33 Приведіть класифікацію мінеральним добривам

34. Дайте характеристику фосфатним добривам, а також поясніть технологічну сутність процесів виробництва фосфатних добрив.

Фосфатним добрива -Складні і змішані фосфорні добрива містять не один, а два або і всі три необхідних для живлення рослин елементи, тобто азот, фосфор і калій. Найважливішими з них є так звані амофоси і азофоска.

До амофосів належать дигідрофосфат амонію NH4H2PO4 і гідрофосфат амонію (NH4)2HPO4. Амофоси одержують нейтралізацією розчину фосфатної кислоти розчином амоніаку з наступним упарюванням і кристалізацією солі. Амофоси являють собою дуже цінне складне добриво, яке містить азот і фосфор.

Азофоска — це суміш гідрофосфату амонію (NH4)2HPO4 і нітрату калію KNO3 її одержують кристалізацією з розчину суміші двох солей. Залежно від співвідношення вихідних речовин одержують різні сорти азофоски, які відрізняються між собою процентним вмістом азоту, фосфору і калію.

Сировиною для виробництва фосфорних добрив , фосфорної кислоти і елементарного фосфору служать природні фосфатні руди : апатити і фосфорити . Основним фосфоровмісних компонентом в них є подвійні солі трикальций - фосфату складу3Ca3 ( PO4) 2 CaX ,де Х = F , OH , Cl. Відповідно до цього розрізняють фторапатити ( Х = F ) і гідроксилапатиту ( Х = OH) .Апатити являють собою породи вулканічного походження, мають крупнозернисту структуру і , крім фтор ( гідроксил ) апатиту , містять нефосфатние мінерали , основним з яких є нефелін складуNa2O ( K2O ) Al2O3 2SiO2 .Тому для виробництва фосфорних добрив використовується продукт попереднього збагачення апатитових руд - апатитовий концентрат , що містить до 40 % P2O5 , вихід якого становить близько 20 % від маси апатитового -нефелінових руди.Фосфорити - руди осадового походження , високодисперсних і містять фосфор у вигляді фторапатита і апатітоподобних мінералів змінного складу. Вміст фосфору в фосфоритах коливається від 11 до 30% P2O5.Методи переробки фосфатного сировини істотно залежать від складу руди і можуть бути механічними і хімічними . Механічною обробкою ( подрібненням ) отримують найпростіші фосфорні добрива - фосфоритне борошно та металургійні шлаки. Завданням хімічної переробки природних фосфатів у фосфорні добрива є перетворення нерозчинного трикальційфосфату ( ТКФ ) в такі сполуки фосфору , які легко засвоюються рослинами і є висококонцентрованими , тобто містять можливо більше P2O5 в засвоюваній формі при мінімальній кількості баласту і шкідливих домішок.Хімічна переробка природних фосфатів може бути здійснена трьома методами : хімічним розкладанням , відновленням вуглецем і термічною обробкою. Найбільш поширений метод переробки фосфатного сировини - його розкладання сірчаної , фосфорної або азотної кислотами , що використовується в промислових масштабах для виробництва фосфорних добрив , фосфорної кислоти , фосфору і комплексних добрив на основі сполук фосфору

35. Зробіть технологічну систему виробництва суперфосфату безперервним способом та дайте до неї характеристику.

Сущность производства суперфосфата состоит в разложение природных фосфатов серной кислотой. Процесс получения суперфосфата является много-фазным, гетерогенным процессом. Его можно разбить на два этапа:

На первом этапе происходит диффузия серной кислоты к частицам апатита, сопровождаемая быстрой химической реакцией на поверхности частиц. Про-цесс идет до полного израсходования серной кислоты и кристаллизации CaSO4x0,5H2O:

Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 2,5H2O = 5(CaSO4х0,5H2O) + 3H3PO4 + HF + Q (а)

Продолжительность первого этапа 20-40 минут.

На втором этапе происходит диффузия образовавшейся фосфорной кислоты в порах неразложившихся частиц апатита. Образовавшийся монокальцийфос-фат сначала находится в растворе, при пересыщении которого начинает кри-сталлизоваться. Этот процесс идет очень медленно в течение 5-6 суток.

Ca5F(PO4)3 +7H3PO4 = 5Ca(H2PO4)2 + HF + Q

Такая малая скорость процесса объясняется медленной диффузией фосфорной кислоты через корку монокальцийфосфата, покрывающего зерна апатита.

Оптимальный режим в реакционной камере определяется не только кинетикой реакции и диффузией кислоты, но и структурой образовавшихся кристаллов сульфата кальция, которая влияет на суммарную скорость процесса и качество суперфосфата. Оптимальные условия ведения процесса: концентрация серной кислоты– 67-69%; температура 110-1150С. В этих условиях на поверхности частиц апатита образуется рыхлый пористый слой CaSO4x0,5H2O, и диффузия фосфорной кислоты внутри частиц идет достаточно быстро.

В готовом суперфосфате содержание P2O5 составляет 14-20%, что примерно в два раза ниже, чем в исходном сырье.

Готовый суперфосфат содержит некоторое количество непрореагиро-вавшей фосфорной кислоты, что увеличивает его гигроскопичность. Для уменьшения гигроскопичности суперфосфат смешивают с известняком, фос-форитной мукой или обрабатывают аммиаком.

Технологическая схема производства простого суперфосфата

Существуют периодические, полунепрерывные и непрерывные способы получения суперфосфата. Технологическая схема производства простого су-перфосфата непрерывным способом.

Измельченный апатит или фосфоритовая мука поступает в весовой доза-тор (1), из которого дозируется в смеситель (5). 75%-ная серная кислота не-прерывно разбавляется водой в дозаторе-смесителе (4) до 69% и подается в смеситель (5), где смешивается с апатитом. Образовавшаяся пульпа из смеси-теля подается в реакционную суперфосфатную камеру непрерывного действия (6), где происходит образование суперфосфата. Из камеры суперфосфат пере-дается на склад, где идет его дозревание. Для ускорения дозревания супер-фосфат перемешивают.

Основным аппаратом суперфосфатного производства является су-перфосфатная камера. Наиболее часто используется цилиндрическая вращаю-щаяся камера непрерывного действия (рис.9). Она представляет собой верти-кальный железобетонный цилиндр с футеровкой из кислотоупорных плиток.

Цилиндр вместе с днищем медленно вращается на роликовых опорах вокруг неподвижной полой чугунной трубы 4, предназначенной для выгрузки суперфосфата. Железобетонная крышка камеры неподвижно укреплена на опорах, к ней подвешена вертикальная перегородка 3, отделяющая зону за-грузки от зоны выгрузки.

В зону загрузки через люк в крышке непрерывно поступает суперфос-фатная пульпа из смесителя, в зоне выгрузки у перегородки 3 находится фре-зер 2, вращающийся в направлении противоположном направлению вращения камеры. Камера делает один оборот за 1,5-2 часа. За это время происходит схватывание и затвердевание суперфосфатной массы. Готовый суперфосфат срезается ножами фрезера и проваливается в трубу на транспортер, передаю-щий суперфосфат на склад.