Способ получения кормового преципи-tata

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

% j . (61) Дополнительное к авт. саид-ау (22) Заявлено 020779 (21) 2784158/23-26 (51) М. Кл. с присоединением заявки Ис — (23) Приоритет

С 05 В 3/00

Государственный комитет

СССР ио делам иэобретений и открытий (53) УДК 631. 859. . 412 (088. 8) Опубликовано 230481. Бюллетень Hо 15

Дата опубл(}кования описания 230481

Ю.A. Теплов, А.Л. Олифсон, В.Ф. П н и Н.Ф. Максименко (72) Авторв} изобретения (71} Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО ПРЕЦИПИТАТА

Изобретение относится к технологии производства минеральных солей, используемых для подкормки скота и птиц.

Известен способ получения кормового преципитата,путем смешения термической фосфорной кислоты, нагре- той до 80ОС, с сухим тонко измельченным мелом в течение 3 мин в горизонтальном двухканальном смесителе и завершения реакции в течение 1,5 ч во вращающемся барабане, полученный преципитат подают в сушильный барабан, где он высушивается до 1,52,53 (1) .

Недостаток описанного способа заключается в использовании для производства кормовых преципитатов дорогостоящей термической фосфорной кислоты, что значительно увеличивает себестоимость производства товарного продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения кормового преципитата путем обработки обесфторенной зкстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) суспензией измельченного известняка в две стадии. На первой расходуется

70-75Ъ известняка от теоретически необходимого количества (до мольногс) соотношения СаО/Р Оg — — 0,56-0,6). и осаждается около 2/3 пятиокиси фосфора, и основное количество примесей фтора, редких земель, железа, алюминия, сульфатов. Фильтрат, отделенный от осадка - удобритель- . ного преципитата, поступает на 2-ю стадию, где он обрабатывается остальным количеством известняка с получением кормового преципитата.

После высушивания преципитат содержит 42-45Ъ Р20в)св, менее 0,2Ъ

15 фтора Оставшийся после преципитирования раствор направляется сначала на разбавление известковой суспензии для утилизации содержащегося в нем небольшого количества фосфора, 20 а затем после сгущения этой суспенэии сливается как отброс (2), Недостатком известного способа является невысокий выход товарного продукта, так как основное количество Р Ос переходит в осадок при перви ной обработке обесфторенной ЭФК известняком и может быть реализованО, в виде удобрительного преципитата.

Кроме того, содержание Р О чсв.Не

823367 превышает 4/% при содержании фтора, близком к верхнему пределу -0,2Ъ.

Невысокий выход товарного продукта обусловлен введением значительного количества известняка на первой стадии (его уменьшение приводит к увеличению содержания фтора в ЭФК, поступающей на получение кормового преципитата и, как следствие, к нарушению стандарта).

Невысокое качество товарного продукта по PgOg обусловлено использованием для преципитирования извест- няка — соли кальция, содержащей значительное количество балласта; по фтору — невозможностью обеспечения глубокого обесфторивания ЭФК (после выделения иэ нее основного количества фтора солями натрия) при использовании известняка.

Кроме того, известный способ предусматривает проведение нескольких операций по приготовлению извест няка, наиболее трудоемкой из кото- . рых является его измельчение, и не дает возможности извлечения редких земель из осадка, выделившегося на

1-й стадии, так последний выпускается в виде удобрительного преципитата

Цель изобретения — повышение выхода кормового преципитата и его качества эа счет снижения содержания фтора.

Поставленная цель достигается тем, что обесфторенную фосфорную кислоту предварительно обрабатывают аммиаком до рН = 4,2-5 0, а обработку частью соли кальция ведут до мольного соотношения СаО/P 05 — 0,08-0 16

В качестве соли кальция используют нитрат кальция.

Нитрат кальция получают путем растворен;.я фосфомела азотной кислоты при рН = 4-6 и отделения нерастворимого остатка от жидкой фазы, Осадок, выделенный при первичной обработке обесфторенной фосфорной кислоты частью соли каль.— ция, объединяют с нерастворимым остатком после растворения фосфомела и -направляют на выделение редких земель, стронция и фтора известными методами, а жидкая фаза после преципитирования поступает на производство удобрений.

Снижение расхода соли кальция при первичной обработке обесфторенной ЭФК ниже )аольного соотношения

СаО/Р О равного 0,08-0,07 и менее у приводит к недостаточному выделению фтора в осадок и, как следствие, к снижению качества продукта по содержанию в нем фтора. Повышение i расхода соли кальция выше мольного соотношения СаО/Р О, равного

0,16-0,17 и более, приводит к увеличению степени осаждения фосфора с первым осадком и, как следствие, к уменьшению выхода товарного кормового преципитата.

