изучение физико - химических условий селективного извлечения MgO из кинги­сеппского флотоконцентрата, так как по своим структурным особенностям фосфатная часть кингисеппского фосфорита является более растворимой в кислотах по сравнению с фос­форитами Каратау.

В опытах использовали флотационный концентрат со­става. приведенного в таблице.

Результаты опытных работ по обезмагниваиию кингисеппских флотокоицентратов серной кислотой

Температура 90 °С, Ж:Т=4:1, норма кислоты 80% в расчете на карбонаты, концентрация кислоты -25—93%

Исходный флотоконцен - трат, %

РН

Обезмагненнын флотоконцентрат (состав тв. фазы), °0

Состав жидкой фазы, %

Показатели процесса (степень извл., %)

Р20:>

MgO

СаО

Р&ь

MgO

СаО

Р2О5

СаО

MgO

MgO

Р2О6

29.6

29.7

28,6 28,6 28,6

2.4 2,7

2.5 2,5 2,5

45,8 42,6 44,0 44,0 44,0

3,7 3,3 3,3 3,6 3,2

29.6

29.5

28.7

28.6 28,5

0,7 0,7 0,6 0,9 0,85

45,8 42,0 43,0 44,0 43,0

0,05 0,12 0,12 0,08 0,11

0,08 0,05 0,05 0,14 0,06

0,2

0,32

0,40

0,27

0,137

72 80 80 70 75,7

0.5 1.0 1,0 0,7 1.0

Опыты проводили в термостатированном реакторе с ме­шалкой. Фосфорит смешивали с водой (Ж : T=2,5-r-4 : 1), после термостатирования пульпы в нее подавали серную кис­лоту концентрации 50—93% в течение 10—30 мин. По исте­чении заданного времени пульпу расфильтровывали на фильтре Шотта № 1, определяли производительность фильт­рации, рН и затем анализировали жидкую и твердую фазы на содержание CaO, MgO и Р205 [4].

ІІМдО

РгОг 80 ■

20

60- 40

Исследование проводили в диапазоне температур 20— 90 °С, Ж : Т=2,5-j-5: 1, в течение 10—90 мин, концентрации кислоты от 15 до 98%, нормы кислоты от 80 до 120%.

Результаты опытов подтвердили выявленную нами общую закономерность, характерную для всех кислот, что опреде­ляющими факторами селективности процесса являются тем­пература и концентрационные условия (активность Н+). При низкой температуре скорости разложения карбонатов и фос­фатов близки. Например, степень извлечения Р2О5 при 20 °С составляет 15% при степени извлечения MgO 35% (рис. 1).

СЕРНОКИСЛОТНОЕ ОБЕЗМАГНИВАНИЕ КИНГИСЕППСКИХ ФЛОТОКОНЦЕНТРАТОВ

20 40 60 80 90 t

Рис. 1. Влияние температуры на степень селективности сернокислотного обезмагни­вания. Условия: Ж:Т=2,5:1, Н=100%. Время: 1,1' —10; 2,2' —20; 3,3' —90 мин

Повышение температуры приводит к резкому увеличению скорости разложения карбонатов. При температуре 90 °С степень разложения карбонатов составляет 60—80% при извлечении в раствор фосфатной части в количестве не бо­лее 1%.

Концентрационные условия определяются количеством жидкой фазы, продолжительностью процесса, нормой и кон­центрацией подаваемой кислоты, что создает определенную величину рН.

При низких значениях Ж:Т (менее 2:1) степень извле­чения Р2О5 довольно значительная (8—12%). Увеличение Ж: Т до З-г-4 : 1 приводит к снижению степени извлечения р265 до 3% (норма кислоты равна 100%) (рис. 2). Анало-

СЕРНОКИСЛОТНОЕ ОБЕЗМАГНИВАНИЕ КИНГИСЕППСКИХ ФЛОТОКОНЦЕНТРАТОВ

Рнс. 2. Влияние Ж: Т на селективность процесса сер­нокислотного обезмагнивания кингисеппского фло - токонцентрата: /—MgO; 2— Р2О5.

