RU1773894C - Способ гидротермической переработки фосфатов на удобрени - Google Patents
Способ гидротермической переработки фосфатов на удобрениInfo
- Publication number
- RU1773894C RU1773894C SU904832024A SU4832024A RU1773894C RU 1773894 C RU1773894 C RU 1773894C SU 904832024 A SU904832024 A SU 904832024A SU 4832024 A SU4832024 A SU 4832024A RU 1773894 C RU1773894 C RU 1773894C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- apatite
- additive
- mixture
- clinker
- particles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к способам получени удобрени с лимоннорастворимой формой P20s и может быть использовано в промышленности минеральных удобрений. Сущность заключаетс в том, что карбонат- содержащий апатитовый концентрат смешивают с силикатсодержащей добавкой, спекают смесь при температуре 1325- 1425°С в присутствии вод ных паров, охлаждают и измельчают клинкер до товарной фракции с последующим ее отделением. В качестве силикатсодержащей добавки используют смесь легкоплавких лессовидных суглинков при мол рном отношении компонентов SlOa + PaOs + TI02 + А1аОз + Рв20з + +0,5FeO/Na20 + К20 + СаО + МдО 7-15, при этом массовое соотношение апатит:добавка составл ет 1:(0,08-0,15). Общий выход товарной фракции с частицами 0,25-4 мм составл ет 90,5%, Товарный продукт содержит 34,00% Р205общ., в том числе 32,8% Р20бусв., степень перехода в усво емую форму составл ет 96,5%. 1 табл.
Description
Изобретение относитс к способам получени удобрени с лимоннорастворимой формой Р20б и может быть использовано в промышленности минеральных удобрений.
Известен способ бескислотного получени удобрений с лимоннорастворимой формой P20s путем смешени фосфатного сырь с кремнеземом в массовом отношении 0,02-0,8, спекани смеси в присутствии паров воды, охлаждении спека и его измельчени .
Недостатком известного метода вл етс высока температура процесса (1350- 1600°С), малоинтенсивный переход P20s в лимоннорастворимую форму при содержании кремнезема в шихте до 10% и сильное снижение общего содержани полезного компонента при более высоком содержании кремнезема в шихте. Дл известного способа также характерна необходимость размола всего клинкера до частиц 0,06-1 мм, что приводит к повышенным транспортным потер м и сильному пылеобразованию при внесении в почву удобрени . Кроме того, при реализации данного способа в промышленности имеютс большие трудности из-за кальцеобраэовани во вращающихс печах , в результате чего предъ вл ютс высокие требовани к качеству используемых огнеупоров. Повышенный пылеунос сырь
VI VI А
00 Ю
Јь
при обжиге также приводит к дополнительным затратам дл возврата пыли в производство .
Наиболее близким к за вл емому способу по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ бескислотного получени удобрений с ли- моннорастворимой формой PaOs путем смешени карбонатсодержащего апатитового концентрата с силикатсодержащей добавкой , например нефелином, в массовом соотношении апатитового концентрата и нефелина, равном 1:(0,05-0,20), спекани смеси при температуре 1325-1425°С в присутствии паров воды, охлаждени и измельчени клинкера с выделением товарной фракции частиц с размером 0,1-4 мм.
Указанный способ прин т в качестве прототипа. Недостатком способа вл етс низка интенсивность перевода РаОб в ли- моннорастворимую форму и получение большого количества пылеобразных частиц с размером менее 0,1 мм. Недостаток способа вытекает из химических свойств нефелина . Кислотно-амфотерный фактор этой добавки, который рассчитываетс как мол рное отношение компонентов нефелина
SIO2 + Р2О5 + ТЮ2 + AI2O3 + Fe2O3 +0.5 FeO Na2O + К2О 4-СаО + MgO
находитс в пределах 3-3,4,
Этот показатель достаточно низкий, поэтому нефелин относительно слабо св зывает свободные СаО и MgO, которые образуютс в апатитовом концентрате при реакции декарбонизации
СаСОз + СОа
МдСОз + СОа.
