RU2389712C2 - Method for acid treatment of poor phosphorites - Google Patents

Method for acid treatment of poor phosphorites Download PDF

Info

Publication number
RU2389712C2
RU2389712C2 RU2008104698/15A RU2008104698A RU2389712C2 RU 2389712 C2 RU2389712 C2 RU 2389712C2 RU 2008104698/15 A RU2008104698/15 A RU 2008104698/15A RU 2008104698 A RU2008104698 A RU 2008104698A RU 2389712 C2 RU2389712 C2 RU 2389712C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acid
nitric
decomposition
insoluble residue
solution
Prior art date
Application number
RU2008104698/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008104698A (en
Inventor
Василий Сергеевич Спиридонов (RU)
Василий Сергеевич СПИРИДОНОВ
Михаил Владимирович Генкин (RU)
Михаил Владимирович Генкин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Национальная газовая компания"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Национальная газовая компания" filed Critical Закрытое акционерное общество "Национальная газовая компания"
Priority to RU2008104698/15A priority Critical patent/RU2389712C2/en
Publication of RU2008104698A publication Critical patent/RU2008104698A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2389712C2 publication Critical patent/RU2389712C2/en

Links

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to fertiliser industry, specifically to production of compound fertilisers through acid decomposition of natural phosphates. The method for acid treatment of phosphorites involves preliminary calcination of mineral raw material, acid decomposition, separation of phosphoric acid solution from insoluble residue with its subsequent processing into phosphorous compound fertiliser. After calcination the mineral material is crushed to 3.1-5 mm particles. The crushed material undergoes acid decomposition at 10 - 30°C using hydrochloric acid, nitric acid or a mixture of nitric acid and sulphuric acid. The crushed material undergoes acid decomposition using hydrochloric acid containing 10-20% hydrogen chloride, or nitric acid containing 45-55% nitric acid, or a mixture of nitric acid and sulphuric acid containing up to 25 wt % sulphuric acid. The phosphoric acid solution is separated from the insoluble residue through filtration at 50-60°C.
EFFECT: method increases output due to acceleration of filtration of insoluble residue, removal of iron and aluminium impurities from phosphoric acid, exclusion of steps for diluting and evaporating phosphoric acid solution.
3 cl, 8 tbl, 10 ex

Description

Изобретение относится к области промышленности удобрений, в частности к производству сложных минеральных удобрений путем кислотного разложения природных фосфатов.The invention relates to the field of fertilizer industry, in particular to the production of complex mineral fertilizers by acid decomposition of natural phosphates.

Настоящее изобретение позволяет вовлечь в производство квалифицированных фосфорных удобрений низкокачественное минеральное сырье, отличающееся низким содержанием оксида фосфора V (Р2О5), загрязненное примесями железа, алюминия и других переходных металлов, а также содержащее до 20 мас.%, нерастворимых в кислоте силикатных пород, образующих трудноотделимый остаток. Примером такого сырья могут служить фосфориты Вятско-Камского, Егорьевского, Полпинского месторождений.The present invention allows to engage in the production of qualified phosphate fertilizers low-quality mineral raw materials, characterized by a low content of phosphorus oxide V (P 2 About 5 ), contaminated with impurities of iron, aluminum and other transition metals, and also containing up to 20 wt.%, Insoluble in silicate rocks acid forming a hardly separable residue. An example of such raw materials is the phosphate rock of the Vyatka-Kama, Egorievsky, Polpinsky deposits.

Известен способ получения сложных удобрений, защищенный патентом РФ №2145316, Кл. С05В 11/06, опубл. 2000.02.10. Способ включает разложение апатитового концентрата азотной кислотой, выделения нитрата кальция кристаллизацией, нейтрализацию азотно-фосфатной вытяжки аммиаком, выпарку, смешение с плавом нитрата аммония и калийной солью, грануляцию и сушку готового продукта. После отделения нитрата кальция азотно-фосфатную вытяжку смешивают с низкокачественным фосфоритным сырьем в отношении Р2О5 фосфорита к Р2О5 апатита как 0,05-0,8:1 до или после аммонизации или после выпарки.A known method of producing complex fertilizers, protected by RF patent No. 2145316, CL. C05B 11/06, publ. 02/02/10. The method includes decomposition of apatite concentrate with nitric acid, precipitation of calcium nitrate by crystallization, neutralization of nitrogen-phosphate extract with ammonia, evaporation, mixing with a melt of ammonium nitrate and potassium salt, granulation and drying of the finished product. After separation of calcium nitrate, the nitrogen-phosphate extract is mixed with low-quality phosphate raw materials in the ratio of P 2 O 5 phosphorite to P 2 O 5 apatite as 0.05-0.8: 1 before or after ammonization or after evaporation.

