Харіков Анатолій Мусійович. Процес розкладу алжирських фосфоритів у виробництві амонізованого суперфосфату неперервним способом

Краткое описание

Харіков Анатолій Мусійович. Процес розкладу алжирських фосфоритів у виробництві амонізованого суперфосфату неперервним способом : дис... канд. техн. наук: 05.17.01 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін-т". - Х., 2005

Харіков А.М. Процес розкладу алжирських фосфоритів у виробництві амонізованого суперфосфату неперервним способом. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.01 технологія неорганічних речовин. Національний технічний університет Харківський політехнічний інститут”, м. Харків, 2005 р.
Здійснена комплексна оцінка реакційної здатності і вивчено вплив технологічних параметрів на ступінь розкладу алжирських фосфоритів у процесі фосфорно-кислотного розкладу. Одержали подальший розвиток погляди на хімізм одержання суперфосфату з фосфоритів. Експериментально досліджено вплив технологічних параметрів фосфорно-кислотного розкладу алжирських фосфоритів на ступінь переходу Р2О5у розчин. Вивчено екологічні властивості алжирських фосфоритів і суперфосфатів на їхній основі. У результаті дослідно-промислової переробки алжирських фосфоритів отримано суперфосфат амонізований гранульований, котрий відповідає вимогам технічних умов. Досягнуто проектну потужність у виробництві суперфосфату. Екологічний контроль розробленого процесу показав його безпеку для навколишнього середовища, населення і виробничого персоналу. Агрохімічні випробування суперфосфату амонізованого, отриманого з алжирських фосфоритів також не установили небезпечних наслідків їхнього застосування. Собівартість амонізованого суперфосфату, отриманого з алжирських фосфоритів нижче, ніж з російського апатитового концентрату Хібінського родовища і складає 313,65 грн/т.

У дисертації наведено рішення науково-практичної задачі, що полягає в розробці наукових основ і технології виробництва суперфосфату з алжирських фосфоритів безперервним способом. За результатами дослідження зроблені висновки:
1. Природні фосфорити є складними мінералами. Хімічний і мінералогічний склад фосфоритів впливає на їхню переробку й повинен бути вивчений для кожного виду сировини окремо. Основною стадією процесу є фосфорнокислотний розклад сировини. Швидкість і ступінь кислотного розкладу фосфоритів істотно залежить від ряду технологічних параметрів виробництва і для вибору їхніх оптимальних значень при переході на новий вид фосфатної сировини потрібне експериментальне дослідження впливу цих параметрів на кінетику процесу розкладу.
2. Досліджено фізико-хімічні властивості алжирських фосфоритів. Встановлено, що по змісту основної живильної речовини Р2О5вони не поступаються аналогам Північної Африки, Ближнього й Середнього сходу, а за іншими показниками відповідають технічним умовам Фосфорити закордонні”. З’ясувалось також, що до 80 % Р2О5в цих фосфоритах міститься у засвоюваних формах. Це дозволило сподіватися на зниження витрати сірчаної кислоти у виробництві, що й біло доказано підчас відповідних випробувань.
3. Експериментально досліджено вплив технологічних параметрів фосфорно-кислотного розкладу алжирських фосфоритів на ступінь переходу Р2О5у розчин. Зокрема знайдено, що процес розкладу фосфориту фосфорною кислотою спочатку протікає швидко й при 200С за 30 хв. коефіцієнт розкладу досягає величини 0,6 і більше. Потім швидкість процесу знижується на кілька порядків. Отримано рівняння для розрахунку коефіцієнту розкладу й кінетики процесу на кожній стадії.
4. Вивчення впливу норми витрати кислоти на коефіцієнт розкладу фосфориту показало, що з ростом норми швидкість розкладу збільшується. Коефіцієнт розкладу, який досягається після завершення швидкої” стадії, так само зростає. Однак, гранична величина норми витрати кислоти обмежується вимогами до готового продукту й повинна бути близькою до 100 %, з того міркування, щоб у готовому продукті вільна кислотність у перерахунку на Н3РО4не перевищувала 3 %.
5. Встановлено, що з ростом концентрації кислоти від 15 до 24% Р2О5зростає, як коефіцієнт розкладу, так і швидкість реакції розкладу. Отримані рівняння для розрахунку впливу норми та концентрації кислоти на коефіцієнт розкладу фосфориту.
6. Температурна залежність коефіцієнту розкладу фосфориту в умовах фосфорнокислотного розкладу фосфоритів носить складний характер. Для алжирських фосфоритів марки 63-65% BPL встановлено, що з ростом температури в інтервалі 20-50оС ступінь розкладу практично не змінюється, але з подальшим ростом температури він швидко зростає, але гранична величина температури повинна обмежуватися 95-100С для забезпечення найкращих реологічних показників пульпи.
7. Отримано математичну модель реактора-змішувача для кислотного розкладу фосфоритів. Показано, що в реакторі-змішувачі безперервної дії навіть за 2 години коефіцієнт кислотного розкладу не перевищує 91% від величини, що досягає в періодичному реакторі за 30 хв.
8. У результаті дослідно-промислової переробки алжирських фосфоритів у суперфосфат амонізований на ВАТ Сумихімпром” отримано суперфосфат амонізований гранульований, котрий відповідає вимогам технічних умов Суперфосфат гранульований із закордонних фосфоритів”. Розроблено рекомендації щодо параметрів ведення процесу кислотного розкладу у промислових умовах, зокрема, норма витрати сірчаної кислоти має бути 850-910 кг 100% H2SO4на 1000 кг фосфоритів і температура 94-980С. При цьому досягнутий ступінь розкладу фосфориту 92-98%. Проведені балансові випробування показали, що видаткові коефіцієнти на сировину нижчі при роботі на алжирських фосфоритах, ніж при переробці Хібінського апатиту.
9. Екологічний контроль розробленого процесу показав його безпеку для навколишнього середовища, населення й виробничого персоналу. Агрохімічні випробування суперфосфату амонізованого, отриманого з алжирських фосфоритів також не встановили небезпечних наслідків їхнього застосування. Зокрема, вміст важких металів і фтору в ґрунті не перевершує фонового й ГДК для ґрунтів. При цьому рослини не є концентратами токсичних елементів.
10. Собівартість амонізованого суперфосфату, отриманого з алжирських фосфоритів нижча, ніж з російського апатитового концентрату Хибінського родовища й становить 313,65 грн/т.