книги из ГПНТБ / Вишнякова А.А. Фосфорные удобрения из каратауских, гулиобских и других фосфоритов
.pdfПо всей вероятности, и различная физическая структура фос форитов Гулиоб и Каратау сказывается на скорости их разложе
ния. Очевидно, фосфорит Гулиоб обладает |
внутренней |
удельной |
|||||||
поверхностью, значительно превышающей |
поверхность |
фосфорита |
|||||||
Каратау и апатита. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Это предположение требует прямого экспериментального дока |
|||||||||
зательства. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Влияние |
нормы |
фосфорной |
кислоты |
на степень |
разложения |
||||
фосфата. Влияние |
нормы Н 3 Р 0 4 |
на степень разложения |
фосфатов |
||||||
сводится к влиянию отношения Ж : Т. Полученные |
при |
изучении |
|||||||
кинетики |
разложения фосфорита |
Гулиоб |
( Ж : Т = 3 0 : 1 ) резуль |
||||||
таты однозначно показывают, |
что увеличение соотношения Ж : Т |
||||||||
(нормы) |
благоприятно влияет |
на скорость и степень |
разложения |
||||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л н ц а |
14 |
||
|
|
|
|
!<р |
флотконцентрата в % прі |
различной |
|||
|
|
Компонент |
|
норме Н 3 Р 0 , |
(К от стехиометрии) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
90 |
100 |
|
110 |
|
Н 2 0 |
|
|
|
9.64 |
12,91 |
12,66 |
|||
Нерастворимый остаток |
|
6.51 |
6,02 |
|
5.66 |
||||
Р-.0, общ. |
|
|
47,80 |
45,40 |
46,60 |
||||
Р->05 уев. |
|
|
46,70 |
45,10 |
47,30 |
||||
Р...05 |
вод. |
|
|
44,00 |
43,20 |
44,80 |
|||
Р>65 |
своб. |
|
|
5,82 |
7,58 |
|
8,62 |
||
РоСч своб. Ф.,05 общ. |
|
12 15 |
16,70 |
18,50 |
|||||
Р 2 0 3 |
вод./р..03 общ. |
|
92,00 |
95,25 . |
96,00 |
||||
Р 2 0 5 |
усв./Р-ГОз общ. |
|
97,75 |
99,25 |
101,5 |
|
|||
КР |
|
|
|
|
9',40 |
97,00 |
100,00 |
||
|
|
|
|
|
2,128 |
2,445 |
|
2,593 |
|
Ж : Т |
|
|
1,6775: 1 |
1,785:1 |
1,962:1 |
||||
данного фосфорита фосфорной кислотой. Очевидно, эти закономер ности сохраняются и для более низких соотношений Ж : Т, отвеча ющих условиям получения двойного суперфосфата. Об этом свиде тельствуют данные [145, 146], полученные при разложении фосфо рита Каратау и апатита фосфорной кислотой при разных ее нормах.
Мы поставили себе задачей найти такую норму кислоты, кото рая обеспечивала бы достаточную степень разложения фосфорита при незавышенном расходе Н 3 Р 0 4 .
Так как флотконцентрат Гулиоб по гранулометрическому со ставу не соответствует стандарту на фосфатное сырье, влияние нормы фосфорной кислоты на степень разложения его мы прово дили на предварительно измельченном сырье. Оптимальная кон центрация фосфорной кислоты (46—82% Р2О5) и температура (80°С) в опытах были постоянными. Состав камерного двойного суперфосфата в зависимости от нормы Н 3 Р 0 4 приведен в табл. 14,
а изохрона |
(90 мин.)-изотерма (80°С) |
зависимости К Р от |
нормы |
Н3РО4 — на |
рис. 30. Установлено, что |
скорость разложения |
стан- |
Норта Н3Р04,%от стехиометрии
Рис. 30. Влияние нормы |
Н 3 Р 0 4 |