Недостатком известного способа является высокое содержание примесей железа и алюминия в конечном продукте, что приводит к потерям усвояемого фосфора в конечном продукте. Также не рассматривается вопрос отделения трудно фильтруемого нерастворимого силикатного остатка, который также переходит в конечный продукт и, являясь балластной примесью, ухудшает его качество. И наконец, описанное изобретение не позволяет перерабатывать низкокачественное фосфоритное сырье без использования апатитового концентрата.The disadvantage of this method is the high content of impurities of iron and aluminum in the final product, which leads to losses of assimilable phosphorus in the final product. Also, the issue of separation of a hardly filtered insoluble silicate residue, which also passes into the final product and, being a ballast impurity, impairs its quality, is not considered. And finally, the described invention does not allow to process low-quality phosphate rock raw materials without the use of apatite concentrate.

Известен способ переработки Вятско-Камского фосфорита, защищенный патентом РФ №2174969, Кл. С05В 11/06, опубл. 2001.10.20.A known method of processing the Vyatka-Kama phosphorite, protected by RF patent No. 2174969, Cl. C05B 11/06, publ. 2001.10.20.

Фосфоритную муку вятско-камского фосфорита перед обработкой азотной кислотой обрабатывают при перемешивании щелочным раствором, предпочтительно 3%-ным раствором едкого натра при 95-100°С в течение 2-4 ч, отделяют от щелочного раствора фильтрацией, затем обрабатывают неконцентрированной азотной кислотой, отделяют нерастворимый остаток с применением фильтрации, полученный раствор перерабатывают в удобрение. Нерастворимый остаток промывают отработанным щелочным раствором, полученный при этом раствор, содержащий нитрат и гумат натрия, может быть введен в состав удобрения для повышения его питательной ценности. Способ позволяет перерабатывать вятско-камские фосфориты без предварительной прокалки сырья.The phosphate rock of Vyatka-Kama phosphorite before treatment with nitric acid is treated with stirring with an alkaline solution, preferably 3% sodium hydroxide solution at 95-100 ° C for 2-4 hours, separated from the alkaline solution by filtration, then treated with non-concentrated nitric acid, separated insoluble residue by filtration, the resulting solution is processed into fertilizer. The insoluble residue is washed with a spent alkaline solution, the resulting solution containing sodium nitrate and humate can be introduced into the fertilizer to increase its nutritional value. The method allows to process Vyatka-Kama phosphorites without preliminary calcining the raw material.

Недостатками известного способа являются необходимость предварительной щелочной обработки сырья, что усложняет технологическую схему переработки. Производительность фильтрования нерастворимого в кислоте остатка остается низкой, из-за чего требуется применение сложной и дорогостоящей аппаратуры - фильтр-прессов. Несмотря на удаление гуминовых кислот сохраняется заметное пенообразование. Вопросы отделения соединений переходных металлов не рассматриваются.The disadvantages of this method are the need for preliminary alkaline processing of raw materials, which complicates the technological scheme of processing. The filtering performance of the acid insoluble residue remains low, which requires the use of complex and expensive equipment - filter presses. Despite the removal of humic acids, noticeable foaming persists. The separation of transition metal compounds is not considered.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является способ, защищенный патентом РФ №2154045, Кл. С05В 11/06, опубл. 2000.08.10. Авторы предлагают фосфоритное сырье, в частности бедные фосфориты Вятско-Камского месторождения, подвергать прокаливанию при температуре 850-1150°С, затем разлагать прокаленный фосфорит разбавленной азотной кислотой, разбавлять полученную суспензию водой в отношении 1-1,5:1, удалять отстаиванием нерастворимый остаток и упаривать добавленную воду. Затем авторы предлагают отделять нитрат кальция вымораживанием, раствор аммонизировать и перерабатывать в удобрение типа NP или NPK путем упарки, гранулирования и сушки.Closest to the claimed technical essence and the achieved result, selected as a prototype, is a method protected by RF patent No. 2154045, Cl. C05B 11/06, publ. 08/08/10. The authors propose phosphorite raw materials, in particular poor phosphorites of the Vyatka-Kama deposit, to be calcined at a temperature of 850-1150 ° C, then decomposed calcined phosphorite with diluted nitric acid, diluted the resulting suspension with water in a ratio of 1-1.5: 1, removed by settling insoluble residue and evaporate the added water. Then the authors propose to separate calcium nitrate by freezing, ammonize the solution and process it into a fertilizer such as NP or NPK by evaporation, granulation and drying.