По этой же причине добавка нефелина не способствует сдвигу реакций с участием апатита в сторону его обесфторивани и разрушени исходной кристаллической структуры. Поэтому необходима интенсивность перевода PaOs в лимоннораствори- мую форму обеспечиваетс в известном способе повышенным временем пребывани сырь в высокотемпературной зоне обжигового аппарата. Однако такое ведение процесса обусловливает образование в печи подплавов, и клинкер выходит, в основном , в виде кусков от 10-150 мм. Дл получени частиц товарной фракции размером 0,1-4 мм клинкер измельчают. Измельчение клинкера, ввиду внутренних напр жений, имеющихс в оплавленных кусках , сопровождаетс образованием большого количества пылеобразных частиц
размером менее 0,1 мм. Сбыт пылеобразного продукта затруднен, а дл придани ему товарного вида необходима дополнительна технологическа стади - грэнулирование . Причем, гранулирование должно осуществл тьс на установках большой производительности . К недостаткам способа можно также отнести большой пылеунос сырь из печи обжига и использование в
0 качестве добавки нефелина - целевого сырь алюминиевой промышленности, что отрицательно сказываетс на экономике способа, Кроме того, содержание в получаемом удобрении заметцых количеств натри
5 ограничивает сферу сельскохоз йственных угодий, где такое удобрение может примен тьс .
Целью изобретени вл етс повышение степени перехода PaOs в лимоннораст0 воримую форму и увеличение выхода товарной фракции.
Поставленна цель достигаетс тем, что в способе бескислотного получени удобрений, содержащих PaOs в лимон5 нерастворимой форме, путем смешени карбонатсодержащего апатитового концентрата с силикатсодержащей добавкой, спекани смеси при 1325-1425°С в присутствии вод ных паров, охлаждени и измельчени
0 клинкера до товарной фракции с последующим ее отделением, в качестве силикатсодер- жащей добавки используют смесь легкоплавких кислых лессовидных суглинков, при мол рном отношении компонентов
5 SiO2 + Р2О5 +TIO2 + AI2O3 + Fe2O3 +0.5 FeO №20 + К2О + СаО + MgO
- 7-15, при этом массовое соотношение апатит: добавка составл ет 1:(0,08-0,15).
Отличительной особенностью способа
0 вл етс использование добавки с повышенным кислотно-амфотерным фактором, по сравнению с аналогичным фактором нефелина . Следствием свойств предлагаемой добавки вл етс активное св зывание сво5 бодной СаО, MgO, образующейс при декарбонизации апатитового концентрата. Высокий кислотно-амфотерный фактор добавки способствует как процессу обесфторивани апатита, так и разрушению его
0 структуры с малоподвижным фосфором. Наличие в добавке заметных количеств соединений железа способствует возникновению микроколичеств жидкой фазы в шихте, что существенно ускор ет твердофазовый про5 цесс при спекании с образованием новых минералов, в частности силикофосфатов.
При поддержании в смеси суглинков кислотно-амфотерного фактора менее 7 интенсифицирующие свойства добавки близки к свойствам нефелина-добавки п
способу-прототипу. Поэтому при низком факторе эффективность интенсификатора понижена, и способ по экономичности идентичен способу-прототипу.
При поддержании кислотно-амфотер- ного фактора выше 15 эффективность до бавки сначала стабилизируетс , а затем снижаетс . Происходит это потому, что у природных суглинков кислотно-амфотер- ный фактор выше 16 практически можно получить только за счет вовлечени в суглинок большого количества кварцита. Температура плавлени такой добавки увеличиваетс и активность диффузионных процессов при сохранении прежнего темпе- ратурного режима снижаетс .
