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

ПОЛУЧЕНИЕ ГРАНУЛИРОВАННОГО СУПЕРФОСФАТА

Процесс гранулирования суперфосфата 25-33'259-279 обычно объ­единяется с нейтрализацией свободной кислотности твердыми до­бавками, главным образом, мелом или известняком. В некоторых случаях применяют для нейтрализации 280 феррошлаки (отходы производства ферросплавов), содержащие 43—46% СаО, 13,5— 14% Мп и др. При хранении гранулированного суперфосфата, со­держащего не более 0,5% водорастворимого марганца, не наблю­дается ретроградации водорастворимой и цитратнораствори - Мой Р2О5.

Предложено281 также использовать для нейтрализации супер­фосфата фильтровую жидкость содовых заводов, содержащую карбонаты и бикарбонаты аммония и натрия. Содержание пита­тельных веществ в продукте не уменьшается за счет введения аммиака. Принятый у нас способ гранулирования состоит в окаты­вании нейтрализованного и увлажненного суперфосфата в бара­банном грануляторе с последующей сушкой, дроблением и рассе­вом гранул (рис. 229). Гранулы классифицируются на грохоте по крупности на три фракции: 1) частицы размером свыше 4 мм по­ступают на валковую дробилку, где измельчаются и снова попа­дают на грохот, 2) готовый продукт с размером гранул в основном вт 2 до 4 мм и 3) частицы величиной меньше 2 мм, которые

У 868

Возвращаются на смешение с исходным суперфосфатом (ретур). Количество ретура составляет 20—30% от массы суперфосфата.

Гранулятор70'264 представляет собой вращающийся полый ба­рабан (рис. 230), внутри которого (на расстоянии 1 м от входа)

Расположены направляющие лопасти. На входе и выходе установ­лены подпорные кольца, обеспечивающие определенную рабочую загрузку барабана суперфосфатом. Внутрь барабана подведена труба с тремя форсунками для распыления воды. Для очистки сте­нок барабана от налипающего на них суперфосфата имеется спе­циальный нож (из диабазовых плиток),

Вода в форсунки подается под давлением 4—5 ат. Первая форсунка, через которую вводится 70% воды, установлена на рас­стоянии 6,5 м от выходного отверстия гранулятора, вторая — на расстоянии 5 м и третья — на расстоянии 1 м от выхода. Сушка суперфосфата производится в обычных барабанных прямоточных сушилках70.

В следующих условиях 264 гранулирование протекает с высокими показателями: барабанный гранулятор длиной 7,5 м и диаметром 1,4 м установлен с углом наклона 2°; барабан делает 7,5 об! мин (окружная скорость 0,51 м/сек); при объеме суперфосфата в бара­бане около 3 м3 время окатывания составляет 7 мин. Обеспечи­вается хорошее смачивание суперфосфата водой, распыляемой в Грануляторе форсунками (под давлением 4—5 атм). Продукт в гра - нуляторе смачивается до содержания 15,7% Н20 (на некоторых заводах до 17—18% Н20). Сушильный барабан диаметром 2,2 м И длиной 14 м работает с производительностью до 24,8 т продукта в час при влагосъеме до 70 кг1(ч-м3), что достигается установкой топок с площадью колосниковой решетки 0,1 м2 на 1 м3 объема ба­рабана и отсасывающего вентилятора производительностью 600 м3 на 1 м3 объема сушильного барабана. Температура продукта в процессе сушки не должна превышать 85°, во избежание образо­вания нерастворимых пиро - и метафосфатов кальция. Температура топочных газов, поступающих в сушилку, 600°, а отходящих 100— 120°. Использование в качестве топлива природного газа дает зна­чительную экономию, позволяет повысить качество продукта 282 и улучшить санитарные условия.

Представляет интерес применение для сушки суперфосфата аппаратов со взвешенным слоем 283'284, в которых процесс про­текает в 2—3 раза интенсивнее, чем в сушильном барабане.

Готовый продукт (при переработке апатитового концентрата) содержит 19,9—20,9% усвояемой Р2О5, не выше 2,3% свободной Р205 и 3,0—4,5% влаги.

