ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

О ПОЛУЧЕНИИ ДВОЙНОГО СУПЕРФОСФАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАГНИЙСОДЕРЖАЩЕЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Как известно [1], в настоящее время для получения двойного суперфосфата в СССР применяют в качестве пер­вичного фосфатного сырья апатитовый концентрат (на ста­дии экстракции фосфорной кислоты), а в качестве вторич­ного - флотоконцентраты апатита либо кингисеппских фос­форитов.

Вопрос об использовании в указанных производствах растворов экстракционной фосфорной кислоты, получаемой из магнийсодержащих фосфоритов, до сих пор не решен, так как по данным лабораторных исследований [2—3] нейтрализация кислоты ионами магния приводит к резкому снижению степени разложения природного фосфата.

Заметим, что в реальных растворах экстракционной фосфорной кислоты, например, полученной из фосфоритов Каратау, наряду с катионами Mg2+, Al3+, Fe3+ присутствуют анионы S042-, SiF62-, F-. Соответственно, отношение MgO: S03 в кислоте может изменяться в широких пределах {~ от 0,7 до 2,5) в зависимости от состава сырья и режима экстракции [5, 6].

В связи с этим представляет интерес получение в сопо­ставимых условиях данных по разложению природного фос­форита в фосфорнокислотных растворах, содержащих при­меси как фосфата, так и сульфата магния.

Для проведения опытов были использованы модельные растворы концентрации 48—55% Р2О5, приготовленные на основе термической или полученной из апатита (Волховский алюминиевый завод им. С. М. Кирова) упаренной экстрак­ционной фосфорной кислоты (состав, мас. %: Р2О5 —49,4; СаО —0,2; S03 —0,03: R203— 1,3; F —0,8).

В качестве вторичного фосфатного сырья был применен образец фосфорита Каратау, частично обезмагненный обра боткой раствором сульфата магния в серной кислоте [7] * содержащий в мае. %: Р205 —23,1; СаО —38,3; MgO —2,4; S04 —8,5; R2O3— 1,8.

Разложение фосфорита проводили стехиометрической нормой фосфорной кислоты, рассчитанной с учетом концент рации различных примесей (в том числе и сульфата каль­ция) в фосфорите и в фосфорной кислоте [1]. Смешение реагентов осуществляли при 50 °С в реакторе с мешалкой. Полученную пульпу выдерживали 1 ч в воздушном термо­стате при 80 °С (имитация вызревания суперфосфатной массы в камере). Сушку продукта после «камеры» осу ществляли при 80 °С в течение 3 ч. Степень разложения фосфорита определяли после предварительной отмывки на­вески (~2 г) от усвояемых форм Р205 по методике, описан­ной ранее [8].

Результаты проведенных исследований показывают (табл. 1—3), что введение ионов магния в термическую илі экстракционную фосфорную кислоту как в виде фосфатных, так и сульфатных соединений приводит к снижению степени разложения фосфорита. Так, при содержании лишь 1,4% сульфата магния в растворе термической фосфорной кис лоты концентрации 50% Р2О5 степень разложения фосфоритг уменьшается в камерном продукте от 77 (в отсутствие суль­фата магния) до 73%, а в продукте после сушки от 80 дс 76% соответственно. Увеличение содержания сульфата маг ния до 8% снижает степень разложения фосфорита в «ка мерном» продукте и в продукте после сушки на 24 абс. % - от 77 до 53 и от 80 до 56% соответственно (табл. 1, рис. 1)

С увеличением концентрации фосфорной кислоты отри цательное влияние сульфата магния несколько усиливает^ (см. табл. 1). При этом добавки сульфата магния в терми ческую фосфорную кислоту независимо от концентрацш последней в равной степени уменьшают разложение фосфо рита как в продукте после камеры, так и после его высуши­вания (см. рис. 1, кривые / и /').

Цпонно-коагуляционных процессов при смешении реагентов. На это указывает, в частности, меньшая скорость загусте - вания пульпы по сравнению с таковой в опытах с использо­ванием растворов термической фосфорной кислоты.

При обработке использованного образца обезмагненного юсфорита растворами экстракционной фосфорной кислоты, ,астично нейтрализованной окисью магния, также наблю­далось снижение степени разложения фосфата (см. табл. 2, пс. 1), особенно при содержании фосфата магния (в пере­чете на MgO) более 1,5%. Так, при содержании в фосфор­ом кислоте 1,3% MgO степень разложения фосфорита со - іавляет 64% в продукте после «камеры» и 66% — в про­дукте после сушки, при 2% MgO — 57 и 60% по сравнению 70 и 75% соответственно — в отсутствие ионов магния.

Установленное отрицательное влияние примесей соедине - ий магния на процесс разложения фосфорита обусловлено, идимо, как уменьшением растворимости монокальцийфос - іата в присутствии ионов магния [1, 9], так и образованием їламовьіх покровов из кристаллов сульфата кальция на ернах природного фосфата.

Указанные предположения подтверждаются представлен­ими в табл. 3 результатами опытов по разложению обез - агненного фосфорита растворами экстракционной фосфор - ой кислоты с различным мольным отношением MgO: SO3 опытах с использованием фосфорнокислотных растворов, одержащих примесь свободной серной кислоты, при расчете гехиометрической нормы учитывали количество фосфорной ислоты, образующейся в результате реакции серной кис - оты с природным фосфатом, и убыль последнего). Как видно из табл. 3, наличие в исходном растворе сво­дной серной кислоты (от 0,5 до 2%) мало сказывается на нечной степени разложения фосфорита. Так, при исполь - | вании раствора, содержащего 1,3% MgS04 (0,43% MgO, •?0:S03—1) степень разложения в продукте составляла, а после сушки — 73%. При концентрации серной кислоты о (MgO : S03=0,2) степень разложения фосфорита в ка - рном продукте несколько возрастает (в среднем до 70%), в продукте после сушки практически остается неизменной составляет 71%. В отличие от этого добавка в раствор в продукте после сушки — на о аи«_. ю - г— ш 'їси магния уменьшает степень разложения фосфорита.

,/ч "Наблюдаемое меньшее снижение степени разложен» j, j3 прИведенных данных видно, что с увеличением кон - сЬосфооита при использовании экстракционной ФосФ°Рн#нтрации фосфата магния до 1 и 2% MgO степень разло - vH^nnTUT і CD кпивые / и 2, рис. 1), по-видимому, ооуслои_НПя фосфорита снижается в продукте после камеры от лёно несколькоР иными условиями протекания кристаллизЯ