Гично влияет продолжительность процесса. С увеличением продолжительности процесса создаются условия, при кото­рых в единицу времени поступает меньше кислоты, что при­водит к повышению рН и увеличению селективности про­цесса

Проведенные опытные испытания на укрупненной уста­новке производительностью 50 кг/ч подтвердили результаты лабораторных исследований, при этом благодаря более тон­кому распределению кислоты и обеспечению кинетических условий удалось достичь максимальной селективности про­цесса при норме кислоты 80—90%.

В отличие от лабораторных данных в непрерывных усло­виях в опытных условиях процесс извлечения MgO происхо­дит за 5—10 мин (r)Mgo=70—80%) без растворения фосфат­ной части сырья (табл.). При этом в опытных условиях опре-

Делен оптимальный диапазон рН, при котором происходит максимальное извлечение карбонатов при минимальных по­терях Рг05 (рис. 3). Как видно из рис. наибольшей селек­тивностью процесс обладает в интервале рН от 3,2 до 3,7. Дальнейшее повышение величины рН нецелесообразно, так. как приводит к уменьшению скорости процесса.

СЕРНОКИСЛОТНОЕ ОБЕЗМАГНИВАНИЕ КИНГИСЕППСКИХ ФЛОТОКОНЦЕНТРАТОВ

Рис. 3. Влияние рН на селективность процесса сернокислотного обезмагнивания кингисеппского флотоконцентрата: 1 — MgO; 2 — Р2О5

Фильтрующие свойства обезмагненных фосфоритов опре­деляются температурой, продолжительностью процесса и рН среды [5].

При температуре 26° обезмагне'нный фосфорит фильтру­ется со скоростью 400—500 кг/м2ч, считая на сухой осадок (в пересчете на промышленные условия). Рост температуры приводит к значительному улучшению фильтрующих свойств пульпы. При температуре 90 °С фосфорит фильтруется со скоростью 1000 кг/м2ч.

Значение рН определенным образом сказывается на фильтрации. В более кислых средах при рН 2—2,5 произ­водительность фильтрации составляет 2500—4500 кг/м2ч. При рН 3,2—3,7 (оптимальный диапазон с точки зрения се­лективности) производительность фильтрации не превышает 1000 кг/м2ч.

Улучшение фильтрующих свойств обезмагненного сырья по сравнению с исходным объясняется наличием в осадке
определенного количества гипса, образующегося при обез - магнивании и обладающего адсорбционной способностью по отношению к мелким частицам нерастворимого осадка, предотвращая закупорку пор фильтровальной перегородки

Г5^

Увеличение продолжительности процесса, с одной сто­роны, способствует росту кристаллов гипса, с другой, прояв­лению десорбционных свойств при его старении, что приво­дит к снижению активности гипса. Исходя из этого целесо­образно проведение процесса не более 45—60 мин.

Проведение процесса в оптимальном режиме (темпера­туре 80—90°С, Ж : Т=4 : 1, норма — 80%, продолжительности процесса 10—20 мин) позволяет получить продукт следую­щего химического состава: Р205 — 28%, MgO — 0,7%, СаО— 42%, С02-1,4%.

Полученный обезмагненный флотоконцентрат перераба­тывается на двойной суперфосфат при более высоких тех­нологических и экономических показателях с получением более качественного продукта.

ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Калийные минеральные удобрения

Каждая сельскохозяйственная культура требует поступления множества макро- и микроэлементов для обеспечения своего развития и роста, результатом чего является ее высокая урожайность. И если в почве элементов в достаточном количестве нет, …

Гумат калия — эффективное удобрение

Каждый современный фермер мечтает о стабильном и богатом урожае. Если раньше аграрии надеялись лишь на благоприятные метеоусловия, то на сегодняшний день успешно выращивать растения можно благодаря применению современных агротехнологий.

О ГЕОМЕТРИИ ГАЗОВОГО ФАКЕЛА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ УДОБРЕНИИ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

Одним из перспективных способов получения гранулиро­ванных минеральных удобрений является использование ап­паратов псевдоожиженного слоя. Техника псевдоожижения, с необычайной быстротой внедрившаяся в ряд отраслей про­мышленности, открывает широкие перспективы для произ­водства гранулированных удобрений. …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.