При введении добавки в массовом отношении меньше, чем 1-0,08, не достигаетс интенсивного перехода P2U5 в лимоннора- створимую форму, возрастает дол фосфо- ра, не перешедшего в лимоннорастворимую форму.
При введении добавки в массовом отношении большей, чем 1-0,15, не наблюдаетс дальнейшего роста интенсивности перехода P20s в лимоннорастворимую форму . Происходит лишь снижение полезного компонента в продукте.
Кроме того, снижаетс температура плавлени шихты и способ становитс не- приемлемым дл технологии спекани . Возникают услови массовых подплавов шихты в печи и выхода клинкера преимущественно в виде крупных оплавленных кусков размером 20-150 мм, Дробление таких кусков существенно повышает получение пылеобразных частиц, которые в последующем необходимо гранулировать.
Технических решений, имеющих сходные с отличительными признаками изобре- тени , не вы влено, можно считать, что данное предложенное изобретение отвечает критерию существенные отличи .
Способ осуществл ют следующим образом .
Карбонатсодержащий апатитовый концентрат Ковдорского месторождени с добавкой или без добавки пыли, уловленной в процессе сухой газоочистки отход щих газов вращающихс печей, подаетс на за- грузку печи. В карьерах по составу отдельных пластов лессовидных суглинков готов т смесь, кислотно-амфотерный фактор которой поддерживают в пределах 7- 15. Расчет кислотного модул ведетс , исход из мол рного состава основных компонентов по формуле
SIO2 + Р205 + ТЮ2 + AI203 + Fe2d3 + 0,5 FeO Na2O + К2О + CaO + MgO
Смесь лессовидных суглинков по классификации относитс к кислым легкоплавким . Смесь разбалтываетс в виде и подаетс на загрузку в виде суспензии с отношением Ж : Т 1:(1-2). В двухвальный смеситель весовым дозатором подаетс апатитовый концентрат, а черпаковым питателем - суспензи лессовидных суглинков. В двухзальном смесителе смесь усредн етс и с общей влажностью 8-15% подаетс , предпочтительно, через гранул тор в печь обжига.
Обжигова печь барабанного типа зафу- терована огнеупорными материалами (например , шамотом, в зонах печи до 1200°С и хромомагнезитовыми издели ми в высокотемпературной зоне). Отапливаетс печь либо природными газами, либо мазутом. При сжигании топлива в состав продуктов сгорани вход т вод ные пары. В процессе термообработки смеси компонентов происходит декарбонизаци и существенное обесфторивание апатитового концентрата
Са(Мд)СОз (Мд)0+ С02
Н2О
Саю(Р04)бР(ОН) (Р04)2 +
+ С34Р209+ HR .
Компоненты лессовидных суглинков взаимодействуют с компонентами апатитового концентрата.
MgO + Si02 - Мд5Юз
2CaO + Si02 - Ca2Si04.
Эти реакции начинают протекать с температуры 700-800°С. Прежде всего образуетс Ca2SI04 в первую очередь из-за легкости построени кристаллической решетки . Присутствие паров воды положительно сказываетс на кинетике процесса. В последующем протекают реакции:
Ca2Si04 + SI02 - 2Са5Юз
Н20
и Саю(Р04з F(OH) + mSi02 - ЮпСаОх x3nP20s mSi02+ nHFt .
Наличие в шихте Na20, K20, А120з, Ре20з. FeO способствует образованию твердых растворов фосфатных соединений. В совокупности компоненты лессовидных суглинков внос т многочисленные дефекты в структуру фосфатных минералов, что и обусловливает интенсивность перехода P20s в лимоннорастворимую форму и высокий уровень такого перехода.
Стремление компонентов добавки особенно при совместном присутствии К20, , Si02 к образованию стеклоподобных структур способствует формированию клинкера в виде частичек с оплавленной поверхностью размером преимущественно 1-2,5 мм. Вследствие этого, клинкер, в основном,
содержит частицы фракции товарного продукта (размер 0,25-4 мм).
