способ переработки фосфатного сырья на обесфторенный фосфат

Формула изобретения

Способ переработки фосфатного сырья на обесфторенный фосфат, включающий смешение фосфатного сырья с фосфорной кислотой и содой и последующий обжиг полученной шихты, отличающийся тем, что фосфатное сырье смешивают предварительно с фосфорной кислотой и процесс ведут до получения в смеси P₂O₅ свободной, равной 0,05 20% а затем добавляют соду в количестве, необходимом для получения в шихте соотношения P₂O₅ лимонорастворимой к P₂O₅ общ. равного (0,29 0,65) 1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения обесфторенных фосфатов, используемых в качестве удобрений и кормовых средств.

Известен способ получения обесфторенных фосфатов путем обработки фосфорита фосфорной кислотой с добавлением соды. По этому способу смешивают фосфорную кислоту с содой. Температуру полученной смеси поддерживают на уровне 90^oC. Далее в другом смесителе смешивают полученную смесь с фосфатным сырьем. Смесь гранулируют на дисковом грануляторе и гранулы подают в печь кипящего слоя и обжигают в присутствии водного пара при температуре сначала 400^oC, а затем 135^oC. Соотношение Na₂O: P₂O₅ (0,65 0,75):1, а соотношение CaO: P₂O₅: Na₂O (3,0 - 3,5):(1,0 1,2):(0,12 0,14).

Недостатком способа является сложность технологического процесса и невысокое содержание в продукте лимонорастворимой формы P₂O₅ (40,4%).

Задача изобретения стабилизировать работу обжигового оборудования, снизить энергозатраты при одновременном сохранении качества получаемого продукта.

Задача решена в предлагаемом способе получения обесфторенных фосфатов, включающем смешение фосфатного сырья с фосфорной кислотой и содой и последующий обжиг полученной шихты, по которому предварительно смешивают фосфатное сырье с фосфорной кислотой и процесс ведут до получения в смеси P₂O₅ своб. равного 0,05 20% а затем добавляют соду в количестве, необходимом для получения в шихте соотношения P₂O₅ лимонорастворимого к P₂O₅ общему, равного (0,29 0,65) 1.

Сущность способа заключается в следующем.

Известно, что процесс высокотемпературной обработки при получении обесфторенного фосфата протекает с образованием жидкой фазы, количество и свойства которой определяют процесс обжига (влияет на скорость разложения и образование спекшихся кусков и т.д.), что в конечном итоге проводит к дестабилизации процесса и получению некондиционного продукта. При предварительном смешении фосфатного сырья с фосфорной кислотой образуется основной реагент в виде монокальций-фосфата, что характеризует прохождение реакции, при этом часть P₂O₅ остается в свободной виде. Однако количество свободной P₂O₅ в смеси, полученной после обработки фосфатного сырья фосфорной кислотой, должно быть строго определено, а именно 0,05 20% от P₂O₅ общ. Уменьшение P₂O₅ своб. приведет к образованию очень густой шихты, что увеличит энергетические затраты на ее перемешивание. Увеличение P₂O₅ своб. в смеси до введения в нее соды более 20% приводит к увеличению сопротивления по газовому тракту, увеличивает пылеунос, приводит к образованию колец во время обжига, что снижает пробег оборудования и выход товарной фракции. Известно, что производительность процесса получения обесфторенных фосфатов зависит от стадии обжига, т. е. от состояния шихты. Целесообразно, чтобы в шихте содержалось большее количество ионов Ca, так как подвижность расплава уменьшается, что предотвращает подплавку и спекание. Количество ионов кальция характеризуется соотношением лимонорастворимой формы P₂O₅ по отношению к общей в шихте, подаваемой на высокотемпературную обработку, и зависит от качества смеси, полученной после взаимодействия фосфатного сырья с фосфорной кислотой и от количества подаваемой затем соды. В свою очередь, как было указано выше, качество продукта взаимодействия фосфатного сырья с фосфорной кислотой зависит от содержания в нем P₂O₅ своб. что обусловлено технологическим режимом проведения процесса (температурой, временем перемешивания и т. д.), а также качеством поступающего сырья. Данные характеристики определяются в каждом отдельном случае, на каждой производственной системе.

Соотношение P₂O₅ лимонорастворимой по отношению к P₂O₅ общ. обусловлено, с одной стороны, качеством получаемого продукта, а с другой стороны, качеством шихты, поступающей на обжиг и определено нами в соотношении (0,29 0,65)1.

Пример 1. 1000 кг фосфатного сырья смешивают с 400 кг фосфорной кислоты концентрацией 2Р% при 60^oC и времени перемешивания 30 мин. В результате получают продукт, содержащий 0,05% P₂O₅своб. К продукту добавляют соду в количестве, обеспечивающем соотношение P₂O₅ лимонорастворимой к P₂O₅ общ. равное 0,65: 1. Процесс ведут при перемешивании. Далее шихту подают на обжиг при 1400^oC. В результате получают обесфторенный фосфат, содержащий P₂O₅ лимонорастворимой 90% Выход товарной фракции составляет 92%

Пример 2. 1000 кг фосфатного сырья смешивают с 456 кг фосфорной кислоты концентрацией 23% при 60^oC и времени перемешивания 20 мин. В результате получают продукт, содержащий 10% P₂O₅своб. К продукту добавляют соду в количестве, обеспечивающем соотношение P₂O₅ лимонорастворимой к P₂O₅ общ. равное 0,45: 1. Процесс ведут при перемешивании. Далее шихту подают на обжиг при 1400^oC. В результате получают обесфторенный фосфат, содержащий P₂O₅ лимонорастворимой 91,5% Выход товарной фракции составляет 83%

Пример 3. 1000 кг фосфатного сырья смешивают с 215 кг фосфорной кислоты концентрацией 52% при 60^oC. Время перемешивания 3 мин. В результате получают продукт, содержащий 20% P₂O₅ своб. К продукту добавляют соду в количестве, обеспечивающем соотношение P₂O₅ лимонорастворимой к P₂O₅ общ. 0,29:1. Процесс ведут при перемешивании. Далее шихту подают на обжиг при 1450^oC. В результате получают обесфторенный фосфат, содержащий P₂O₅ лимонорастворимой 87% Выход товарной фракции составляет 87%

Использование предложенного способа позволит сократить потери сырья и продукта, стабилизировать процесс, исключить образование подплавов и, соответственно, выхода некондиционного продукта и обеспечить наилучшие условия работы аппаратуры по очистке газов.