на степень |
разю- |
|||
жения флотконцентрата Гулиоб (t=80°C. т=90 мин., |
||||||
|
С = 46,82% |
РоО.): |
|
|||
7 - Р а О л |
в о д / Р а 0 5 |
общ; |
2 - Р а |
0 3 своб./Р,0., общ; |
|
|
3— Pa Oj |
у с в . / Р , 0 5 |
общ.; '/—степень |
разложения. |
|
||
дартного, по ситовому |
составу, |
флотконцентрата |
Гулиоб резко |
|||
повышается с увеличением нормы фосфорной кислоты. Например,
при норме 90% |
от стехио |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
метрии, |
после |
90 |
|
мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
взаимодействия |
|
компо |
|
|
|
|
|
|
|
І |
||||
нентов |
|
/Ср |
составляет |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
91,4%, а при стехиометри- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ческой норме — 97%. |
При |
|
|
|
|
|
|
- 30 |
||||||
10%-ном избытке кислоты |
|
|
|
|
|
|
||||||||
сверх |
стехиометрии |
|
наб |
|
|
|
|
|
|
• 25 |
||||
людается |
полное |
разло |
|
|
|
|
|
|
•20 |
|||||
жение |
фосфатных |
мине |
|
|
|
|
|
|
||||||
ралов. |
|
образом, |
по |
|
|
|
|
|
|
-15 |
|
|||
|
Таким |
|
|
|
|
|
|
- W |
||||||
скольку |
предусматривает |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
- 5 |
|
|||||||
ся |
дозревание |
продукта |
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|||||
на |
складе, достаточно |
ве |
|
|
|
|
|
|
||||||
сти разложение с 5%-ным |
|
|
Время, |
сутки |
|
|||||||||
избытком |
кислоты, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
явится, |
по нашему |
мне |
Рис. 31. Скорость |
вызревания |
двойного |
су |
||||||||
нию, оптимальной нормой. |
перфосфата |
из |
фосфоритов |
Гулиоб: |
|
|||||||||
|
Дозревание |
двойного |
/, 2 - с т е п е н ь разложения; |
/ ' 2 ' - Р 3 |
О л |
50 |
с в о б . / Р а 0 5 |
обш |
||||||
суперфосфата |
и стабиль- |
при концентрации |
Н 3 Р О , |
46,8 (/) |
и |
(2) % Р 3 0 5 . |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ность состава во времени. Скорость дозревания двойного суперфос фата на основе фосфорита Гулиоб высокая. Изучение кинетики вы-
зревания при комнатной температуре показало, что этот процесс полностью заканчивается спустя 1—3 суток (табл. 15, рис. 31). До зревание двойного суперфосфата из других фосфоритов длится, как известно 15—25 суток, в зависимости от состава сырья [82].
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
15 |
|||
Продол |
|
Состаз |
суперфосфата, % |
|
Р2 0-,своб. |
Р а 0 5 |
вод. |
|
уев. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
житель |
|
нераство |
|
|
|
|
|
Р і 0 5 ра о5 |
обит:' |
P.j03 |
обш. ' Р а 0 5 |
общ. ' |
|
|
|||||
ность вы |
|
P".Os |
Р-,0 |
5 |
Р 2 |
0 5 |
|
|
|||||||||||
зревания |
|
римый |
общ. |
уев. |
оод. |
своб. |
|
К |
|
|
К |
|
% |
|
|
||||
|
|
|
остаток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Концентрация |
Н3 РО, — 46,82 |
?0 |
Р?05 , норма — 100% от стехиометрии* |
|
||||||||||||||
90 мин. |
12,91 |
6,02 |
45,40 45,10, •13,20 |
7,58 |
16,70 |
|
95,25 |
99,25 |
97,00 |