На выходе из печи клинкер охлаждаетс в барабанных холодильниках до 50-200°С и поступает на рассев. После выделени товарной фракции крупна фракци размером более 4 мм измельчаетс , например, в молотковых дробилках и вновь поступает на рассев. Пылеобразные частицы с размером менее 0,25 мм вывод тс из системы, как правило, дл выполнени процесса гранул ции со специальным пластификатором. Ввиду незначительного выхода пылеобразных частиц установка гранулировани по производительности значительно меньше, чем у способа по прототипу. Клинкер, выход щий из печи, содержит 33,5-36,5 % P20s (об.) из них 85-96,5% в лимоннорастворимой форме . Содержание фтора в клинкере менее 0,3%, как правило, 0,15-0,2%. Дымовые газы по предлагаемому способу запыл ютс в значительно меньшей степени, чем в способе-прототипе , так как глинистые компоненты хорошо склеивают зерна апатитового концентрата на стадии удалени свободной влаги в низкотемпературной зоне обжиговой печи.
Призер реализации способа.
Пример 1, При карьерной разработке кислых легкоплавких лессовидных суглинков , например, Сумского месторождени , усредн состав различных пластов месторождени , поддерживают кислотно-амфо- терный фактор, рассчитываемый по мол рному соотношению компонентов сырь , равный
SI02 + Р205 + TIO2 +А12Оз + Ре2Оз + 0.5 FeO
Na2O + К2О + СаО + МдО 13.26.
При этом массовое содержание основных компонентов смеси лессовидных суглинков , в пересчете на прокаленное вещество, следующее, %:
SIC-276,3;
FeO5,47;
А 20з8,93;
СаО3,63;
ТЮ20,35;
МдО0,85;
Ре20з2,57;
К201,38;
N3200,38;
5Оз0,14;
P20sследы,
Такому составу соответствует следующее мол рное содержание компонентов в 1000 кг смеси суглинков:
SI0212,7167;
РегОз0.1606;
0,1468;
0,8755;
0,7597;
0,0613;
0,04375;
0,6482;
0,0175;
0,2125;
следы.
Смесь суглинков репульпируют в тепловой воде при температуре 50°С с получением суспензии с массовым отношением твердого к жидкому Т : Ж 1:1, Суспензию подают на смешение с карбонатсодержащим апатитом Ковдорского месторождени , содержащим Р20з - 36,5%, С02 - 4,2%, F - 1%. При смешении водной суспензии суглинков с апатитом поддерживают массовое соотношение апатит: суглинок 1:0,12, дл
чего к 1000 мае.ч. апатита добавл ют 240 мае.ч. суспензи .
После смесител шихту с влажностью 9,7% подают через гранул тор во вращающуюс обжиговую печь с размерами D 3,6
м; L 100 м. Печь отапливаетс природным газом, при этом содержание паров воды в продуктах сгорани 12-17об.%.
При загрузке печи по апатиту 12 т/ч врем пребывани в печи составл ет 6-8 ч.
Температура печи на 18 м от загрузочного конца 900-1050°С, максимальна температура в печи 1410°С. Клинкер из печи выходит с температурой 900°С, затем его охлаждают в 12 барабанных холодильниках, жестко закрепленных на корпусе выгрузочного конца печи, Клинкер с температурой 90°С подают на классификацию. До классификации клинкер содержит 7% частиц с размером менее 0.25 мм, 86,5% частиц с размером 0,25-4 мм
и 6,5% частиц с размером более 4 мм.
После классификации на грохоте крупные частицы с размером более 4 мм дроб т и возвращают на пересев. Пылеобразные частицы с размером менее 0,25 мм вывод т
либо дл специальных потребителей, либо на гранул цию,
Общий выход товарной фракции с частицами от 0,25 до 4 мм - 90,5%, пылеобразных частиц - 9,5%. Товарный продукт
содержит 34,00% P20s (об.), в том числе 32,81 % P20s (уев.), степень перехода в усво емую форму составл ет 96,5%. Содержание фтора 0,14%. Под усво емой понимаетс форма P20s, растворима в 2%ном растворе лимонкой кислоты.
