ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Е. А. Орлов, Н. Н. Треущенко, Б. А. Копылев, Г. В. Бельченко, О. В. Швецов

Ранее проведенные лабораторные исследования [1, 2] по обезмагниванию доломитизированных фосфоритов Кара - тау и Кингисеппа сернистым газом выявили возможность проведения как отдельного процесса декарбонизации с по­лучением фосфатного продукта, пригодного для использова­ния в производстве высококачественной фосфорной кислоты и аммофоса, так и совмещенного процесса обезмагнивания и очистки отходящих газов сернокислотного производства.

С целью отработки технических условий процесса обез­магнивания фосфорита Каратау и Кингисеппа с использова­нием отходящих сернистых газов проведено лабораторное исследование по определению влияния различных техноло­гических параметров (температуры, продолжительности об­работки, количества ступеней контактирования) и состава газовой и жидкой фаз на показатели процессов обезмагни­вания фосфорита и абсорбции двуокиси серы.

Опыты проводили в лабораторном одно - и двухполочном пенном аппарате (0 38 мм) при температуре 60—75°С, про­должительности обработки суспензии от 10 до 30 мин, ско­рости газа 0,5—1,3 м/с, концентрации двуокиси серы в га­зовой смеси 0,082—0,495%, норме SO2 в расчете на карбо­наты исходного фосфорита-—100%, концентрации кислорода в газе 8—20%.

В качестве исходных применяли водные и солевые (0—20% MgS04) суспензии (Ж:Т=2: 1-М: 1) фосмуки Ка­ратау месторождения Аксай, содержащей 24,3% Р2О5, 40% СаО, 3,35% MgO, 8,01% С02 или Кингисеппского флото - концентрата, содержащего 26,97% Р2О5, 42,7% СаО, 2,96% MgO, 7,5% C02l 1,12% Fe203.

Диапазон температур выбран на основе полученных нами ранее данных [2] и объясняется следующими сообра­жениями.

Известно, что повышение температуры благоприятно влияет на скорость процесса окисления S02 в жидкой фазе [3]. С другой стороны, это повышение приводит к уменьше­нию растворимости кислорода и S02. В зависимости от пре­обладания того или иного фактора процесс абсорбции с по­вышением температуры может улучшаться или ухудшаться.

Растворимость S02 уменьшается при увеличении темпе­ратуры от 40 до 75 °С ~ в 2—2,5 раза, а кислорода ~ в 1,3 раза, т. е. с повышением температуры величина от­ношения концентраций кислорода и S02 в жидкой фазе уве­личивается.

В связи с тем, что при абсорбции S02 с одновременным ее окислением (т. е. в сульфатном режиме) процесс не зави­сит от концентрации S02, а определяется концентрацией кислорода и, в конечном счете, его растворимостью, увеличе­ние соотношения Со3: Cso2 будет способствовать ускорению процесса в целом.

На основании этого сделано заключение, что на степень абсорбции S02 оказывает воздействие не столько концентра­ция S02 и кислорода в газовой фазе, сколько их концентра­ционное соотношение Со,(г): Csoa(r>- С его увеличением соответственно возрастает это соотношение в жидкой фазе. Этим, по-видимому, и обусловливается увеличение степени абсорбции S02 при возрастании температуры в диапазоне от 20 до 75 °С, о чем свидетельствуют ранее полученные данные [1].

Как видно из рис. 1, при постоянной температуре (75 °С) увеличение отношения Со,'. Cso3 в газе в 3—4 раза незначи­тельно сказывается на степени абсорбции S02 (опыты про­ведены на Кингисеппском флотоконцентрате).

Степень поглощения S02 водной суспензией фосфорита Каратау при 60—75°С и 20%-ной концентрации кислорода в газе на одной полке пенного аппарата составляет 75—80% (кривая 1, рис. 2), а концентрация S02 на выходе-»-0—0,13% в зависимости от начальной концентрации S02.

При уменьшении концентрации кислорода в газе до 8% степень абсорбции снижается в 1,2—1,4 раза (кривая 2, рис. 2).

ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

W

90 ~

60 -

Г » « » »

Рис. 1. Влияние отношения концентраций кислорода и двуокиси серы в газе на степень абсорбции S02

ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Рнс. 2. Влияние концентраций кислорода и дву - окйси серы на степень абсорбции S02: 1 — 20% 02 однополочный пенный аппарат; 2 — 8% Oj однополочный пенный аппарат; 3 — 20% 02 двух - полочный пенный аппарат; 4 — 8% 02 двухполоч - ный пенный аппарат

Применение двухполочного пенного аппарата позволяет увеличить степень абсорбции S02 при использовании газов, содержащих 0,1—0,5% S02 и 20% кислорода, до 85—95%, а при работе с газом, имитирующим состав отходящих газов сернокислотного производства, до 70—75% (кривые 3 и 4, рис. 2).

ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Рис. 3. Влияние начальной концентрации двуокиси серы в газе на конечную концентрацию S02 и скорость аб­сорбции двуокиси серы: / — CSOa кон =/7Cs0., нач 2 —

Уабс =f/CSQ, «ач

Зависимость концентрации двуокиси серы в газе, выхо­дящем из аппарата, от начальной концентрации S02 выра­жается прямой линией (кривая /, рис. 3). Это позволяет осуществить расчеты по определению необходимого коли­чества ступеней контактирования для достижения высокой степени абсорбции при различных начальных концентрациях S02.