||||||||||
6 |
сут. |
10,84 |
6,11 |
47.30 |
'7,80145,70 |
5,15 |
10,87 |
|
96,50 |
100,80 |
100,00 |
||||||||
|
су г. |
|
|
|
49,00 4J.10 46,75 |
3,46 |
7,07 |
|
95,50 |
100,10 |
100,00 |
||||||||
15 сут |
|
|
|
49,56 49,98 47,15 4,13 |
8,35 |
|
95,05 |
100,60 |
100,00 |
||||||||||
|
Концентрация |
Н3 РО, |
-46,82% |
Р..Д-,, норма — 105% от стехиометрии |
|
||||||||||||||
90 |
мни. 14,95 |
|
|
44,65 -13,20 42,62 12,35 |
27,70 |
|
95,50 |
96,70 |
85,80 |
||||||||||
1 сут. |
13,30 |
— |
|
45,00 45,30 42,25 |
7,25 |
16,10 |
|
94,00 |
100,80 |
100,00 |
|||||||||
3 |
сут. |
12,30 |
— |
|
45,50 46,65 44,90 |
5,80 |
12,47 |
|
96,60 |
100,10 |
100,00 |
||||||||
6 |
сут. |
14,37 |
— |
|
45,10 45,2543,3: |
4,91 |
10,87 |
|
96,00 |
100.30 |
100,00 |
||||||||
|
|
Концентрация |
HjPO, — 50% |
РО:,, норма —105% |
от стехиометрии |
|
|||||||||||||
90 мин. |
12,00 |
5,96 |
•7,40 •15,25 44,00 10,27 |
21,70 |
|
92.80 |
97,00 |
S7.05 |
|||||||||||
1 сут. |
12,00 |
6,01 |
47,4 |
-17,10 45,90 |
8.08 |
17,05 |
|
98,00 |
99,30 |
97,00 |
|||||||||
3 |
сут. |
11,90 |
5,83 |
47,90 |
17,9J |
46.5( |
7,07 |
I 1,80 |
|
97,00 |
100,00 |
100,00 |
|||||||
|
* Суперфосфат |
пригот івлсн |
из |
тонко |
измельченного флотконцентрата |
||||||||||||||
(муки). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Некоторое падение свободной кислотности, наблюдаемое и пос |
||||||||||||||||||
ле 100%-його растворения |
|
фосфатных |
минералов, |
объясняется |
|||||||||||||||
разложением других компонентов фосфорита, |
в |
частности |
полу |
||||||||||||||||
торных окислов, скорость разложения которых невелика. |
|
|
|
||||||||||||||||
|
Вызревший двойной суперфосфат, полученный на основе флот- |
||||||||||||||||||
концентрата Гулиоб и фосфорной кислоты |
в 5%-ном |
избытке от |
|||||||||||||||||
стехиометрии, |
содержит |
в зависимости от влажности |
(9—12% |
||||||||||||||||
Н 2 0 ) |
47—49% усвояемой |
Р 2 0 5 , |
в том числе |
96—97 % Р2О5 вод. и |
|||||||||||||||
4—6% |
Р 2 0 5 |
своб. |
химического |
состава |
двойного |
суперфосфата |
из |
||||||||||||
|
Исследование |
||||||||||||||||||
фосфоритов Гулиоб, в зависимости от времени |
хранения |
(до 4 ме |
|||||||||||||||||
сяцев) |
дало следующие результаты (в % ) : |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
Компонент |
|
|
90 |
минут |
29 суток |
|
40 суток |
127 суток |
|||||||||
|
Н 2 0 |
|
|
остаток |
|
22,13 |
|
12,20 |
|
|
12,20 |
|
|
8,89 |
|||||
|
Нерастворимый |
|
|
5,80 |
|
6,38 |
|
|
6,76 |
|
|
6,70- |
|||||||
|
Р , 0 5 общ. |
|
|
|
|
41,95 |
|
46,10 |
|
|
46,70 |
|
|
49,00 |
|||||
Ро05 |
уев. |
40,10 |
46,10 |
46,70 |
4^,50 |
|
Р 2 0 |
5 |
вод. |
39,14 |
43,70 |
43,12 |
48,10 |
р..05 |
|
своб. |
10,93 |
5,50 |
5,89 |
5,82 |
Р - А |
|
в о д . / Р А общ. |
93,50 |
94,75 |
92,45 |
98,00 |
Р А |
|
усв./Р2 03 общ. |
95,70 |
100,00 |
100,00 |
101,00 |
|
|
|
80,38 |
100,00 |
100,00 |
100,00 |
Приведенные данные свидетельствуют о полной стабильности усвояемых форм фосфора.
