RU2088553C1

RU2088553C1 - Method of processing the phosphate raw to fluoroless phosphate

Info

Publication number: RU2088553C1
Application number: RU95115909A
Authority: RU
Inventors: Б.П. Соболев; А.Р. Держинский; Ю.А. Алушкин; А.В. Дремов; Н.Я. Иванова; С.Б. Попов; В.И. Юрьева; Н.С. Баулин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Фосфорит"
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-08-27

Abstract

FIELD: inorganic chemistry, fertilizer production. SUBSTANCE: method involves mixing phosphate raw with phosphoric acid to the content of free P₂O₅ 0.05-20%. Then soda is added to mixture at amount necessary to ratio of citric-soluble P₂O₅ to the total P₂O₅ = (0.29-0.65):1. Charge is roasted at 1300-1500 C. Yield of fluoroless phosphate is 83-92% at citric-soluble P₂O₅ content 87-90%. EFFECT: improved method of processing.

Description

Изобретение относится к способам получения обесфторенных фосфатов, используемых в качестве удобрений и кормовых средств. The invention relates to methods for producing defluorinated phosphates used as fertilizers and feeds.

Известен способ получения обесфторенных фосфатов путем обработки фосфорита фосфорной кислотой с добавлением соды. По этому способу смешивают фосфорную кислоту с содой. Температуру полученной смеси поддерживают на уровне 90^oC. Далее в другом смесителе смешивают полученную смесь с фосфатным сырьем. Смесь гранулируют на дисковом грануляторе и гранулы подают в печь кипящего слоя и обжигают в присутствии водного пара при температуре сначала 400^oC, а затем 135^oC. Соотношение Na₂O: P₂O₅ (0,65 0,75):1, а соотношение CaO: P₂O₅: Na₂O (3,0 - 3,5):(1,0 1,2):(0,12 0,14).A known method of producing defluorinated phosphates by treating phosphorite with phosphoric acid with the addition of soda. In this method, phosphoric acid is mixed with soda. The temperature of the resulting mixture was maintained at 90 ^o C. Then, in another mixer, the resulting mixture was mixed with phosphate feed. The mixture is granulated on a disk granulator and the granules are fed into a fluidized bed furnace and calcined in the presence of water vapor at a temperature of first 400 ^o C and then 135 ^o C. The ratio of Na ₂ O: P ₂ O ₅ (0.65 0.75): 1 and the ratio of CaO: P ₂ O ₅ : Na ₂ O (3.0 - 3.5) :( 1.0 1.2) :( 0.12 0.14).

Недостатком способа является сложность технологического процесса и невысокое содержание в продукте лимонорастворимой формы P₂O₅ (40,4%).The disadvantage of this method is the complexity of the process and the low content in the product of a lemon-soluble form of P ₂ O ₅ (40.4%).

Задача изобретения стабилизировать работу обжигового оборудования, снизить энергозатраты при одновременном сохранении качества получаемого продукта. The objective of the invention is to stabilize the operation of roasting equipment, reduce energy consumption while maintaining the quality of the resulting product.

Задача решена в предлагаемом способе получения обесфторенных фосфатов, включающем смешение фосфатного сырья с фосфорной кислотой и содой и последующий обжиг полученной шихты, по которому предварительно смешивают фосфатное сырье с фосфорной кислотой и процесс ведут до получения в смеси P₂O₅ своб. равного 0,05 20% а затем добавляют соду в количестве, необходимом для получения в шихте соотношения P₂O₅ лимонорастворимого к P₂O₅ общему, равного (0,29 0,65) 1.The problem is solved in the proposed method for producing defluorinated phosphates, including mixing phosphate raw materials with phosphoric acid and soda and subsequent firing the resulting mixture, which pre-mixed phosphate raw materials with phosphoric acid and the process is carried out to obtain P ₂ O ₅ freedom in the mixture. equal to 0.05 20% and then add soda in the amount necessary to obtain in the mixture the ratio of P ₂ O ₅ lemon-soluble to P ₂ O ₅ total equal to (0.29 0.65) 1.

Сущность способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.

