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

ПРОИЗВОДСТВО СУПЕРФОСФАТА

Суперфосфатный завод состоит из склада фосфатного сырья и хранилищ серной кислоты, операционного отделения для разложе­ния фосфата серной кислотой и склада суперфосфата, где происхо­дит дозревание и дообработка (измельчение) продукта и иногда его нейтрализация твердыми добавками 33• 46-77- 2°6-2'2. в операцион­ном отделении устанавливается также аппаратура для абсорбции фтористых газов (см. гл. XXXI), выделяющихся при разложении фосфата в смесителе и суперфосфатной камере.

Измельченный фосфат из железнодорожных вагонов выгру­жается электромеханическими лопатами и с помощью различных транспортных механизмов (скреперы, элеваторы, шнеки, ленточ­ные транспортеры, пневмотранспортные трубы и др.) подается в силосные склады. Во избежание зависания муки в силосах, их стенки и днища обкладываются пористыми плитками, через кото­рые подают сжатый воздух. Из силосов муку подают с помощью элеватора и прямого и обратного шнеков в небольшой бункер, рас­положенный над полуавтоматическими весами.

Серную кислоту перекачивают центробежными насосами в на­порный бак, откуда она поступает в мерник. При периодическом способе производства порции муки и серной кислоты смешиваются в смесителе в течение 1—2 мин, и пульпа, с помощью клапана в дне смесителя, спускается в камеру. В зависимости от объема ка­меры устанавливают один или два смесителя. Количество «заме­сов» колеблется от 50 до 130. Время загрузки камеры составляет 0,8—2,5 ч.

По окончании загрузки и созревания суперфосфат выгружают из камеры фрезерным механизмом и направляют на склад, где он хранится в кучах высотой до 8—10 м. При подаче на склад супер­фосфат охлаждается распылением с помощью разбрасывателя. Периодически (2—3 раза) его перелопачивают грейферными кра-

Нами или экскаваторами. Общее время складского хранения со­ставляет 2—3 недели.

Дозревший суперфосфат смешивают с нейтрализующими до­бавками во вращающемся барабане. Перед отгрузкой слежав­шийся суперфосфат должен быть измельчен. С этой целью супер­фосфат сначала просеивают на вибрационных грохотах, а не про­шедшие через сито комки дробят на валковых дробилках или дезинтеграторах.

Полунепрерывный метод отличается от периодического лишь способом смешения реагентов. Фосфат и серная кислота дозиру­ются с помощью питателей непрерывного действия. Так же непре­рывно производится смешение фосфата с серной кислотой. Пульпа непрерывно поступает в камеру, после заполнения которой пита­ние прекращается. В дальнейшем процесс протекает так же, как и в периодическом способе.

Производство суперфосфата непрерывным методом отличается не только непрерывной дозировкой и смешением реагентов, но также и вызреванием суперфосфата в непрерывно действующей камере. На рис. 223 представлена схема непрерывной установки с горизонтальной кольцевой вращающейся суперфосфатной камерой (Мориц-Стандерт) 68. Кроме улучшения физико-химических усло­вий разложения фосфата, непрерывный метод является более эко­номичным: он требует меньшей затраты рабочей силы и меньших капиталовложений, облегчает возможность автоматизации приготов­ления серной кислоты нужной концентрации и дозировки обоих реа­гентов. Значительно улучшаются условия труда. Непрерывный спо­соб применяется и с другими суперфосфатными камерами (Брод - филда, Максвелла, камерами с пульсирующей выгрузкой и т. д.).

По непрерывному способу Саккетта получения суперфосфата во взвешенном состоянии 33>64-74, измельченный фосфат дозируется в горизонтальный желоб, в который нагнетается воздух. Воздуш­ный поток увлекает фосфатную муку и вводит ее тангенциально в цилиндрическую башню, в которой происходит разложение фос­фата серной кислотой. Серная кислота (71%) подается в башню насосом через распылительное сопло, образуя распыленную кону­сообразную струю с углом 60°, встречающуюся с циклонно-турбу - лентным облаком фосфатной муки. Достигается хорошее переме­шивание компонентов. Пульпа падает на дно башни и поступает во вспомогательный горизонтальный смеситель, а оттуда в камеру - транспортер. Такая установка производит 45 т суперфосфата в час.

Выделение фтористых газов

В операционном отделении выделяются в газовую фазу в сред­нем следующие количества фтора (в виде SiF4) по отношению к его содержанию в фосфатах2,3-221: из марокканского фосфорита — 25%, из флоридского — 21%, из теннессийского — 35,5%, из апатитового концентрата — 40—50%. Добавка кремнегеля к фосфатам, содер­жащим недостаточное количество SiC>2, увеличивает выход фто­ра222. Добавка СаСОз, доломита или MgC03 в пульпу в количе­стве ~2% от апатита, способствует увеличению выхода фтора вследствие увеличения пористости суперфосфатной массы и интен­сификации газовыделения 223.

Количество выделяющегося фтора зависит от температуры в смесителе216'217: с увеличением температуры до 105° и выше выход фтора достигает максимальной величины. С ростом концентрации серной кислоты увеличивается концентрация Н3Р04 в жидкой фазе суперфосфатной массы и растет43 парциальное давление пара SiF4, в связи с чем также увеличивается степень выделения фтора.

Непрерывное смешение реагентов, позволяющее применять кон­центрированную серную кислоту, способствует увеличению выхода фтора. Повышенная норма серной кислоты, увеличивая степень разложения фосфата в смесителе и камере, тоже увеличивает сте­пень выделения фтора. Одним из условий наиболее полного выде­ления фтора является поддержание достаточно высокого (не мень­ше 20 мм вод. ст.) разрежения в смесителе и в камере с помощью отсасывающего вентилятора. Причиной неполного выделения фтора является резкое уменьшение давления пара SiF4 с понижением кон­центрации H2SiF6 в жидкой фазе по мере вызревания суперфос­фата. Затвердевание суперфосфата в камере также затрудняет вы­деление газообразного четырехфтористого кремния.

Концентрация отходящих газов находится в пределах 15—35 г фтора в 1 м3 газа. Значительные колебания в составе газа объяс­няются подсосами воздуха.