|
§ 12. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ |
ПОЛУЧЕНИЯ |
|||||
|
|
|
|
Д В О Й Н О Г О СУПЕРФОСФАТА |
|||
Обзор литературных |
данных |
и наши |
исследования |
[208, 214] |
|||
показывают, |
что процесс |
фосфорнокислотного разложения |
фосфа |
||||
тов протекает с малыми |
скоростями |
и степень |
использования |
||||
дефицитного |
фосфатного |
сырья |
крайне |
низка. Это ощутимо |
преж |
||
де всего при ведении процесса |
получения двойного |
суперфосфата |
|||||
по поточной |
схеме и в меньшей |
степени — по камерной. Низкий |
|||||
коэффициент |
разложения фосфатов — за исключением |
фосфоритов |
|||||
Гулиоб — иа |
стадии камерного |
разложения обусловливает |
необ |
||||
ходимость сохранения таких нерациональных этапов как длитель
ное складское вызревание продукта. Таким |
образом, изыскание |
||||
путей интенсификации |
этих процессов — одна из основных задач, |
||||
которые должна решать наша |
фосфатная |
промышленность. Ре |
|||
зультаты научно-исследовательских работ в этом плане |
показы |
||||
вают, что решение проблемы |
можно осуществить |
следующими |
|||
путями: |
|
|
|
|
|
1) введением в систему СаО—MgO—Р2О5—Н2 0 ионов, ускоря |
|||||
ющих данный процесс, например, нитрат-иона |
в виде |
HNO3 |
|||
NH4NO3, Ca(N0 3 ) 2 , нитратов микроэлементов |
[208, 210]. Этот путь |
||||
одинаково эффективен |
и для камерного, и для поточного |
способа |
|||
производства двойного |
суперфосфата; |
|
|
|
|
2)повышением концентрации фосфорной кислоты, применяе мой для разложения вторичного фосфата [82] (для поточного полу чения двойного суперфосфата);
3)увеличением (при поточном способе производства двойного суперфосфата) соотношения исходных компонентов (кислоты и
-фосфата) |
до Ж : Т = 8: І, что означает |
полное |
использование |
Р2О5 |
|
вторичного фосфата и частично — химической |
энергии |
фосфорной |
|||
кислоты |
[208, 214]. При этом, как нами |
было |
доказано |
[214], |
ней |
трализуя избыточную свободную Н3РО4 аммиаком, можно полу чить новое сложное концентрированное аммиачно-фосфорное удоб
рение, которое по химическому и солевому |
составу и по сумме |
питательных компонентов (60%) стоит между |
аммофосом и двой |
ным суперфосфатом и превосходит последний как по концентрации литательных элементов, так и по физико-химическим свойствам;
4) осуществлением реакции разложения в аппаратах типа «би серной мельницы». При этом, благодаря резкому увеличению поверхности раздела фаз, при поточном методе получения супер фосфата можно добиться прироста коэффициента разложения фосфатного сырья до 12%.
В настоящее время самым доступным является первый путь интенсификации процессов фосфорнокислотного разложения фос фатов — внедрение в систему СаО—MgO—Р2О5—Н2О, теоретиче ское обоснование которою изложено в § 5. Остановимся на нем подробнее.
Введение нитрат-иона в камерный процесс. Систематическими исследованиями [186, 366, 367] установлен положительный эффект замены небольшой части серной кислоты на азотную в процессе получения одинарного суперфосфата из апатитового концентрата. Это подтверждено работами Института химии АН УзССР (для фосфоритов Каратау), результаты которых проверены на Кокандском суперфосфатном заводе [187, 216, 220]. С указанной заменой степень разложения фосфатного сырья повышалась в среднем на 7—8% абс.
По аналогии с одинарным суперфосфатом идентичных резуль татов следует ожидать л в процессе получения двойного суперфос фата, если заменить некоторое количество фосфорной кислоты на азотную или ее соли.
Решая задачу введения нитрат-иона в условиях камерного про цесса, мы, естественно, можем судить об эффекте внедрения нит рат-иона и в поточную схему на таких стадиях, где она по концен
трационным |
условиям |
приближается |
к схеме камерной. Это |