Известно, что процесс высокотемпературной обработки при получении обесфторенного фосфата протекает с образованием жидкой фазы, количество и свойства которой определяют процесс обжига (влияет на скорость разложения и образование спекшихся кусков и т.д.), что в конечном итоге проводит к дестабилизации процесса и получению некондиционного продукта. При предварительном смешении фосфатного сырья с фосфорной кислотой образуется основной реагент в виде монокальций-фосфата, что характеризует прохождение реакции, при этом часть P₂O₅ остается в свободной виде. Однако количество свободной P₂O₅ в смеси, полученной после обработки фосфатного сырья фосфорной кислотой, должно быть строго определено, а именно 0,05 20% от P₂O₅ общ. Уменьшение P₂O₅ своб. приведет к образованию очень густой шихты, что увеличит энергетические затраты на ее перемешивание. Увеличение P₂O₅ своб. в смеси до введения в нее соды более 20% приводит к увеличению сопротивления по газовому тракту, увеличивает пылеунос, приводит к образованию колец во время обжига, что снижает пробег оборудования и выход товарной фракции. Известно, что производительность процесса получения обесфторенных фосфатов зависит от стадии обжига, т. е. от состояния шихты. Целесообразно, чтобы в шихте содержалось большее количество ионов Ca, так как подвижность расплава уменьшается, что предотвращает подплавку и спекание. Количество ионов кальция характеризуется соотношением лимонорастворимой формы P₂O₅ по отношению к общей в шихте, подаваемой на высокотемпературную обработку, и зависит от качества смеси, полученной после взаимодействия фосфатного сырья с фосфорной кислотой и от количества подаваемой затем соды. В свою очередь, как было указано выше, качество продукта взаимодействия фосфатного сырья с фосфорной кислотой зависит от содержания в нем P₂O₅ своб. что обусловлено технологическим режимом проведения процесса (температурой, временем перемешивания и т. д.), а также качеством поступающего сырья. Данные характеристики определяются в каждом отдельном случае, на каждой производственной системе.It is known that the process of high-temperature processing upon receipt of defluorinated phosphate proceeds with the formation of a liquid phase, the amount and properties of which determine the firing process (affects the rate of decomposition and the formation of sintered pieces, etc.), which ultimately leads to the destabilization of the process and obtaining substandard product. Upon preliminary mixing of phosphate raw materials with phosphoric acid, the main reagent is formed in the form of monocalcium phosphate, which characterizes the reaction, while part of P ₂ O ₅ remains in free form. However, the amount of free P ₂ O ₅ in the mixture obtained after processing the phosphate feed with phosphoric acid should be strictly determined, namely 0.05 to 20% of P ₂ O ₅ total. Decrease P ₂ O ₅ free. will lead to the formation of a very thick mixture, which will increase the energy costs of mixing it. The increase in P ₂ O ₅ freedom. in the mixture before introducing soda into it more than 20% leads to an increase in resistance along the gas path, increases dust extraction, leads to the formation of rings during firing, which reduces the mileage of the equipment and the yield of the product fraction. It is known that the performance of the process for producing defluorinated phosphates depends on the stage of calcination, i.e., on the state of the charge. It is advisable that the mixture contained a larger number of Ca ions, since the mobility of the melt decreases, which prevents melting and sintering. The amount of calcium ions is characterized by the ratio of the lemon-soluble form of P ₂ O ₅ with respect to the total in the charge fed to the high-temperature treatment, and depends on the quality of the mixture obtained after the interaction of phosphate raw materials with phosphoric acid and the amount of soda supplied then. In turn, as indicated above, the quality of the product of the interaction of phosphate raw materials with phosphoric acid depends on the content of P ₂ O ₅ svob. due to the technological mode of the process (temperature, mixing time, etc.), as well as the quality of the incoming raw materials. These characteristics are determined in each case, on each production system.

Соотношение P₂O₅ лимонорастворимой по отношению к P₂O₅ общ. обусловлено, с одной стороны, качеством получаемого продукта, а с другой стороны, качеством шихты, поступающей на обжиг и определено нами в соотношении (0,29 0,65)1.The ratio of P ₂ O _{5 is} lemon soluble in relation to P ₂ O ₅ total. it is determined, on the one hand, by the quality of the product obtained, and, on the other hand, by the quality of the charge fed to the firing and is determined by us in the ratio of (0.29 0.65) 1.