Серьезными недостатком этого метода является необходимость разбавления суспензии и последующего упаривания фосфорно-кислотного раствора, что связано с повышенными затратами тепла, введением дополнительной стадии в процесс переработки, усиленной коррозией оборудования. Кроме того, не решаются вопросы загрязнения фосфорно-кислотного раствора примесями переходных металлов, возможности отделения нерастворимого остатка фильтрованием и иными методами, возможность применения иных минеральных кислот, кроме азотной.A serious drawback of this method is the need to dilute the suspension and subsequent evaporation of the phosphoric acid solution, which is associated with increased heat consumption, the introduction of an additional stage in the processing process, enhanced by corrosion of the equipment. In addition, the issues of contamination of the phosphoric acid solution with transition metal impurities, the possibility of separating the insoluble residue by filtration and other methods, the possibility of using other mineral acids other than nitric acid are not being addressed.

Задача настоящего изобретения состоит в усовершенствовании способа кислотной переработки бедных фосфоритов с возможностью получения квалифицированных фосфорных и комплексных удобрений, не содержащих балластных примесей и неусвояемого растениями фосфора, исходя из бедного фосфоритного сырья, в частности - фосфоритного концентрата Вятско-Камского, Егорьевского, Полпинского месторождений.The objective of the present invention is to improve the method of acid processing of poor phosphorites with the possibility of obtaining qualified phosphoric and complex fertilizers that do not contain ballast impurities and are not digestible by plants phosphorus, based on poor phosphorite raw materials, in particular phosphate concentrate Vyatsko-Kamsky, Egoryevsky, Polpinsky deposits.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении производительности за счет ускорения фильтрования нерастворимого остатка, удаления примесей железа и алюминия из фосфорно-кислотного раствора, исключение стадий разбавления и упаривания фосфорно-кислотного раствора.The technical result from the use of the invention is to increase productivity by accelerating the filtering of the insoluble residue, removing impurities of iron and aluminum from the phosphoric acid solution, eliminating the stages of dilution and evaporation of the phosphoric acid solution.

Указанный результат достигается тем, что в способе кислотной переработки бедных фосфоритов, включающем предварительное прокаливание минерального сырья, кислотное разложение, отделение фосфорно-кислотного раствора от нерастворимого остатка с последующей переработкой его в фосфорное или комплексное удобрение, после прокаливания минерального сырья производят его измельчение до частиц размером 3,1-5 мм, при этом кислотное разложение измельченного сырья проводят при комнатной температуре. Кислотное разложение измельченного сырья проводят соляной или азотной кислотами или смесью азотной и серной кислот, содержащей до 25 мас.% серной кислоты. Фосфорно-кислотный раствор отделяют от нерастворимого остатка фильтрованием при температуре 50-60°С.This result is achieved by the fact that in the method of acid processing of poor phosphorites, including preliminary calcination of mineral raw materials, acid decomposition, separation of the phosphoric acid solution from the insoluble residue, followed by its processing into phosphoric or complex fertilizer, after calcining the mineral raw materials, it is crushed to particles of size 3.1-5 mm, while the acid decomposition of the crushed raw materials is carried out at room temperature. The acid decomposition of crushed raw materials is carried out with hydrochloric or nitric acids or a mixture of nitric and sulfuric acids containing up to 25 wt.% Sulfuric acid. Phosphoric acid solution is separated from the insoluble residue by filtration at a temperature of 50-60 ° C.

Для разложения используют соляную, азотную кислоты или смесь азотной и серной кислот, разложение проводят при комнатной температуре, после чего нерастворимый остаток отделяют фильтрованием при 50-60°С.Hydrochloric, nitric acids or a mixture of nitric and sulfuric acids are used for decomposition, decomposition is carried out at room temperature, after which the insoluble residue is separated by filtration at 50-60 ° C.