Так, при Cso вход. =0,2%, Wr=l,0 м/с и степени погло­щения S02 ~ 75% концентрация S02 после первой ступени контактирования будет составлять 0,2(1—0,75) =0,05%, а после второй ступени 0,05(1—0,75) =0,0125%, что соответст­вует усредненным значениям, полученным при проведении лабораторных исследований.

При поглощении двуокиси серы водными суспензиями доломитизированных фосфоритов во всем диапазоне кон­центраций SOz (0,082—0,495%) и кислорода (8—20%) в газовой смеси наблюдаются 100%-ная степень окисления абсорбированной двуокиси серы и высокая скорость абсорб­ции.

Скорость поглощения S02 зависит в основном от вели­чины движущей силы абсорбции. Об этом свидетельствует характер зависимости Vaac=dCldx=f(Cso вход.)» представ­ленной на рис. 3 (кривая 2).

Коэффициент абсорбции двуокиси серы возрастает при увеличении скорости газа в аппарате от 1,5 до 3,0 м/с (со­гласно ранее проведенным опытным исследованиям), от 4000 до 6000—8000 м/ч, что в 2—4 раза превосходит показа­тели абсорбции S02 водой.

На скорость процесса обезмагнивания фосфорита, на­ряду с изучавшимся ранее влиянием температуры и состава газовой фазы [2], большое воздействие оказывает продол­жительность обработки суспензии в пенном аппарате.

Так, за 10 мин при температуре 75°С и Со„ =20% из фосмуки Каратау извлекается 33% MgO и 35% С02, а за 30 мин — 66% MgO и 67,3% С02. При снижении концентра­ции кислорода в газовой смеси до 8% Для достижения рав­ноценных показателей требуется увеличение продолжитель­ности обработки в 1,3—1,5 раза, т. е. до 40—45 мин. В обез - магненном фосфорите при этом остается 1—1,4% MgO (т=20—30 мин). Вследствие проведения процесса при доста­точно высоких значениях рН (~3—3,8) извлечения P2Os ъ жидкую фазу практически не наблюдается.

В специальной серии опытов изучали влияние состава жидкой фазы на показатели процессов окисления и абсорб­ции S02 и обезмагнивания фосфоритов.

Повышение концентрации сульфата магния в растворе от 1 до 20% приводит к значительному снижению величины активности водородных ионов (ан.+), рассчитанной на основе значений рН раствора: ан+=—lg[H+].

Присутствие в растворе 3—8% MgS04 практически не сказывается на величине «н+ и степени окисления, состав­ляющей 100%- *

При концентрации сульфата магния выше 10% величина gh+ составляет лишь Ю-5 г-ион/л, а в жидкой фазе обнару­живаются сульфит-ионы, что свидетельствует о неполном окислении S02.

При этом соответственно наблюдается снижение ~ в 1,5—2,5 раза степени обезмагнивания фосфорита (рис. 1). Очевидно, оптимальным диапазоном для ведения процесса обезмагнивания является рН=3—4, что соответст­вует величине 10~3—10-4 г-ион/л. Выход за пределы этого диапазона ведет либо к значительному замедлению

ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Рис. 4. Влияние величины активности водородных ионов в растворе на степень обезмагнивания н де­карбонизации фосфоритов Кингисеппа

Ыхшлт! , I_______ , ■ ________________

IO-'tf5 НСГ4 210-1 З.«гч И^Гг-им^

Ь

Процесса обезмагнивания, либо к снижению селективности процесса, выражающемуся в извлечении части Р2О5 в рас­твор.

Использование метода полного факторного эксперимента позволило вывести уравнения регрессии, справедливые в ис­следованном температурном и концентрационном диапазоне: /(х,)=60—75 °С, T(xj= Ю-30 мин, Со, ^ =8—20%; CMbso<№)=0—10%.

В частности, для Кингисеппского флотоконцентрата при Wr=0,7 м/с:

Г)мво=35+4 (х,) +10 (х2) +12 (ж3) —4 (х4); т]со, = 32+3 (х,) +11 (х2) + 6 (х3) —4 (х4).

Таким образом, проведенные нами исследования пока­зали возможность достижения высоких показателей абсорб­ции S02 (~70—80%) и обезмагнивания фосфорита (~70%У при обработке водных суспензий фосфоритов Каратау в

Кингисеппа двуокисью серы в однополочном пенном аппа­рате в течение 20—30 мин при 60—75 °С, норме S02 — 100%, концентрации кислорода — 20%.

Применение двухполочного пенного аппарата и увеличе­ние продолжительности обработки до 40—50 мин обеспечи­вает достижение подобных показателей абсорбции и обез- магнивания при использовании газа с низким содержанием кислорода (8—10%) и солевых суспензий фосфорита (10— 15%-иого раствора MgS04).

Полученные данные могут быть использованы при про­верке метода сернокислотного обезмагнивания в опытах и опытно-промышленных масштабах.

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.

ФАЗОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФТОРИСТЫХ СОЕДИНЕНИИ ПРИ АЗОТНОКИСЛОТНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ФОСФАТОВ

При производстве сложных удобрений по азотнокислот - ному методу фтор фосфатного сырья почти полностью пере­ходит в конечный продукт, что недопустимо в экономическом и экологическом отношениях. Изучению распределения фтора по фазам …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

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