Способ получения фосфорных удобрений из магнийсодержащего фосфатного сырья

 

Союз Советскив

Социалистическии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1»912720 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 15.02.80 (21) 2884498/23-26 с присоединением заявки J4 .3 (51)M. Кл.

С 05 В 11/68 .

Реуаврствееи4 ком ктвт

СССР во делам изобретении н аткрыткй (23) Приоритет

Опубликовано 15.03. 82 Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 15.03.82 (53) УДК 631 "93 (088. S) (72) Авторы изобретения

З.Л.Голынко и Г.К.Целищев г (71) Заявитель

1,54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ

ИЗ МАГНИЙСОДЕРЖАЦЕГО ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к получению минеральных фосфорных удобрений из магнийсодержащего фосфатного сырья.

Присутствие в фосфоритах магния приводит к определенным трудностям при их переработке, при этом повы5 шается удельный расход серной кислоты, необходимой для разложения фосфоритов.

Известен способ обраб, тки фосфатного сырья слабыми водными растворами серной кислоты при весовом отношении Ж:T=5:1 и рН 2,5-3,5. После достижения точки нейтрализации смесь фильтруют. Степень извлечения маг15 ния B раствор (степень обезмагнивания

34 и 711 при значении рН 3,5 и 2,5 соот вет стве нно 111 .

Однако способ характеризуется недостаточно высокой степенью обез20 магнивания, а также образованием больших масс разбавленных растворов с низкой концентрацией магния .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфорных удобрений из магнийсодержащего фосфатного сырья, путем обработки последнего серной кислотой в растворе сульфата аммония при рН 2-5 с последующей фильтрацией полученной пульпы и обработкой фильтрата аммиаком до рН 6-9 с отделением твердой фазы от маточника 1.?1.

Недостатком известного способа является низкая степень обезмагничивания фосфатного сырья и отсутствие воэможности получения магнийаммонийфосфата.

Цель изобретения - повышение степени обезмагнивания дюсфатного сырья при одновременной утилизации магния в магнийаммонийфосфат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения фосфорных удобрений из магнийсодержащего Фосфатного сырья путем обоа912720

Содержание МР0 Д

Расход Ну ЯО„ ; от стехиометрии на Н<. О

Извлечение

М<О в растф

Bop„ в твердом остатке в растворе г.

42,4

69,3

76,9

770

l,83

0,97

0,73

0 56

0,78

1,20

320

89,7

0,32

1,40 ботки его растворами, содержащими серную кислоту с последующей Фильтрацией полученной пульпы и обработкой фильтрата аммиаком до рН 6-9 с отделением твердой фазы от мэточника, обработку ведут 10-20 -ным водным раствором серной кислоты в избытке 130-320 от стехиометрии на окись магния при К:Т, равном (1-2):1, а обработку аммиаком ведут при 80-90 С в течение 30-50 мин.

Целесообразно в качестве источника аммиака брать бикарбонат аммония .

По известному способу степень 15 извлечения магния 724, а Фосфора всего 4,6,":.Дальнейшая обработка такого сульфат-бисульфатного раствора с получением товарного продукта в виде магнийаммонийфосфата невозмож- gO на. Для получения магнийаммонийфосФата необходимо ввести добавочное количество фосфора для обеспечения необходимого мольного отношения Р О .

ИцО = 0,5:1. По известному способу д

Р Оь и М<, переходят в раствор в мольном отношении 0,1-0,2, что недостаточно для получения магнийаммонийфосфата.

По предложенному способу создаются ЗО такие условия, при которых с одновременным обезмагниванием обеспечивается получение продукта в виде магнийаммонийФосфата. Найденные условия позволяют одновременно с магнием

35 перевести в раствор такое количество Фосфора, которое обеспечивает в раств< ре мольное отношение Р Oq . MgO=

=0,5; l, что в свою очередь при ам° монизации обеспечивает получение ма г ний аммо нийфос фа т а .

Мольное отношение Р 0 . MgO в растворе разложения после отделения твердого остатка составляет 0,52;

0,48; 0,57 соответственно в приме4S рах 4,5 и 6. Нижний предел концентрации серной кислоты обусловлен ф необходимостью сокращения объемов получаемых растворов и увеличением концентрации магния в них по сравнению с известным способом, при концентрации более 20 фосфор извлекается в раствор выше необходимого предела, Нижний предел расхода кисло ты обусловлен достижением изалечения магния в раствор не менее 301, верхний предел обусловлен степенью перехода фосфора в раствор для создания необходимого соотношения магний/Фосфор с целью последующей обработки аммиаком. Расход кислоты обусловлен также созданием среды, предотвращающей образование осадков при обработке фосфатного сырья.