|||
касается прежде всего работы |
распылительной |
сушилки, |
шпека- |
|||
гранулятора, сушильного |
барабана. |
|
|
|
||
В качестве |
источников нитрат-иона |
были |
испытаны |
азотная |
||
кислота, аммиачная селитра и нитрат микроэлемента цинка. |
||||||
З а м е н а |
Н3РО4 а з о т н о й |
к и с л о т о й изучалась путем оп |
||||
ределения коэффициента использования сырья и состава получае
мого двойного суперфосфата в зависимости от количества |
заме |
||||||||
няемой фосфорной кислоты, которое |
варьировалось |
в |
пределах |
||||||
0—20%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Двойной |
суперфосфат получали |
|
периодическим |
способом по- |
|||||
обычно принятой методике [169]. Сырьем служил |
флотконцентрат |
||||||||
фосфоритов |
Каратау. Концентрация |
азотной |
кислоты |
|
составила |
||||
56%, а фосфорной — 62% Н3РО4. Норма кислот—105% |
|
от стехио |
|||||||
метрии из расчета разложения Р2О5, |
СОг и R2O3, |
что |
|
составило' |
|||||
121,8 вес. ч. |
100%-ной Н3РО4 на 100 |
вес. ч. флотконцентрата. |
Бла |
||||||
годаря умеренным температурам |
ведения |
процесса |
|
(75—80°С) |
|||||
выделение паров азотной кислоты в газовую |
фазу, |
в |
отличие от |
||||||
одинарного суперфосфата, практически не наблюдалось. |
|
|
|
||||||
Анализируя результаты опытов (табл. 16), можно |
заключить,, |
||||||||
что замена |
небольшого количества |
(5—10%) |
фосфорной |
кислоты |
|||||
на азотную |
при получении двойного |
суперфосфата |
|
положительна |
|||||
влияет на переход фосфора в растворимые соединения, увеличивая-
степень разложения |
исходного |
сырья. |
При этом |
/<р для Р2О5 из |
|||||||||
каратауского |
флотконцентрата |
повышается |
после |
90-минутного |
|||||||||
взаимодействия компонентов с 67,4 до 82,7—85%, а |
спустя |
5 су |
|||||||||||
ток— с 88,8 до 98%. Таким |
образом, |
степень |
использования |
дефи |
|||||||||
цитного фосфатного |
сырья при фосфорнокислотной |
переработке на |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 16- |
||
|
|
|
Состав |
кислого |
двойного суперфосфата |
при различном |
|||||||
|
|
|
|
количестве |
Нд РО,. замененной |
на H N 0 3 , к |
|
||||||
|
Компонент |
0% |
|
|
5% |
10% |
|
20» |
|||||
|
|
|
камер |
вызрев камер вызрев |
камер |
вызрев |
камер |
вызрев |
|||||
|
|
|
ный* |
ший** |
ный |
ший |
ный |
ший |
ный |
ший |
|||
|
|
|
22,50 |
15,0 |
21,3 |
15,1 |
22,8 |
13,20 |
23,9 |
12,8 |
|||
N |
|
|
нет |
нет |
0,33 |
0,34 |
0,67 |
0,67 |
1,24 |
1,46- |
|||
Р.,05 |
общ. |
|
42,5 |
46,0 |
41,7 |
|
45,1 |
40,0 |
43,8 |
37,6 |
41,6 |
||
Р А |
уев. |
|
39,0 |
44,7 |
|
39,0 |
44,3 |
38,4 |
43,6 |
34,8 |
40,3 |
||
Р.,05 |
вод. |
|
38,8 |
44,4 |
38,8 |
43,5 |
37,9 |
42,8 |
34,4 |
39,6- |
|||
Р2Ог, своб. |
остаток |
9,6 |
5,1 |
10,1 |
6,8 |
9,8 |
5,5 |
9,9 |
6,1 |
||||
Нерастворимый |
5,1 |
7,2 |
5,6 |
6,36 |
6,1 |
6,59 |
6,4 |
6,41 |
|||||
Р 2 0 6 |
уев. |
|
91,80 |
97,3 |
95,6 |
98,3 |
96,1 |
98,3 |
92,4 |
96,80 |
|||
Р 2 0 6 |
общ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р2О5 води. |
|
99,50 |
99,30 |
99,50 |
98,15 |
98,70 |
98,25 |
98,80 |
98,10 |
||||
Р а 0 5 уев. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
67,40 |
88,8 |
82,70 |
93,5 |
85,20 |
98,0 |
81,1 |
89,70 |
|||
|
к* |
|
2,6 |
2,50 |
2.6 |
2,58 |
2,64 |
2,64 |
2,64 |
2,69 |
|||
*После 90 мин. взаимодействия.
**После 5 суток хранения.
двойной суперфосфат с применением небольшого количества азот ной кислоты на 8—9% выше (при прочих равных условиях), чем в случае получения удобрения на одной фосфорной кислоте. Наибо лее эффективна 10%-ная замена; при ней достигается максималь ное увеличение степени разложения исходного фосфатного сырья-. Замена 20% Н 3 Р 0 4 на H N 0 3 незначительно снижает величину /Ср по сравнению с вариантом без замены.