Таким образом, для достижения указанного технического результата предлагается подвергать фосфатные минералы после предварительного обжига рассеиванию, что позволяет изменить структуру нерастворимого остатка и улучшить условия его отделения. Одновременно, за счет происходящих в процессе обжига превращений и подбора условий кислотного разложения, пассивируются примесные соединения железа, алюминия и других переходных металлов. Все это позволяет получать фосфорные и комплексные минеральные удобрения, не содержащие балластных примесей и неусвояемого фосфора, используя в качестве сырья бедные фосфориты Вятско-Камского, Егорьевского, Полпинского месторождений.Thus, in order to achieve the indicated technical result, it is proposed to subject phosphate minerals after preliminary firing to dispersion, which allows changing the structure of the insoluble residue and improving the conditions of its separation. At the same time, due to the transformations occurring during the firing process and the selection of acid decomposition conditions, impurity compounds of iron, aluminum, and other transition metals are passivated. All this makes it possible to obtain phosphorus and complex mineral fertilizers that do not contain ballast impurities and indigestible phosphorus, using poor phosphorites of the Vyatka-Kama, Egorievsky, Polpinsky deposits as raw materials.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Фосфатное сырье, в частности концентрат бедных фосфоритов Вятско-Камского, Егорьевского, Полпинского месторождений, прокаливают при температуре 900-1100°С (предпочтительно 950-1050°С). Понижение температуры обжига приводит к ухудшению качества обожженного полупродукта, повышение может приводить к плавлению шихты и сопровождаться потерями фосфора. Предпочтительно применение кускового сырья 10-100 мм, однако возможно использовать и более крупные (до 50-70 см) или мелкие куски (0,5-10 мм) и даже фосфоритную муку (размер частиц 50-200 мкм). Продолжительность прокаливания зависит от размера частиц и составляет 10-120 мин, предпочтительно 20-60 мин.Phosphate raw materials, in particular the concentrate of poor phosphorites of the Vyatka-Kama, Egorievsky, Polpinsky deposits, are calcined at a temperature of 900-1100 ° C (preferably 950-1050 ° C). Lowering the firing temperature leads to a deterioration in the quality of the calcined intermediate, an increase can lead to melting of the charge and be accompanied by loss of phosphorus. The use of lumpy raw materials of 10-100 mm is preferable, however, it is possible to use larger (up to 50-70 cm) or small pieces (0.5-10 mm) and even phosphorite flour (particle size 50-200 microns). The duration of calcination depends on the particle size and is 10-120 minutes, preferably 20-60 minutes.

Прокаленное фосфатное сырье подвергают измельчению и рассеиванию. Размер частиц природного фосфата, направляемого на кислотное разложение, должен составлять 3,1-5 мм, предпочтительно 3,1-4,0 мм, Более мелкие частицы ухудшают условия отделения нерастворимого остатка (забивают фильтры, медленно осаждаются при отстаивании), более крупные - медленнее растворяются в кислоте.The calcined phosphate feed is ground and dispersed. The particle size of the natural phosphate sent for acid decomposition should be 3.1-5 mm, preferably 3.1-4.0 mm. Smaller particles worsen the conditions for separation of the insoluble residue (clogged filters, slowly precipitate upon settling), larger ones dissolve more slowly in acid.

Измельченное сырье подвергают разложению минеральными кислотами, предпочтительно соляной или азотной или смесью азотной и серной кислот. Использование чистой серной кислоты нежелательно, поскольку образуется вязкая, густая пульпа, выделение фосфора из которой затруднительно. Процесс проводят при интенсивном перемешивании реакционной массы. Температура проведения процесса 10-30°С, предпочтительно 20-25°С (комнатная). Повышение приводит к переходу в раствор примесных соединений, в первую очередь железа и алюминия, понижение увеличивает вязкость системы и понижает выход фосфора в раствор. Предпочтительный расход кислоты составляет 400-600 г 100% соляной кислоты на 1 кг непрокаленного фосфорита (особо предпочтительно 1,8-2,1 моль НСl на 1 моль Са, содержащегося в сырье) или 950-1150 г 100% азотной кислоты на 1 кг непрокаленного фосфорита (особо предпочтительно 2,2-2,6 моль HNO3 на 1 моль Са). Возможна замена до 25% азотной кислоты на серную, в мольном соотношении 2:1. Концентрация применяемых кислот составляет: 10-20% - соляной, 45-55% - азотной, до 60% - серной. Повышение концентрации кислот увеличивает вязкость системы, снижая скорость разложения фосфатного сырья и затрудняя отделение нерастворимого остатка, понижение приводит к избыточному разбавлению растворов и увеличению объемов оборудования. Время проведения процесса зависит от вышеуказанных факторов (температура, стехиометрия и концентрация кислоты, гранулометрический состав минерального сырья) и составляет 60-150 мин. При этих условиях степень выделения фосфора в раствор составляет 98-99%, а большая часть примесей железа и алюминия (70-90%) остается в нерастворимом остатке.The crushed feed is decomposed with mineral acids, preferably hydrochloric or nitric, or a mixture of nitric and sulfuric acids. The use of pure sulfuric acid is undesirable, since a viscous, thick pulp is formed, the release of phosphorus from which is difficult. The process is carried out with vigorous stirring of the reaction mass. The temperature of the process is 10-30 ° C, preferably 20-25 ° C (room). An increase leads to a transition to the solution of impurity compounds, primarily iron and aluminum, a decrease increases the viscosity of the system and decreases the yield of phosphorus in the solution. The preferred acid consumption is 400-600 g of 100% hydrochloric acid per 1 kg of non-calcined phosphorite (particularly preferably 1.8-2.1 mol of Hcl per 1 mol of Ca contained in the feed) or 950-1150 g of 100% nitric acid per 1 kg non-calcined phosphorite (particularly preferably 2.2-2.6 mol of HNO 3 per 1 mol of Ca). It is possible to replace up to 25% nitric acid with sulfuric, in a molar ratio of 2: 1. The concentration of acids used is: 10-20% - hydrochloric, 45-55% - nitric, up to 60% - sulfuric. Increasing the concentration of acids increases the viscosity of the system, reducing the rate of decomposition of phosphate raw materials and making it difficult to separate the insoluble residue, lowering leads to excessive dilution of the solutions and increase the volume of equipment. The time of the process depends on the above factors (temperature, stoichiometry and acid concentration, particle size distribution of mineral raw materials) and is 60-150 min. Under these conditions, the degree of phosphorus release into the solution is 98-99%, and most of the impurities of iron and aluminum (70-90%) remain in the insoluble residue.

