Литусова Наталья Михайловна. Технология получения кормовых фосфатов кальция в гранулированном виде на основе мела и экстракционной фосфорной кислоты

Короткий опис

Литусова Наталья Михайловна. Технология получения кормовых фосфатов кальция в гранулированном виде на основе мела и экстракционной фосфорной кислоты : Дис. ... канд. техн. наук : 05.17.01 : Москва, 2004 97 c. РГБ ОД, 61:05-5/1833

Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам
им. проф. Я.В. Самойлова
На правах рукописи
Литусова Наталья Михайловна
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ В ГРАНУЛИРОВАННОМ ВИДЕ НА ОСНОВЕ МЕЛА И ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ
КИСЛОТЫ
Специальность 05.17.01 - Технология неорганических веществ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научные руководители: доктор технических наук Родин В.И. кандидат технических наук Левин Б.В.
Москва-2004 
Глава 1. Литературный обзор 5
ОГЛАВЛЕНИЕ.
1.1 .Потребность рынка и характеристика продукции на рынке 5
1.2. Основные методы получения кормовых фосфатов кальция 12
1.2.1 .Физико-химические свойства моно- и дикальцийфосфата 12
1.2.2. Технологические процессы получения моно-и дикальцийфосфата.... 15
1.2.3. Характеристика сырья, используемого для получения кормового моно- и дикальцийфосфата 29
1.2.3.1. Мел, известняк и их свойства 29
1.2.3.2. Экстракционная фосфорная кислота 31
Выводы 35
Экспериментальная часть 37
Г лава 2. Изучение влияния примесей на обесфторивание ЭФК и путей глубокого удаления фтора 37
Глава 3. Исследование процесса получения кормовых фосфатов кальция с использованием скоростных методов смешения 43
Глава 4. Получение гранулированного кормового монокальцийфосфата с использованием турболопастного смесителя - гранулятора ТЛГ-009 53
Глава 5. Получение кормовых фосфатов кальция с использованием аппаратов БГС 59
Г лава 6. Описание технологической схемы получения кормового монокальцийфосфата в ООО «Балаковские минеральные удобрения» 70
Глава 7. Обоснование выбора принципиальной схемы реконструкции производства МКФ 82
Выводы 88
Список использованной литературы 91
Приложение 95
Введение.
Современные индустриальные способы производства животноводческой продукции характеризуются широким использованием минеральных кормовых добавок, которые способствуют увеличению продуктивности, сохранности поголовья, сокращению расходов кормов.
Важнейшей составляющей кормовых рационов домашнего скота и птицы является фосфор [1,2]. Он необходим для построения костной ткани, входит в состав нуклеиновых кислот, фосфатидов, фосфопротеидов и других соединений. Недостаток фосфора в рационах сельскохозяйственных животных снижает мясную и молочную продуктивность, приводит к возникновению костных заболеваний и нарушению функции воспроизводства.
Для устранения дефицита фосфора и улучшения качества рационов сельскохозяйственных животных широкое применение в животноводстве получили фосфорсодержащие минеральные подкормки на основе фосфатов кальция с добавками натрия, магния, аммония и других элементов.
Эффективность кормовых фосфатов кальция обуславливается содержанием в них основных элементов - фосфора (Р) и кальция (Са), участвующих в обменных процессах организма. Качество кормовых фосфатов кальция оценивается по содержанию усвояемых форм питательных элементов при минимальной концентрации вредных примесей, таких как фтор (F), свинец (РЬ), мышьяк (As), кадмий (Cd), ртуть (Hg).
По данным Всероссийского Государственного научно¬исследовательского института животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук (ВИЖ), биологическая усвояемость фосфора из кормовых фосфатов кальция - монокальцийфосфата (МКФ), дикальцийфосфата (ДКФ), монодикальцийфосфата (МДКФ) - составляет не менее 80% [3].
В настоящее время мировое потребление кормовых фосфатов кальция составляет около шести миллионов тонн в год и продолжает ежегодно увеличиваться на 6 % [3].
Фосфаты кальция производятся в порошкообразном состоянии и в гранулированном виде, причем доля гранулированных продуктов продолжает расти и, согласно прогнозу [4], в 2005 году должна достичь 60¬70%.
В Российской Федерации и бывшем Советском Союзе фосфаты кальция выпускались и продолжают выпускаться исключительно в порошкообразном виде [2], что не отвечает мировым тенденциям перехода к гранулированным минеральным добавкам при получении премиксов и комбикормов.
Технологии получения гранулированных материалов и глубокого обесфторивания экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК), как правило, являются собственностью компаний - производителей (Kemira, Tessenderlo и др.), отличаются аппаратурным оформлением и технологическими параметрами, детали которых не раскрываются. Имеющихся данных недостаточно для прямого внедрения современной отечественной технологии производства гранулированных фосфатов кальция с низким содержанием примесей фтористых соединений.
В связи с этим создание и внедрение технологии получения расширенного ассортимента фосфатов кальция (МКФ, ДКФ, МДКФ), соответствующих требованиями мировых стандартов, в гранулированном виде является актуальной задачей.
Постановка данной работы продиктована необходимостью разработки гибкой технологии кормовых фосфатов в гранулированном виде с химическими и гранулометрическими показателями, отвечающими показателям ведущих мировых производителей.