Пример 1. 1000 кг фосфатного сырья смешивают с 400 кг фосфорной кислоты концентрацией 2Р% при 60^oC и времени перемешивания 30 мин. В результате получают продукт, содержащий 0,05% P₂O₅своб. К продукту добавляют соду в количестве, обеспечивающем соотношение P₂O₅ лимонорастворимой к P₂O₅ общ. равное 0,65: 1. Процесс ведут при перемешивании. Далее шихту подают на обжиг при 1400^oC. В результате получают обесфторенный фосфат, содержащий P₂O₅ лимонорастворимой 90% Выход товарной фракции составляет 92%
Пример 2. 1000 кг фосфатного сырья смешивают с 456 кг фосфорной кислоты концентрацией 23% при 60^oC и времени перемешивания 20 мин. В результате получают продукт, содержащий 10% P₂O₅своб. К продукту добавляют соду в количестве, обеспечивающем соотношение P₂O₅ лимонорастворимой к P₂O₅ общ. равное 0,45: 1. Процесс ведут при перемешивании. Далее шихту подают на обжиг при 1400^oC. В результате получают обесфторенный фосфат, содержащий P₂O₅ лимонорастворимой 91,5% Выход товарной фракции составляет 83%
Пример 3. 1000 кг фосфатного сырья смешивают с 215 кг фосфорной кислоты концентрацией 52% при 60^oC. Время перемешивания 3 мин. В результате получают продукт, содержащий 20% P₂O₅ своб. К продукту добавляют соду в количестве, обеспечивающем соотношение P₂O₅ лимонорастворимой к P₂O₅ общ. 0,29:1. Процесс ведут при перемешивании. Далее шихту подают на обжиг при 1450^oC. В результате получают обесфторенный фосфат, содержащий P₂O₅ лимонорастворимой 87% Выход товарной фракции составляет 87%
Использование предложенного способа позволит сократить потери сырья и продукта, стабилизировать процесс, исключить образование подплавов и, соответственно, выхода некондиционного продукта и обеспечить наилучшие условия работы аппаратуры по очистке газов.Example 1. 1000 kg of phosphate raw materials are mixed with 400 kg of phosphoric acid with a concentration of 2P% at 60 ^o C and a mixing time of 30 minutes The result is a product containing 0.05% P ₂ O ₅ svob. Soda is added to the product in an amount providing a ratio of P ₂ O ₅ lemon-soluble to P ₂ O ₅ total. equal to 0.65: 1. The process is carried out with stirring. Next, the mixture is served for calcination at 1400 ^o C. The result is defluorinated phosphate containing P ₂ O ₅ lemon-soluble 90% The yield of the commercial fraction is 92%
Example 2. 1000 kg of phosphate raw materials are mixed with 456 kg of phosphoric acid with a concentration of 23% at 60 ^o C and a mixing time of 20 minutes The result is a product containing 10% P ₂ O ₅ svob. Soda is added to the product in an amount providing a ratio of P ₂ O ₅ lemon-soluble to P ₂ O ₅ total. equal to 0.45: 1. The process is carried out with stirring. Next, the mixture is served for calcination at 1400 ^o C. The result is defluorinated phosphate containing P ₂ O ₅ lemon soluble 91.5% The yield of the commercial fraction is 83%
Example 3. 1000 kg of phosphate raw materials are mixed with 215 kg of phosphoric acid with a concentration of 52% at 60 ^o C. Mixing time 3 minutes The result is a product containing 20% P ₂ O ₅ svob. Soda is added to the product in an amount providing a ratio of P ₂ O ₅ lemon-soluble to P ₂ O ₅ total. 0.29: 1. The process is carried out with stirring. Next, the mixture is served for calcination at 1450 ^o C. The result is defluorinated phosphate containing P ₂ O ₅ lemon soluble 87% The yield of the commercial fraction is 87%
Using the proposed method will reduce the loss of raw materials and product, stabilize the process, eliminate the formation of sub-melts and, accordingly, the output of substandard product and provide the best working conditions for gas purification equipment.

Claims

A method of processing phosphate feedstock to defluorinated phosphate, including mixing phosphate feedstock with phosphoric acid and soda and subsequent firing the resulting mixture, characterized in that the phosphate feedstock is pre-mixed with phosphoric acid and the process is carried out until a free, equal to 0, is obtained in the mixture P ₂ O ₅ 05 20% and then add soda in the amount necessary to obtain in the mixture the ratio of P ₂ O ₅ lemon-soluble to P ₂ O ₅ total. equal to (0.29 0.65) 1.