Отделение нерастворимого остатка осуществляют при помощи известных процедур на стандартном оборудовании, например, отстаиванием, центрифугированием, фильтрованием на вакуумным фильтрах и фильтр-прессах. Предпочтительно использование вакуум-фильтров барабанного, ленточного типов и т.п. Для облегчения этих операций возможно нагревание пульпы до 50-60°С для снижения вязкости. Увеличение температуры выше 60°С нежелательно, поскольку может привести к выделению примесей переходных металлов в фосфорно-кислотный раствор. Нерастворимый остаток промывают и выбрасывают в отвал. В дальнейшем он может использоваться в качестве наполнителей или в качестве сырья для выделения содержащихся в нем ценных примесных соединений. Промывные воды объединяют с фосфорно-кислотным раствором.The separation of the insoluble residue is carried out using known procedures on standard equipment, for example, sedimentation, centrifugation, filtration on vacuum filters and filter presses. It is preferable to use vacuum filters of drum, belt types and the like. To facilitate these operations, it is possible to heat the pulp to 50-60 ° C to reduce viscosity. An increase in temperature above 60 ° C is undesirable, since it can lead to the release of transition metal impurities into a phosphoric acid solution. The insoluble residue is washed and discarded. In the future, it can be used as fillers or as a raw material for the isolation of valuable impurity compounds contained in it. Wash water is combined with a phosphoric acid solution.

Отфильтрованный фосфорно-кислотный раствор подвергают нейтрализации. В качестве нейтрализатора возможно использование карбоната кальция (мела или известняка), оксида или гидроксида кальция, аммиака и его водных растворов, гидроксидов или карбонатов натрия или калия. Предпочтительно использовать мел или оксид кальция для нейтрализации солянофосфорнокислых растворов и аммиак, аммиачную воду, гидроксид или карбонат калия для нейтрализации азотнофосфорнокислых растворов. Из азотнофосфорнокислотных растворов избыточный кальций может быть предварительно выделен известными методами (вымораживанием, выпариванием и кристаллизацией из пересыщенного раствора, осаждением сульфатанионами).The filtered phosphoric acid solution is neutralized. As a neutralizer, it is possible to use calcium carbonate (chalk or limestone), calcium oxide or hydroxide, ammonia and its aqueous solutions, hydroxides or carbonates of sodium or potassium. It is preferable to use chalk or calcium oxide to neutralize the hydrochloric acid solutions and ammonia, ammonia water, hydroxide or potassium carbonate to neutralize the nitric acid solutions. From calcium nitric acid solutions, excess calcium can be previously isolated by known methods (by freezing, evaporating and crystallizing from a supersaturated solution, precipitation with sulfatanions).

Сущность изобретения может быть проиллюстрирована на следующих примерах.The invention can be illustrated by the following examples.