Список літератури

Выводы.
1. Выполнен комплекс физико-химических и технологических исследований, результаты которых позволили разработать новый технологический процесс получения кормовых фосфатов кальция в гранулированном виде.
2. Изучено влияние примесей, содержащихся в ЭФК, на её обесфторивание. Показано, что соединения алюминия, железа, кальция, натрия отрицательно влияют на обесфторивание фосфорной кислоты, связывая фтор в комплексные или малорастворимые соединения. При глубоком обесфторивании фосфорной кислоты с добавкой активного диоксида кремния в количестве 5 кг/т кислоты, обеспечиваются условия получения кормовых фосфатов кальция с низким содержанием фтора - 0,11-0,15%. Определен характеристический модуль, необходимый для выдерживания содержания фтора в фосфорной кислоте (P/F).
3. Определена скорость взаимодействия мела и фосфорной кислоты. Показано, что процесс лимитируется диффузией фосфорной кислоты через слой твердого продукта.
4. Установлено, что для интенсификации процессов взаимодействия мела и ЭФК и гранулирования полученной шихты перспективным является применение скоростных методов смешения.
5. На основе исследований кинетики процесса скоростного смешения мела и промышленной фосфорной кислоты в грануляторе ТЛ-035 обоснованы параметры процесса гранулирования (влажность шихты
11- 13% и окружная скорость вращения на концах лопастей ротора 12¬25 м/с).
6. На основе выполненного комплекса физико-химических исследований и сравнительного анализа оборудования, применяемого для смешения и гранулирования сыпучих материалов, была создана гибкая
аппаратурно-технологическая схема с использованием высокоскоростного гранулятора.
7. На опытной установке ООО «БМУ» проведены опытно¬промышленные испытания по скоростному смешению мела и
экстракционной фосфорной кислоты и гранулированию кормовых
фосфатов кальция с использованием аппарата ТЛГ-009. Изучены основные технологические стадии (смешение реагентов, грануляция и сушка) и обоснованы оптимальные параметры технологического режима.
8. На основе изучения реологических свойств суспензий
монокальцийфосфата и условий растворения мела в разбавленной фосфорной кислоте разработаны технологические рекомендации по сушке суспензии МКФ в аппарате БГС. Оптимальная влажность пульпы МКФ составляет 50-55%, температура процесса - не более 45°С, концентрация исходной фосфорной кислоты - 25-28% Р2О5.
9. Проведены промышленные испытания по сушке и грануляции суспензии МКФ в аппарате БГС. Выход товарной фракции (0,4-2,0 мм) из БГС составляет 65-80% при производительности системы около 3,5¬4 т/ч по готовому продукту и температуре топочных газов на входе в барабан около 500°С, отработанных газов на выходе - 85°С.
Содержание Робщ 23,4-24,2%, Саобщ 14,9-19,7%. Прочность гранул
л
полученных продуктов составляет 36,3 - 80,8 кг/см , пылимость и истираемость - 7-8 мг/кг.
10.Определены химические и физико-механические свойства кормовых фосфатов кальция (содержание Р, Са и примесей, соотношение между водорастворимой и усвояемой формами фосфора, гранулометрический состав, прочность гранул).
11. Методами рентгенофазового анализа, инфракрасной и электронной микроскопии изучен фазовый состав технического монокальцийфосфата, выпускаемого в ООО «Балаковские
минеральные удобрения, и показано, что основная фаза - это безводный монокалыдийфосфат (40-45%), водный монокальцийфосфат (30-40%), помимо основных компонентов присутствуют фосфат железа Fe(H2P04)3-2H20, кальцит СаСОз , ангидрит CaSCX Продукт представляет собой неоднородную по морфологическому строению систему, построенную различными фазами, индивидуальные частички которых имеют размер 0,03-3 мкм.
12.На основании проведенных исследований и опытно-промышленных испытаний разработаны исходные данные для организации промышленного производства кормовых фосфатов кальция по гибкой технологии.
13.Экономический эффект от внедрения скоростного гранулятора в производство кормового монокальцийфосфата составит около 171 руб на 1 тонну выпускаемой продукции, или около 10,3 млн. рублей в год. Окупаемость капиталовложений 1,5 года.