Режим обработки раствора аммиаком обусловлен необходимостью получения фосфорного удобрения с более высоким содержанием питательных веществ, а также улучшения структурных характеристик продукта. Температурный и <тервал обработки является оптимальным для получения продукта с низкой степенью гидратации. Время обработки достаточно для образования продукта и формирования

его. кристаллической структуры, обуславливающей высокую удельную производительность фильтрации.

Пример 1. Проводят обработку фосфорита, содержащеro мас.3:

PqOo23,0; СаО 42,0 MqO 3,17; Fe>0>

0,13; Alg0 0,98, :F 1,4; водным раствором серной кислоты при разном ее расходе по отношению к окиси магния и отношении W:T=2:1. Время обработки фосфорита 1,5 ч, 1: = 50 С. Определяют степень извлечения магния в раствор и содержание его в твердом остатке и растворе.

В табл .1 представлены данные, указывающие на степень извлечения магния в раствор и содержание его в твердом остатке и растворе.

Таблица l

Таблица 2

Содержание, Mv0, 3 р> Р5 в растворе в твердом остатке

2,44

0,83

20,6

65,5

1,2:1

18,0

0,83

1,50

73,5

1,7:1

1,20

14,1

0 73

76,9

2,2:1

Табли ца 3

Расход Н ЯОт, от стехиометрии

Концентрация, H ЯО, мас.3

Извлечение из фосфорита, 3

Содержание M@0, в твердом остаткее в растворе .1g0 P, Og

31,0

9,14

130

5,77

2,17

0,99

38,8

6,29

0,84

5,05

2,17

4,80

13,0

42,4

41,7

1,83

1,83

0 56

7,10

9 34

190

1,83 1, 47

0,96

9,10

11,2

53 2

6,99

69,3

7,60

0,78

0,97

5 91272

Как видно из данных табл.l, с увеличением расхода серной кислоты степень обезмагничивания увеличивается и достигает 89,7, что значительно выше, чем в известном способе.

Извлечение из фосфорита, Из данных табл. следует, что отношение Ж:Т оказывает определенное влияние на степень обезмагнивания, причем эта зависимость сохраняется для всех исследованных нами расходов серной кислоты . Кроме того, найденные режимы обработки фосфатного сырья обеспечивают переход фосфора в раствор на 14-203. Эти режимы позволяют выбрать мольные отношения магний/фосфоо в растворе, обеспечивающие последующее получение фосфорного удобрения.

0 6

П р и и е р 2. Проводят обработку фосфорита (пример 1) водным оаствором серной кислоты с расходом

270 от стехиометрии при различных Ж:Т в условиях примера 1. Данные приведены в табл.2.

П р и ме р 3, Навески по 100 г фосфорита (пример 1) обрабатывают водными растворами серной кислоты при различных расходах (в / от стехиометрии на MgO). Температура обработки 50 С время обработки 1,5 ч.

После обработки полученную пульпу расфильтровывают, твердый остаток и раствор анализируют на содержание М 0 и P 0, определяют степень извлечения их из фосфорита. Данные представлены в табл. 3.

912 Д20

Продолжение табл, г

Концентрация, Н О„, мас.4

Содержание МчО, Извлечение из фосфорита, Расход Н ЬО„ ь от стехиометрии

17,4

2,44

73,5

9,13

1,07

?70

12,4

12,4

0,83

75,0

1 50

9,58

76,9

10,3

0,73

0,80

1,20

77,0

320

19,7

19,0

2,29

14,1

83,0

14,4

1,43

0,53

89,7

14,5

1,40

11,0

0 32

Из данных табл.3 следует, что при одном и том же расходе кислоты с уменьшением ее концентрации степень извлечения MgO во всем исследованном интервале расходов и концентраций растет. В том же направлении уменьшается содержание MgO в остатке. С увеличением расхода и концентрации кислоты увеличивается содержание MgO в растворе.