Пример 1Example 1

Были взяты образцы природных фосфоритов А, В и С, химический состав которых указан в таблице 1. Минерал А представлял собой измельченный фосфорит с размером частиц <100 мкм, минерал В - кусковой фосфорит с размером частиц 10-400 мм, минерал С - измельченный фосфорит с размером частиц <350 мкм. Образцы были прокалены в муфельной печи при температуре 900-1050°С, в течение 15-60 минут. Химический состав прокаленных фосфоритов приведен в табл.1. Как видно, в данных условиях происходит полное выгорание органических и разложение карбонатсодержащих примесей, потерь фосфора не наблюдается. С увеличением размеров частиц минерала требуется увеличение времени прокаливания. Анализ компонентов проводили согласно ГОСТам (ГОСТ 24596.1-81 - определение фтора, ГОСТ 24596.3-81 - фосфора, ГОСТ 3594.13-93 - алюминия, ГОСТ 2642.5-97 - железа, ГОСТ 24596.5-81 - кальция).Samples of natural phosphorites A, B and C were taken, the chemical composition of which is shown in Table 1. Mineral A was crushed phosphorite with a particle size of <100 μm, mineral B was lump phosphorite with a particle size of 10-400 mm, and mineral C was crushed phosphorite with a particle size <350 μm. Samples were calcined in a muffle furnace at a temperature of 900-1050 ° C for 15-60 minutes. The chemical composition of calcined phosphorites is given in table 1. As can be seen, under these conditions there is a complete burnout of organic and decomposition of carbonate-containing impurities, phosphorus loss is not observed. With an increase in the particle size of the mineral, an increase in the calcination time is required. The analysis of the components was carried out according to GOST (GOST 24596.1-81 - determination of fluorine, GOST 24596.3-81 - phosphorus, GOST 3594.13-93 - aluminum, GOST 2642.5-97 - iron, GOST 24596.5-81 - calcium).

Таблица 1Table 1 Химический состав исходных и прокаленных фофоритовThe chemical composition of the starting and calcined phoforites ФосфоритPhosphorite Условия прокаливанияCalcination conditions Содержание, мас.%Content, wt.% Температура, °СTemperature ° C Время, минTime min СаSa Р2O5 P 2 O 5 FF СО32- CO 3 2- С, орг.- C org - Fe2O3 Fe 2 O 3 Al2O3 Al 2 O 3 Н/о*But* АBUT -- -- 26,426,4 21,621.6 2,32,3 9,29.2 0,20.2 5,15.1 2,52.5 16,116.1 ВAT -- -- 26,126.1 20,520.5 2,12.1 12,612.6 0,250.25 5,95.9 3,23.2 23,823.8 СFROM -- -- 31,431,4 27,527.5 2,42,4 00 00 4,44.4 2,02.0 15,515,5 А-1A-1 900900 30thirty 28,328.3 23,223,2 2,52.5 0,10.1 00 5,55.5 2,72.7 17,317.3 А-2A-2 10501050 30thirty 28,328.3 23,223,2 2,52.5 00 00 5,55.5 2,72.7 17,317.3 В-1IN 1 10001000 30thirty 28,728.7 22,522.5 2,32,3 0,50.5 00 6,56.5 3,53,5 26,126.1 В-2IN 2 10001000 6060 28,828.8 22,622.6 2,32,3 00 00 6,56.5 3,53,5 26,226.2 С-1S-1 10001000 15fifteen 31,431,4 27,527.5 2,42,4 00 00 4,44.4 2,02.0 15,515,5 * - нерастворимый в кислоте остаток * - insoluble in acid residue

Пример 2Example 2

К 100 частям непрокаленного фосфорита А из примера 1 добавляли 254 части 20% соляной кислоты при 50°С в течение 30 минут при интенсивном перемешивании. Затем суспензию выдерживали при той же температуре 60 минут, продолжая перемешивание. Процесс сопровождался интенсивным пенообразованием, объем пены:объем суспензии составлял 10:1. После окончания реакции маточный раствор отделяли от осадка отстаиванием и фильтрованием (фильтровальная ткань - полипропилен, вакуум - 0,5 атм) при той же температуре, нерастворимый остаток промывали на фильтре. Скорость отстаивания не превышала 3 мм/ч, производительность фильтрования по влажному остатку - <8 кг/м2·ч. Степень извлечения фосфора в раствор составила 95,5%, железа и алюминия - 51% (здесь и далее считается суммарное количество компонента в маточном растворе и промывных водах).To 100 parts of non-calcined phosphorite A from Example 1, 254 parts of 20% hydrochloric acid were added at 50 ° C. over 30 minutes with vigorous stirring. Then the suspension was kept at the same temperature for 60 minutes, while continuing stirring. The process was accompanied by intense foaming, the volume of the foam: the volume of the suspension was 10: 1. After the reaction, the mother liquor was separated from the precipitate by settling and filtering (filter cloth - polypropylene, vacuum - 0.5 atm) at the same temperature, the insoluble residue was washed on the filter. The sedimentation rate did not exceed 3 mm / h, the filtering capacity for the wet residue was <8 kg / m 2 · h. The degree of extraction of phosphorus in the solution was 95.5%, iron and aluminum - 51% (hereinafter, the total amount of the component in the mother liquor and wash water is considered).