Снижение рН введения аммиака в обесфторенную ЭФК до 4,1 и ниже связано с недостаточно глубоким обесфториванием ЭФК, что ведет к .ухудшению качества кормового преципитата по содержанию в нем фтора.

Увеличение рН более 5,0 связано с увеличением количества фосфора, соосаждаемого с первичным осадком, значительным ухудшением его фильтрующих свойств и приводит к снижению выхода кормового преципитата.

Введение аммиака до подачи соли кальция позволяет подготовить фос15 форнокислый раствор и получить хорошо фильтрующий осадок, имеющий минимальный выход. Ь противном случае фильтруемость осадка на порядок хуже и отделение его от жидкой фазы не

Щ представляется экономически целесообразным (требуются большие размеры фильтрующего оборудования, отмывка осадка от фосфора ничтожна).

Введение в процесс растворимой соли кальция, например азотнокислого кальция, вызывает значительное улучшение фильтрующих свойств осадка, выделяющегося при введении части соли кальция при мольном соотношении

СаО/Р О = 0,08-0,16, практически полную утилизацию нитрата кальция в процессе (при введении известняка. даже в том же количестве производительность фильтрации в несколько раз ниже, а по известному способу— часть известняка вообще не вступает в реакцию), что приводит к минимальному выходу осадка, при минимальном выводе с ним Р Ок. Значительно улучшаются фильтрующие свойства и второ40 го осадка — кормового преципитата при использовании вместо известняка раствора нитрата кальция, что улучшает технико-экономические показатели процесса преципитирования.

45 Раствор нитрата кальция во избежание ухудшения качества кормовогО преципитата по содержанию фтора должен быть соответствующим образом пбдготовлен. В качестве исходного вещества для его производства можно использовать фосфомел, получающийся при карбоновой конверсии фосфогипса фосфорита в качестве отхода производства (основной продукт — сульфат аммония). Его применение обусловлено тем, что не требуется измельчение продукта, в нем содержится примерно

80% редких земель, перешедших из фосфогипса апатита, и 100Ъ стронция.

Разработанный режим растворения

60 фосфомела (pH = 4-6) позволяет практически полностью растворить содержащийся в нем мел, сохранив в нерастворимом остатке весь фтор, редкие земли и 50% стронция и значительно сконцентрировать в нем по823367 леэные компоненты. Превышение рН (более 6) нецелесообразно, так как при этом выход соли кальция в раствор недостаточен, а снижение рН (менее 4) приводит к появлению в жидкой фазе фтора, отрицательно сказывающегося на качестве преципитата.

Нерастворимый остаток можно объединить с осадком после первичной обработки ЭФК солью кальция (в нем ! содержатся все редкие земли, находившиеся в ЭФК) и направить на дальнейшую переработку с целью извлечения редких земель, стронция,, фтора, возвращения в процесс фосфора, а раствор после преципитирования может быть использован для производства азотсодержащих удобрений.

Предлагаемый способ и известный были апробированы в лабораторных условиях, Пример. В 0,5 л обесфторенной экстракционной фосфорной кислоты (РгО 240 г/л; F 6,5 г/л;

СаО 4,4 г/л) в течение 10 мин вводят аммиака до рН = 4,5 при 70 С, агитируют образовавшуюся пульпу в течение 20 мин и подают в течение

10 мин 140 мл раствора азотнокислого кальция (CaO 99 г/л; F 0,07 г/л) полученного при растворении 400 г фосфомела, имеющего состав,Ъ:

Р 0,64, 2 TR 0,7, Sr 2, 1; SO, 1,5;

СаО 52,6; влажность 40Ъ, распульпованного в 400 мл промвод, в 365 мл 47Ъ-ной азотной кислоты до рН 5,1, Доагитацию пульпы осуществляют в течение 30 мин. Затем последняя поступает на фильтрацию на воронке

Бюхнера (артикул ткани 86006) осадок промывают 120 мл воды, высушивают при 100 С и анализируют на содержание F, СаО, Р О5, Е TRgOgr a фильтрат (620 мл) и промводы (130 мл) объединяют и направляют на выделение кормового преципитата

670 мл раствора азотнокислого кальция в течение 60 мин при рН = 3,5 и температуре 70 С. Пульпа поступает

О на фильтрацию на воронке Бюхнера, осадок, промывают 350 мл воды, высушивают при 100 С и анализируют о на содержание Р Оя, СаО, Г, As i РЪ, Фильтрат (маточник преципитирования) и промводы объединяют и анализируют на содержание Р Од и F„

Полученные результаты приведены в таблице, Выход нерастворимого остатка после растворения фосфомела азотной кислотой при рН = 5,1-27,6Ъ (от исходного мела), Раствор, являющийся смесью маточника преципитирования и промвод содержит г/л: Р .О 1,2; F 0,09.