Пример 4. 100 r фосфорита (пример 1)обрабатывают 19,7Ф-ным водным раствором серной кислоты, при35 готовленным на маточнике после отделения выпавшего осадка-продукта. Рас ход кислоты 320 от стехиометрии на

MgO,",(; T=1, 3: 1, температура 50О время обработки 1,5 ч. Полученную пуль40 пу фильтруют, Твердый остаток (101 г) содержащий, мас, : Рд О 16,4, СаО 41,2;

MgO 0,80; Оз19,9; Ге,0 0,11; направляют на получение ПФК известными способами. Фипьтрат содержит, г/л: Рр О

46,6; ggO 25; %1з26,6; СаО 1,7. Степень извлечения в раствор, 3: И О

77; Рв Ол19 . Фильтрат обрабатывают аммиаком при 80 С до рН 6 в течение 30 мин. Выпавший осадок отделяют и сушат, его вес 9,7 г, состав,мас. :

Рд 0 44,3; MqK1 24,7; СаО 1,67; Юа

2, 7; МНз 11,О. Иаточник . содержащий г/л: Р О 1,75, 0 23,9, MvO 0,26;

СаО 0,02;11,0, укрепляют серной кислотой до концентрации19,7" и направпяют на обпаботку спедующей п лоции фосфорная.

Пример 5 ° 100 г фосфорита (пример 1) обрабатывают 10 -ным водным раствором серной кислоты, приготовленным на маточнике после отделения осадка - продукта. Расход кислоты 26,0"ь от стехиометрии на

Mg0 И:Т=2:1, температура обработки

50 С, воемя 1,5 ч . После разделения пульпы получают твердый остаток (100 r), содержащий мас.3: Р> О>

20,5; СаО 41,8; MgO 0,76; 50+12,1;

Fe O>0,11, который направляют на получение ПФК известными способами.

Извлечение в раствор ИдО и Р Ол

76 и 11, соответственно. Раствор, содержащий, r/ë: Рр О 25,8; ИРО 15,1;

Юз26,5 СаО 1,1 обрабатывают аммиаком при 90" С рН 8,5 в течение 50 мин. Выпавший осадок отделяют, его выход 10,2 г состав, мас., :

Р,О,40; И1 0 23,4, МНв9,7; Юз 4,3

СаО 1,73. Раствор, содержащий, г/л, Рр О 0,26; Mg0 0,15; 50 24;

%1з10,5, укрепляют серной кислотой до 103 и направляют на обработку новой навески фосфооита.

Пример 6. 100 мл раствора после отделения твердого остатка, содержащего, г/л; Р 0 15,2; Mg0 7,5, SO 19,6 обоабатывают 5,45 г бикарбоната аммония до рН 8,4. Выпавший осадок хооошо фильтруется. Его выход 3,35 г, состав, мас. : Р О 41,8

MgO 22,4 0а0,63; V1 3,4. Состав маточника, г/л: Оз1!1,4 У1,5,3, 9

91

Предлагаемый способ обеспечивает уменьшение расхода реагентов, исклю" чение сульфата аммония, сокращение объема растворов и увеличение концентрации в них магния (в предлагаемом способе концентрация Мро 0,562,44, в известном 0,345" 1 следовательно объем раствора сокращается

Таблица 4

Содержание

Поодукт

Способ

Р 0> M|0 %1 S0 СаО

Магнийаммонийфосфат 40-44,3 22,4-24,7 8,4-11 0,63-4,3 1,67-1,73

Предлагаемый

Смесь солей

Известный

4,7

8,4

22,4 3

Ф при одновременной утилизации магния в магнийаммонийфосфат, обработку ведут 10-203-ным водным раствором серной кислоты в избытке 130-320 от стехиометрии на окись магния при Ж:Т, равном (1-2 ):1, а обработку аммиаком ведут при

80-90 С в течение 30-50 мин

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, в качестве ucÇ5 точника аммиака берут бикарбонат аммония.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4о 1. Патент ФРГ М 2531519, кл. С 01 В 25/22, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

1 366177, кл. С 05 B 11/08, 1971 прототип) .

Составитель Т.Докшина

Редактор И.Митровка Техред A.Aö Кооректор I.Бокшан

Заказ 1307/33 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Магнийаммонийфосфат, полученный по предлагаемому способу, имеет более высокое содержание аммиака и значительно меньше сульфата и кальция.

1. Способ получения фосфорных удобрений из магнийсодержащего фосфатного сырья путем обработки его растворами, содержащими серную кислоту, с последующей Фильтрацией полученной пульпы и обработкой фильтрата аммиаком до рН 6-9 с отделением твердой фазы от маточни;;ка, отличающийся тем, что, с целью повышения степени обрзмагничивания фосфатного сырья

10 в 1,6-7 раз. Кроме того, увеличивается степень извлечения магния из сырья до 89,73 против 724, в известном способе, В табл.4 представлена характеристика конечного продукта, полученного по предлагаемому и по известному способам.