Пример 3Example 3

К 100 частям прокаленных фосфоритов А-1, А-2 из примера 1 добавляли 242 части 20% соляной кислоты при комнатной температуре в течение 15 минут при интенсивном перемешивании. Затем суспензию выдерживали при той же температуре 60 минут, продолжая перемешивание. Пенообразования не наблюдалось. После окончания реакции маточный раствор отделяли от осадка при 50°С, нерастворимый остаток промывали на фильтре. Производительность фильтрования и выходы фосфора, железа и алюминия в раствор приведены в таблице 2.To 100 parts of calcined phosphorites A-1, A-2 from Example 1, 242 parts of 20% hydrochloric acid were added at room temperature over 15 minutes with vigorous stirring. Then the suspension was kept at the same temperature for 60 minutes, while continuing stirring. No foaming was observed. After the reaction, the mother liquor was separated from the precipitate at 50 ° C, the insoluble residue was washed on the filter. The filtration performance and the outputs of phosphorus, iron and aluminum in the solution are shown in table 2.

Таблица 2table 2 Разложение прокаленного фосфорита АDecomposition of calcined phosphorite A ФосфоритPhosphorite Производительность фильтрования, кг/м2·чFiltration performance, kg / m 2 · h Выход в раствор, мас.%The output in the solution, wt.% Р2O5 P 2 O 5 FeFe AlAl А-1A-1 100one hundred 98,398.3 23,723.7 25,225,2 А-2A-2 130130 99,099.0 14,514.5 12,112.1

Пример 4Example 4

К 100 частям прокаленных фосфоритов А-1, А-2 из примера 1 добавляли 226 частей 52% азотной кислоты при комнатной температуре в течение 15 минут при интенсивном перемешивании. Затем суспензию выдерживали при той же температуре 90 минут, продолжая перемешивание. Пенообразования и выделения оксидов азота не наблюдалось. После окончания реакции маточный раствор отделяли от осадка при 60°С, нерастворимый остаток промывали на фильтре. Производительность фильтрования и выходы фосфора, железа и алюминия в раствор приведены в таблице 3.To 100 parts of calcined phosphorites A-1, A-2 from Example 1, 226 parts of 52% nitric acid were added at room temperature over 15 minutes with vigorous stirring. Then the suspension was kept at the same temperature for 90 minutes, while continuing stirring. No foaming and emission of nitrogen oxides was observed. After the reaction, the mother liquor was separated from the precipitate at 60 ° C, the insoluble residue was washed on the filter. The filtration performance and the outputs of phosphorus, iron and aluminum in the solution are shown in table 3.

Таблица 3Table 3 Разложение прокаленного фосфорита АDecomposition of calcined phosphorite A ФосфоритPhosphorite Производительность фильтрования, кг/м2·чFiltration performance, kg / m 2 · h Выход в раствор, мас.%The output in the solution, wt.% Р2O5 P 2 O 5 FeFe A1A1 А-1A-1 8080 98,198.1 12,112.1 11,911.9 А-2A-2 110110 99,299,2 11,111.1 15,815.8

Пример 5Example 5

Прокаленные фосфориты В-1, В-2 измельчали и рассеивали при помощи набора сит. Фракции с различным гранулометрическим составом обрабатывали соляной кислотой, как описано в примере 3, увеличив время разложения с 60 мин до 90 мин. Нерастворимый остаток фильтровали при 50°С (см. пример 3). Производительность фильтрования и выходы фосфора, железа и алюминия в раствор приведены в таблице 4.Calcined phosphorites B-1, B-2 were crushed and dispersed using a set of sieves. Fractions with different particle sizes were treated with hydrochloric acid as described in Example 3, increasing the decomposition time from 60 minutes to 90 minutes. The insoluble residue was filtered at 50 ° C (see example 3). The filtering performance and the outputs of phosphorus, iron and aluminum in the solution are shown in table 4.