В то время как при замене 5 и 10% потери азота не наблюда лись, в опыте с 20%-ной заменой они составили 6,5%. Это, повсей вероятности, и приводило к снижению общей кислотности ра
створа, а следовательно, и к уменьшению |
величины |
/Ср. Содержа |
ние азота в кислом двойном суперфосфате |
изменяется от 0,34 до |
|
1,46%, а Р 2 0 5 уев. — от 40,3 до 44,3 в зависимости |
от величины |
|
добавки азотной кислоты. Кислые продукты, независимо от того,
получены они с добавкой HNO3 или без нее, очень гигроскопичны,
что обусловлено, по-видимому, присутствием не только |
свободной |
|
Н 3 Р 0 4 , но и магниевых фосфатов. |
|
|
З а м е н а Н3РО4 а м м и а ч н о й с е л и т р о й изучалась также |
||
на флотконцентрате фосфоритов Каратау при концентрации |
Н3РО4 |
|
62,08% и норме 105% от стехиометрии. В нагретую |
до |
60—70° |
фосфорную кислоту постепенно вводили определенное количество смеси флотконцентрата с аммиачной селитрой. После пятиминут
ного перемешивания |
реагентов |
массу |
выдерживали |
в |
термостате |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 17 |
||
|
|
|
Состав |
вызревшего двойного суперфосфата прч различном |
количестве |
||||||
|
|
Компонент |
|
|
Н3 РО,. замененной на NH,KOj, % |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ок |
|
5 к |
|
ю к |
15х |
|
|
20 s |
Н 2 |
0 |
|
15,36 |
|
20,93 |
|
21,80 |
24,6) |
|
|
21,70 |
Р-,0, общ. |
46,10 |
|
45,90 |
|
44,20 |
43.40 |
|
|
42,10 |
||
Р - 0 5 |
V C B . |
45,50 |
|
46,20 |
|
44.10 |
41,70 |
|
|
40,80 |
|
Р,0 5 |
своб. |
7,19 |
|
5,00 |
|
5,93 |
3,67 |
|
|
3,27 |
|
N |
|
|
Нет |
|
0,32 |
|
0,45 |
0,62 |
|
|
1,21 |
Р , 0 5 |
уев. |
98,20 |
|
99,97 |
99,80 |
96,70 |
|
|
96,90 |
||
Р : 0 5 |
общ. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
92,70 |
I |
99,90 |
| |
99,20 | |
88,10 |
|
| |
89,40 |
при 70—80°С в течение 2 ч. и 5 суток, затем двойной |
суперфосфат |
||||||||||
дозревал при комнатной температуре в закрытой колбе |
в течение |
||||||||||
15 суток. Из результатов |
опытов |
(табл. 17) |
видно, |
что |
замена |
||||||
небольшого количества (5—10%) фосфорной кислоты на аммиач ную селитру благоприятна для перехода фосфора в растворимые соединения. Степень использования исходного сырья в вызревшем (после 15 суток) двойном суперфосфате повышается с 92,7% при разложении одной фосфорной кислотой до 99,2—99,9% при замене 5—10% Н3РО4 нитратом аммония. Замена же 15—20% Н3РО4 аммиачной селитрой приводит к снижению общей кислот
ности массы |
(вследствие потерь азота), в результате |
чего |
степень |
||
разложения |
фосфатов понижается. |
Следовательно, |
и в данном |
||
случае оптимальная |
добавка NH4NO3 |
взамен Н3РО4 |
составляет |
||
15-10%. |
|
|
|
|
|
Д о б а в к а |
н и т р а т о в м и к р о э л е м е н т о в , |
так |
же как |
||
и макроудобрений |
(N, Р, К), обязательна для повышения |
плодо |
|||
родия и урожайности сельхозкультур. Микроэлементы вводят раз личными способами: замочкой или опудриванием семян, опрыски ванием растений, непосредственно в почву отдельно или в сочета нии с основными (N, Р, К) удобрениями. На наш взгляд, наиболее эффективен последний способ: помимо того, что он экономичен и
способствует равномерному распределению питательных веществ, присутствие микроэлементов обусловливает повышение усвояемо
сти растениями |
основных элементов — N, Р |
и К — из |
удобрений. |
Мы провели |
серию опытов по выяснению |
влияния |
нитратов |
микроэлементов |
на Лр вторичного фосфата при получении двой |
||
ного суперфосфата. Опыты вели с азотнокислым цинком, который смешивали предварительно с флотконцентратом, а затем с фос
форной кислотой (62,9% Н3РО4, норма |
105%). Хотя |
количество |
|||||||||||
добавляемого Zn |
(ЫОз)г определяется |
требованиями |
сельского |
||||||||||
хозяйства |
(этим требованиям |
соответствует |
доза |
Zn, в |
удобрении |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
18 |
||
|
|
|
Состав |
двойного суперфосфата |
при различных добавках Zn(N0 3 )i - 6H 3 0 , |
у. |
|||||||
Показатель |
|
0 |
г |
4,2772 г |
|
7,2349 г |
13,6964 г |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
камерный* |
вызрев |
камерный |
вызревший |
камер |
вызрев |
камер вызрев |
||||
|
|
|
ший** |
ный |
ший |
ный |
ший |
||||||
Р.,0 |
5 |
общ. |
45,68 |
|
52,08 |
43,66 |
49,77 |
43,93 |
49,19 |
41,18 |
46,39 |
||
Р 2 0 |
3 |
своб. |
9,62 |
|
4,57 |
9,13 |
|
6.68 |
9,18 |
6,71 |
9,23 |
6,92 |
|
P2 Of t |
води. |
89,0 |
|
96,0 |
89,90 |
95,20 |
91,90 |
95,80 |
92,90 |
95,5 |
|||
Р 2 0 5 |
общ. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Р А |
|
уев. |
91,80 |
|
97,0 |
93,5 |
99,4 |
94,0 |
99,50 |
94,90 |
99,70 |
||
Р 3 0 3 |
общ. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
N |
|
|
нет |
|
нет |
0,40 |
|
0,45 |
0,65 |
0,73 |
1,20 |
1,35 |
|
Zn общ. |
нет |
|
нет |
0,94 |
|
1.07 |
1,58 |
1,77 |
3,01 |
3,34 |
|||
Zn вод. |
нет |
|
нет |
0,92 |
|
1,05 |
1,56 |
1,74 |
2,98 |
3,31 |
|||
Н2 0 |
|
21,1 |
|
9,5 |
24,5 |
13,80 |
24,0 |
14,80 |
25,1 |
14,20 |
|||
|
|
|
67,40 |
|
87,5 |
72,1 |
97,50 |
75,0 |
97,90 |
78,4 |
98,70 |
||
*После 90 мин. взаимодействия.