Пример 10. Реализаци способа прототипа.
Карбонатсодержащий апатитовый концентрат Ковдорского месторождени , содержащий , %: Р20б 35,7. С02 4,2: F 1,
смешивают с нефелиновым концентратом Кольского месторождени в массовом отношении апатит : нефелин 1:0,12. Дл этой цели на 1000 мае.ч. апатита добавл ют 120 мае.ч. нефелина. Дл снижени пылеуноса при обжиге к смеси добавл ют 610 мае.ч. воды, придава смеси подвижность. Смесь с влажностью 35% льют через загрузочную трубу во вращающуюс печь, характеристики которой приведены в примере 1.
Нефелин имеет следующий массовый состав, %: Si02 43,77; АЮз 29,37; Na20 12,15; К20 7,21; Ре20з 30,4; Fed 0,81; ТЮ2 0,37; СаО 1,7; Р20б 0,65; MgO 0,81; прочие 0,08.
Этому составу соответствует следующее мол рное содержание компонентов в 1000 кг нефелина;
Si027,2952;
К200,7670;
P20s0,04650;
А120з2,8794;
Ре20з0,1900;
ТЮ20,04625;
Na201,9597;
FeO0,1125:
СаО0,3071;
MgO0,2025.
Кислотно-амфотерный фактор нефелина , рассчитываемый как мол рное отношение
SIO2 + Р205 + ТЮ2 + AI2O3 + Fe2O3 +0,5 FeO Na20 + K2O + СаО + MgO
составл ет 3,25.
Апатитово-нефелиновую смесь загружают из расчета подачи 11 т/ч апатита. Врем пребывани в обжиговой печи 6-8 ч. Температура на 18 м печи от загрузочного конца 1070-1150°С, максимальна температура в печи 1425°С. Клинкер из печи выходит с температурой 900°С, и затем охлаждают его в 12 барабанных холодильниках , закрепленных на корпусе печи.
Из холодильников клинкер выходит со средней температурой 135°С, и его подают на классификацию. До классификации клинкер содержит 10% частиц с размером менее 0,25 мм, 34% частиц товарной фракции размером 0,25-4 мм, 50% клинкера имеет размеры более 4 мм, преимущественно, в виде оплавленных кусков от 20 до 150 мм.
После классификации крупные куски измельчают и вновь направл ют на классификацию . Общий выход товарной фракции с размером частиц от 0,25 до 4 мм - 70%, выход пылеобразных частиц-30%. Пылеобразные частицы напрлрлчют либо специальным потребител м, либо на гранул цию Товарный продукт содержит33,98% r;0s(o6.), в том числе 28% Р20й (VCB.).
Содержание фтора 0,34%. Под усво емой формой понимаетс форма Р20г. растворима в 2%-ном растворе лимонной кислоты.
В нижеприведенной таблице приведены примеры МгМг 1-9 реализации способа во всем интервале за вл емых параметров. при сохранении условий обжига, приведенных в примере 1.
Таким образом, в за вл емом способе
достигаетс более интенсивный и более полный переход P20s в лимоннораствори- мую форму, чем в способе-прототипе. Клинкер в за вл емом способе выходит, в основном, в виде товарной фракции, что дает ему существенные преимущества перед способом-прототипом.
Дополнительным преимуществом за вл емого способа вл етс возможность использовани местных ресурсов нерудных
ископаемых - лессовидных суглинков вместо привозного нефелинового концентрата, который в 2,5-3 раза дороже. Расчетные затраты на производство 1 т P20s (уев.) по за вл емому способу в зависимости от масштабов потреблени наход тс в пределах 225-330 руб./т P20s. По способу-прототипу, согласно имеющихс данных дл Кингисеп- ского ПО Фосфорит на окт брь 1989 г., эта величина составл ет 570 руб./т.