Ситовая характеристика гранулированного суперфосфата:

Размер частиц, ^

+4..................... 2,8-3,8

-4 + 2 ........................ 82,9 - 90,8

-2+1....................... 13,8-5,0

-2...................... 0,5-0,4

Для уменьшения слеживаемости гранулированного суперфосфа­та и сохранения сыпучести его охлаждают перелопачиванием на складе, а также в процессе его перемещения. На Кедайнском хи­мическом комбинате продукт охлаждают воздухом в специально.

Сконструированном аппарате со взвешенным слоем (рис. 231). Гранулированный суперфосфат после сушилки поступает на на­клонно расположенную сетчатую раму 12 по точке через затворный питатель и скатывается в выгрузное устройство, снабженное за­твором. В перекрестном направлении движению суперфосфата по отверстиям в раме проходит охлаждающий воздух. Производи­тельность аппарата длиной 3 м, шириной 1,4 м и высотой 2,5 жпри поверхности сита 2,3 м составляет 13—14 т/ч продукта. В зимних условиях при температуре поступающего воздуха —5° суперфос­фат охлаждается до 35°, в летних — при температуре воздуха

30° —до 50—45°.

1 — корпус; 2 — осветительный прибор; 3—течка; 4 — пнтатель-затвор; 5 —контргрузы питателя-затвора; 6 —механизм для изменения угла наклона сеточной рамы; 7 —люк; 8 — пусковой клапан; 9 — поворачи­ваемые лопастн; 10 — затвор для отвода охлажденного продукта; //— заслонка; 12 — сетчатая рама; 13 — смотровое окно.

В процессе сушки суперфосфата выделяются газообразные со­единения фтора. Их количество зависит от степени нейтрализации свободной Р2О5. Чем глубже нейтрализация, тем меньше выде­ляется фтора, что объясняется уменьшением парциального давле­ния пара SiF4 при понижении концентрации свободной Н3Р04 в жидкой фазе суперфосфата 285. При указанной выше степени ней­трализации суперфосфата выделяется до 13% фтора от его содер­жания в суперфосфате 286. Газы из сушильного барабана проходят циклонный пылеуловитель и поступают затем в абсорберы, оро­шаемые водой, для улавливания газообразных фтористых соедине­ний. Сточные воды нейтрализуются известью или другими веще­ствами, например нефелином 287>288.

За счет сушки выход гранулированного суперфосфата умень­шается по сравнению с количеством вызревшего суперфосфата, не­смотря на введение известняка для нейтрализации свободной кис­лотности: выход простого суперфосфата на единицу апатитового концентрата равен 1,876, а гранулированного— 1,775.

Процесс гранулирования нуждается в значительных усовершен­ствованиях. В описанном оформлении он громоздок и содержит серьезное противоречие. Современные непрерывные способы разло­жения фосфатов дают возможность применять концентрированную серную кислоту и получать суперфосфат с минимальной влажно­стью— 10%; при гранулировании же суперфосфат увлажняют до 16—18%. Эта излишняя влага удаляется затем в сушильном бара­бане, что связано с дополнительной затратой топлива. Для заво­дов, выпускающих только гранулированный продукт, может пред­ставить интерес гранулирование суперфосфата, полученного разложением апатита кислотой пониженной концентрации (стр. 847).

На некоторых заводах применяются грануляторы (наклонные чаши или диски, планетарные смесители и др.), работающие без увлажнения и сушки суперфосфата 2бз> 268.

Разработан метод гранулирования без увлажнения и сушки су­перфосфата, получаемого из апатитового концентрата 266>272. В гори­зонтальном двухвалковом смесителе в течение 2 мин производится пластификация вызревшего суперфосфата, который затем окаты­вается в гранулы в барабане. Гранулы припудриваются с поверх­ности нейтрализующими добавками или аммонизируются для сни­жения кислотности и придания им прочности. Дальнейшая обра­ботка обычная — рассев на ситах и дробление крупной фракции. Получены гранулы с высокой прочностью; выход продукционной фракции —4 +1 мм составляет около 60%, и фракции —1 мм не более 4—5%.

Некоторые из описанных выше непрерывных методов производ­ства суперфосфата сочетаются с гранулированием 272,289,29°. На­пример, разложением легко разлагаемого фосфата в непрерывном горизонтальном смесителе и сушкой суперфосфатной пульпы в су­шильном барабане можно одновременно получить гранулирован­ный продукт.