**После 5 суток хранения.
равная 1,0—1,5%), мы взяли несколько более высокие концентра
ции |
микроэлементов |
для более |
четкого выявления |
их влияния |
на /Ср. |
|
|
|
|
|
Как показывают |
полученные |
результаты (табл. 18), при введе |
|
нии |
в систему нитрата цинка степень использования |
фосфатного |
||
сырья резко возрастает с повышением добавки нитрата. Увеличе ние коэффициента перехода фосфора в усвояемые формы наблю
дается и в удобрении, вызревшем |
в течение 5 суток. |
|
||||
Потери азота в процессе получения |
двойного |
суперфосфата с |
||||
Z n ( N 0 |
3 ) 2 • 6 Н 2 0 составляют 5—6% отн. |
|
продукте |
в тече |
||
Что |
же касается |
форм цинка, |
то он в кислом |
|||
ние одного месяца |
находится |
в виде |
водорастворимых |
солей. |
||
Однако процесс аммонизации двойного суперфосфата, содержа щего цинк, до рН 3,8—4,2 вызывает закрепление примерно 20% цинка в цитратнорастворимые соединения.
7-1Г2 |
97 |
Введение нитрат-иона в поточный процесс. Введение в систему
С а О — M g O — Р 2 0 5 — Н 2 0 нитрат-иона в виде H N 0 3 , NH4NO3 и нитра тов микроэлементов, как мы убедились, при получении двойного
суперфосфата камерным способом увеличивает скорость разложе ния и повышает степень использования дефицитного фосфатного сырья. Таких же результатов следует ожидать и при производстве
двойного |
суперфосфата по поточной схеме, если при этом |
прибли |
||||||
зиться к концентрационным условиям периодической схемы. |
||||||||
Мы задались целью выяснить, возможно ли хотя бы |
частично |
|||||||
повысить |
степень использования вторичного |
|
фосфата |
в |
процессе |
|||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
19 |
|
|
Состав пульпы |
двойного суперфосфата |
в зависимости |
|
||||
|
от момента добавки |
н продолжительности взаимодей |
|
|||||
|
ствия (в скобках) |
ее с аммиачной |
селитрой, % |
|
|
|||
|
Компонент |
|
|
|
|
|
|
|
|
сразу |
через |
30 мнн. |
через |
45 мин. без добавки |
|||
|
(60 мнн.) |
(30 |
мин.) |
(15 |
мнн.) |
|
|
|
Р2 05 : общ. уев. вод. своб.
N:
общ.
а.мм.
Р.05 уев.
Р-,Оъ общ.
Р2 05 вод.
Р2 0 5 уев.
Рл05 своб. Р0О5 общ.
30,15 |
30,05 |
29,68 |
30,20 |
27,40 |
26,99 |
26,20 |
26,37 |
23,60 |
25,10 |
25,00 |
25,41 |
16,53 |
16,80 |
16,72 |
17,15 |
0,306 |
0,305 |
0,383 |
Нет |
0,220 |
0,218 |
0,235 |
Нет |
90,75 |
89,81 |
88,30 |
87,32 |
86,20 |
93,00 |
95,50 |
96,70 |
54,82 |
55,90 |
56,33 |
56,78 |
его фосфорнокислотного разложения при получении двойного су перфосфата поточным способом, если внедрить в систему нитрат ный анион в виде аммиачной селитры.