Снижейие мольного соотношения

СаО/Р О на стадии получения удобрительного преципитата от 0,08 до

3S

45 При растворении фосфомела раствор нитрата кальция должен иметь минимальное соотношение F/CaO. При снижении рН растворения фосфомела от 4,0 до 3,О соотношение F/СаО увеличивается от О, 0026 до 0,0132.

При увеличении рН растворения от

6, О до 6,5 соотношение увеличивается от 0,05-,84 до 0,05-63.

5 0

Предлагаемый способ позволяет испольэовать для производства кормового преципитата экстракционную фосфорную кислоту с содержанием

Рг06 20Ъ. При. этом создаются условия для практически полного извлечения редкоземельных элементов из апатита.

5

30

О, 04 приводит к увеличению содержания фтора в кормовом преципитате от

0,09 до 0,26Ъ, а увеличение соотношения от 0,16 до 0,20 — к снижению извлечения PgOg в кормовой преципитат от 70 до 54Ъ.

При уменьшении рН на стадии получения удобрительного преципитата при мольном соотношении СаО/РгО

0,12 от 4,2 до 3 5 имеет место увеличение содержания фтора в кормовом преципитате с 0,1 до 0,4Ъ,, а при повышении рН от 5,0 до 5,5 — увеличение извлечения Р О в удобрительный преципитат от 16 до 29Ъ и снижение производительности фильтрации, удобрительного преципитата от 8 т/м сутки до 2 т/м сутки. г

При подаче сначала аммиака до рН = 4,5, а затем раствора нитрата кальция до мольного соотношения

СаО/Р О, равного 0,12, на стадии получения удобрительного преципитата выход его составляет 154 кг/т апатита, производительность фильтрации осадка — 12 т/м сутки при степени г отмывки Р20 98Ъ, извлечение Р О . в удобрительный преципитат — 16Ъ. При изменении очередносги подачи аммиака и раствора нитрата кальция выход удобрительного преципитата составляет

270 кг/т апатита, производительность фильтрации осадка — 0,6 т/м сутки

2 при степени отмывки Р О 92Ъ, извлечение РгО в удобрительный преципитат — 22Ъ.

Порядок подачи реагентов на стадии получения удобрительного преципитата должен быть таким: сначала подается аммиак, а затем - раствор нитрата кальция.

Использование вместо раствора нитрата кальция тонкоизмельченного известняка приводит к снижению фильтруемости удобрительного преципитата от 12 до 3 т/м сутки, а г кормового — от 86 до 72 т/м сутки, г а также к увеличению извлечения

РгО в удобрительный преципитат от 16 до 23Ъ.

823367

Состав, %

Продукт

Выход, кг/т апатита

Извлечение, Р О, В

Фильтрация, т/м сутки

Р206 CaO F As Pb gTR>O> Sr

Кормовой преципктат

646 47,5 41,3 0,07 0,007 0,006

86,1

Удобрительный преципитат .

1,4

154 33ю4 23 6 5 9

12,2

Нерастворимый остаток после растворения фосфомела

5,3 — 2,2

2,5 3,8 — 19,5

Формула изобретения 25

Составитель Т. Докшина

Редактор H. Пушненкова Техред M.Òàáàêoâè÷ Корректор C. Шекмар. й

Тираж 445 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1996/30

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ получения кормового преципитата путем обработки обесфторенной фосфорной кислоты частью соли кальция с последующим отделением жидкой фазы от осадка и ее преципитированием остальным количеством соли кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода кормового преципитата и снижения . содержания фтора, обесфторенную фосфорную кислоту предварительно обрабатывают аммиаком до рН 4,2-5,0, а обработку частью соли кальция

4 .ведут до мольного соотношения

СаО/Р О 0,08-0,16.

2.Способпоп.1,отличающ и и с я тем, что в качестве соли кальция используют нитрат кальция.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Экспресс-информация, Производство фосфорных комплексных удобрений и серной кислоты. НИИТЭХИМ, M.

1977.

2. Позин М.Е. Технология минеральных солей. Л., Химия, 1970, .т.11., с. 1033-1034 (прототип).