Claims (1)
- Формула изобретениСпособ гидротермической переработки фосфатов на удобрени , включающий смешение карбонатсодержащего апатитового концентрата с силикатсодержащей добавкой , обжиг полученной смеси при температуре 1325-1425°С в присутствии вод ных паров, охлаждение и измельчение полученного клинкера с последующим отделением товарной фракции, отличающийс тем,что, с целью повышени степени перехода P20s влимоннорастворимую форму и увеличени выхода товарной фракции, в качестве силикатсодержащей добавки используют смесь кислых легкоплавких лесовидных суглинков , содержащих Si02, FeO, , СаО, ТЮ2, MgO, Ре20з- К20, Na20, P20s при моль- -ном отношении суммы SiOa + P20s + + + ТЮ2 + Ре20з + 0,5FeO к сумме №20 + КзО + +СаО + MgO, равном 7-15, при этом массовое соотношение апатит - добавка составл ет 1 ; (0,08-0,15).Сводна таблица примеров реализации способа
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904832024A RU1773894C (ru) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | Способ гидротермической переработки фосфатов на удобрени |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904832024A RU1773894C (ru) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | Способ гидротермической переработки фосфатов на удобрени |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1773894C true RU1773894C (ru) | 1992-11-07 |
Family
ID=21516902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904832024A RU1773894C (ru) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | Способ гидротермической переработки фосфатов на удобрени |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1773894C (ru) |
-
1990
- 1990-05-29 RU SU904832024A patent/RU1773894C/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Вольфкович С.И., Илларионов В.В. и др. Гидротермическа переработка Фосфатов на удобрени и кормовые среда , М., Л., Изд-во Хими , 1964 г., с. 62, Особенности гидротермической переработки Ковдорского апатитового концентрата в кормовой трикальцийфостат, Обзорна информаци , М., НИИТЭХИ, 1987 г., с. 31-34. (прототип). * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ando | Thermal phosphate | |
JPH0516373B2 (ru) | ||
US2997367A (en) | Defluorination of phosphatic material | |
CN106495111B (zh) | 一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂 | |
WO2002030841A1 (en) | Synthetic silicate pellet composition and methods of making and using thereof | |
RU1773894C (ru) | Способ гидротермической переработки фосфатов на удобрени | |
CN115286266B (zh) | 一种利用磷石膏的负碳熟料及其制备方法 | |
US4113833A (en) | Process for the production of alumina from the mineral component of solid fuels | |
Copson et al. | Development of processes for metaphosphate productions | |
Maghchiche et al. | Uses of blast furnace slag as complex fertilizer | |
JPH11116299A (ja) | 人工軽量骨材およびその製造方法 | |
CN1005841B (zh) | 添加蓝晶石制造高级耐火制品的方法 | |
CN1243687C (zh) | 磷矿热法制磷酸和水泥的方法 | |
CN111908968A (zh) | 多孔颗粒脱氟磷肥及其制备方法 | |
US3552944A (en) | Production of phosphate fertilizers | |
US2754191A (en) | Defluorination of phosphate rock | |
CN104692680A (zh) | 一种磷渣硅酸盐水泥熟料的制备方法 | |
JP2001139353A (ja) | 生コンクリートスラッジを原料に添加して処理するセメントの製造方法 | |
SU1495288A1 (ru) | Способ получени диоксида серы из фосфогипса | |
CN100488907C (zh) | 碱渣、钾长石制氯化钾工艺副产水泥的方法 | |
US1578339A (en) | Production of available phosphate | |
US2916372A (en) | Production of phosphate fertilizers soluble in citric acid | |
US3802861A (en) | Production of calcined phospate fertilizers | |
CA1335752C (en) | Agglomerated phosphate furnace charge | |
US2875032A (en) | Process of preparing a phosphated product |