Для установления момента добавки NH4NO3 к пульпе двойного
суперфосфата |
было проделано четыре опыта. |
Условия |
опытов |
|||
были следующими: добавка — 5%, |
Ж : Т = 3 : 1 , |
температура 75°С, |
||||
время взаимодействия — 60 мин. |
|
|
|
|||
Результаты |
опытов |
(табл. 19) |
позволяют |
заключить, что, |
||
во-первых, добавление к пульпе двойного суперфосфата |
аммиач |
|||||
ной селитры |
не оказывает |
заметного влияния на скорость |
разложе |
|||
ния фосфата |
фосфорной |
кислотой (см. данные |
для Р2О5 усв./РгОб |
|||
общ.). Во-вторых, скорость разложения |
тем выше, |
чем больше |
|
время взаимодействия аммиачной |
селитры |
с пульпой, |
т. е. выгод |
нее добавлять аммиачную селитру |
сразу. |
|
|
Следующим этапом исследования явилось изучение влияния количества добавляемой к пульпе аммиачной селитры на процесс
разложения фосфата |
и выяснение роли |
добавки |
N H 4 N 0 3 к пульпе |
в неблагоприятных |
концентрационных |
условиях |
поточной схемы. |
В этой серии опытов аммиачную селитру добавляли в количествах 3, 5, 8, 10, 15%. При подсчете процента добавки исходили из сле дующего: стехиометрической нормой взято количество 100%
Н3РО4, которое достаточно для разложения |
100 г флотконцентрата |
||||
фосфорной кислотой концентрации |
29,66% |
Р2О5 |
(40,80% Н3РО4) |
||
при Ж : Т = 3 : 1. Норма |
100%-ной Н3РО4, таким образом, составила |
||||
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
20 |
Состав |
пульпы двойного |
суперфосфата при различных добавках |
|
||
Компонент |
|
NH.NOj. % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0% |
3% |
84 |
8% |
10% |
1594 |
Р 3 0 8 : общ.
уев.
вод.
своб. N амм.
Р, 0 5 уев.
Р2 Ой общ.
Р2 0 5 вод.
РА , уев.
Р 2 0 5 своб. Р 2 0 3 общ.
31,20 |
30,05 |
29,25 |
29,92 |
31,30 |
30,00 |
29,30 |
26,81 |
25,63 |
25,68 |
25,07 |
25,33 |
26,12 |
25,20 |
26,45 |
25,31 |
24,88 |
25,11 |
25,55 |
25,53 |
25,00 |
17,77 |
17,05 |
17,12 |
16,93 |
17,23 |
17,28 |
16,51 |
Нет |
0,148 |
0,225 |
0,387 |
0,360 |
0,42 |
0,65 |
85,90 |
85,26 |
86,08 |
83,80 |
82,85 |
87,00 |
86,00 |
98,70 |
98,60 |
97/ 0 |
100,00 |
98,40 |
96,70 |
99,20 |
57,00 |
56,73 |
58,58 |
56,58 |
55,10 |
57,60 |
56,45 |
- ^ щ - • 3 0 0 = 122,405 г на 100 г флотконцентрата. Аммиачную се литру добавляли сразу после дозировки флотконцентрата. Опы
ты проводили |
при |
соотношении |
|
Ж : Т = 3:1, температуре |
75°С и |
||||||
времени |
взаимодействия |
1 ч. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Из табл. 20 видно, что дозировка |
аммиачной |
селитры одновре |
|||||||||
менно с фосфоритом непосредственно в реакторах не дала |
суще |
||||||||||
ственного |
положительного |
эффекта |
по Кр фосфата на данной ста |
||||||||
дии. Об этом |
свидетельствуют |
данные |
по Р2О5 ycB./P2 Os общ., |
||||||||
которые |
в зависимости |
от количества |
добавляемой |
NH4NO3 |
|||||||
соответствуют |
Kv |
Р2О5, |
равному |
37—45%. Отношение |
P2Os |
||||||
CB06./P2O5 общ., которое |
почти постоянно, также показывает, что |
||||||||||
добавка NH4NO3 на данной стадии |
не отразилась |
существенно на |
|||||||||
скорости разложения |
фосфатного |
сырья. |
|
|
|
|
|||||
Дадим этому следующее объяснение. Как показали наши кине |
|||||||||||
тические |
исследования, реакция |
фосфат — фосфорная |
кислота в |
||||||||
основном |
заканчивается |
в течение |
|
2—5 мин., а затем |
в системе |
||||||