Этого можно также достигнуть, если гранулированию под­вергнуть смесь суперфосфата и фосфоритной муки, к которой до­бавлена 55—70%-ная серная кислота в количестве, необходимом Для разложения фосфорита 201.

Получение гранулированного суперфосфата, особенно из фосфо­ритов Каратау, целесообразно сочетать с его аммонизацией. Это позволяет исключить расход известняка на предварительную нейт-

(

Рализацию суперфосфата, увлажнение его и сушку продукта. При­менение аммонизированного гранулированного. суперфосфата (вместо нейтрализованного известняком) имеет ряд преимуществ в условиях среднеазиатских республик, почвы которых содержат более 20% известняка.

Нейтрализация суперфосфата, полученного из фосфоритов Каратау, аммиаком до рН = 4—4,5 не приводит к снижению усво­яемой Р2О5. Содержание водорастворимой Р2О5 снижается лишь на 12—18% и составляет 73—82% от усвояемой Р205. За счет теп­ла, выделяющегося при аммонизации, влажность продукта сни­жается на 4—5%. Содержание азота в конечном суперфосфате со­ставляет 0,7—1,4%.

При аммонизации суперфосфата из фосфоритов Каратау амми­акатами аммиачной селитры или карбамида можно получить сложное гранулированное удобрение с хорошими физическими и агрохимическими свойствами, содержащее 20—21% питательных веществ, в том числе 5—6% азота 292,293.

Переработкой природного фосфата смесью серной кислоты и сульфата аммония (бисульфатом аммония) образуется 294,295 азот - но-фосфорное удобрение, так называемый азотированный супер­фосфат, содержащий 6—10% N и 10,5—14% усвояемой Р2О5. Предварительное прокаливание 296 фосфорита Каратау при 350° ускоряет разложение его смесью серной кислоты и сульфата аммо­ния. За 1 ч степень разложения его смесью 3 вес. ч. H2SO4 и 1 вес. ч. (NH4)2S04 достигает 99%.

На рис. 232 показана технологическая схема производства ам­монизированного гранулированного суперфосфата на Самарканд­ском суперфосфатном заводе 297.

Вызревший кислый суперфосфат после двухкратного измельче­ния на шабмашинах (разбрасывателях) поступает в отделение аммонизации, где с помощью распределительных транспортеров и питателей подается в четыре аммонизационных барабана. Жид­кий аммиак из танков-хранилищ направляется в испарительную станцию. В испарителе, обогреваемом горячей водой, жидкий ам­миак превращается в газ. Газообразный аммиак из испарителя поступает в аммонизатор-гранулятор под слой суперфосфата.

Нейтрализованный продукт из аммонизатора-гранулятора по­средством транспортеров подается на склад через разбрасыватель - шабмашину. На складе суперфосфат в течение 3—4 суток перело­пачивается 3—4 раза мостовым грейферным краном. Происходя­щее при этом понижение температуры суперфосфата до его упаковки благоприятно сказывается на его физических свойствах. Аммонизированный суперфосфат, охлажденный в течение 3—4 су­ток трехкратным перелопачиванием до 28—32°, не слеживается и сохраняет полную сыпучесть в течение 4—5 месяцев.

Охлажденный материал краном подается в бункер, затем с по­мощью транспортеров поступает на фракционный рассев и упа­ковку. Крупная фракция после дробилки возвращается на рассев. Степень использования аммиака составляет 93—96%. Выхлопные газы из аммонизатора содержат 5—8 г/м3 NH3 и направляются на водную абсорбцию. Образующаяся при промывке газов аммиачная вода концентрации 2—2,5% NH3 подается для сиропки 75%-ной серной кислоты, используемой для получения суперфосфата.

Для получения 1 т аммонизированного гранулированного су­перфосфата расходуется 1,02 т кислого суперфосфата и — 190 кг Аммиака.

Примерный состав получаемого продукта (в %): общая Р2О5 — 16,0—16,8; усвояемая Р205— 15,0—15,5; водорастворимая

Р2О5—11,5—12; азот 1,7—1,8; влага 7—8,5; частиц с размерами более 4 мм — 9—11, частиц с размерами более 5 мм — 5,0—6,0; степень разложения фосфорита в готовом продукте 91—93%. Гиг­роскопическая точка аммонизированного суперфосфата при 25° составляет 75—80%.