Таблица 4 Table 4 Разложение прокаленного фосфорита ВDecomposition of calcined phosphorite B ФосфоритPhosphorite Гранулометрический состав, ммGranulometric composition, mm Производительность фильтрования,
кг/м2·ч
Filtering performance,
kg / m 2 · h
Выход в раствор, мас.%The output in the solution, wt.%
P2O5 P 2 O 5 FeFe AlAl В-1IN 1 3-53-5 170170 95,395.3 25,625.6 21,521.5 В-1IN 1 <3<3 9090 97,797.7 28,028.0 26,226.2 В-2IN 2 5-105-10 930930 94,594.5 10,810.8 9,99.9 В-2IN 2 4,5-54,5-5 890890 97,097.0 11,611.6 10,210,2 В-2IN 2 4-4,54-4.5 910910 98,298.2 13,113.1 14,414,4 В-2IN 2 3,1-43.1-4 940940 98,998.9 14,614.6 12,712.7 В-2IN 2 0,2-3,10.2-3.1 710710 99,399.3 16,516.5 11,411,4 В-2IN 2 <0,2<0.2 180180 98,998.9 18,318.3 16,016,0

Пример 6Example 6

Прокаленные фосфориты В-1, В-2 измельчали и рассеивали при помощи набора сит. Фракции с различным гранулометрическим составом обрабатывали азотной кислотой, как описано в примере 4, увеличив время разложения с 90 мин до 105 мин. Нерастворимый остаток фильтровали при 60°С (см. пример 4). Производительность фильтрования и выходы фосфора, железа и алюминия в раствор приведены в таблице 5.Calcined phosphorites B-1, B-2 were crushed and dispersed using a set of sieves. Fractions with different particle sizes were treated with nitric acid as described in Example 4, increasing the decomposition time from 90 minutes to 105 minutes. The insoluble residue was filtered at 60 ° C (see example 4). The filtering performance and the outputs of phosphorus, iron and aluminum in the solution are shown in table 5.

Figure 00000001
Figure 00000001

Пример 7Example 7

Прокаленный фосфорит С-1 рассеивали при помощи набора сит. Фракции с различным гранулометрическим составом обрабатывали соляной кислотой, как описано в примере 3. Нерастворимый остаток фильтровали (см. пример 3). Производительность фильтрования и выходы фосфора, железа и алюминия в раствор приведены в таблице 6.Calcined phosphorite C-1 was dispersed using a set of sieves. Fractions with different particle sizes were treated with hydrochloric acid as described in Example 3. The insoluble residue was filtered (see Example 3). The filtering performance and the outputs of phosphorus, iron and aluminum in the solution are shown in table 6.

Таблица 6Table 6 Разложение прокаленного фосфорита С-1Decomposition of calcined phosphorite C-1 Гран. состав, мкмGrand composition, microns Производительность фильтрования, кг/м2·чFiltration performance, kg / m 2 · h Выход в раствор, мас.%The output in the solution, wt.% Р2O5 P 2 O 5 FeFe AlAl 200-350200-350 250250 99,299,2 15,515,5 14,914.9 50-20050-200 110110 98,698.6 14,314.3 14,014.0 <50<50 50fifty 99,099.0 19,819.8 21,121.1

Пример 8Example 8

К 100 частям прокаленного фосфорита В-2 фракции 3,1-5 мм добавляли 158 частей 52% азотной и 27 частей серной кислоты, разбавленной до концентрации 40-98%. Условия разложения и отделения нерастворимого остатка те же, что и в примере 4. Производительность фильтрования суспензии приведена в таблице 7. При использовании фосфорита В-2 размером частиц менее 1 мм производительность фильтрования уменьшалась до 200-250 кг/м2·ч даже при использовании разбавленной кислоты.158 parts of 52% nitric and 27 parts of sulfuric acid diluted to a concentration of 40-98% were added to 100 parts of calcined B-2 phosphate of the 3.1-5 mm fraction. The conditions for the decomposition and separation of the insoluble residue are the same as in Example 4. The filtration performance of the suspension is shown in Table 7. When using phosphorite B-2 with a particle size of less than 1 mm, the filtration performance was reduced to 200-250 kg / m 2 · h even when using diluted acid.

Таблица 7Table 7 Разложение фосфорита В-2 смесью серной и азотной кислотDecomposition of phosphorite B-2 with a mixture of sulfuric and nitric acids Концентрация H2SO4, мас.%The concentration of H 2 SO 4 , wt.% Производительность фильтрования, кг/м2·чFiltration performance, kg / m 2 · h 4040 670670 6060 550550 8080 4040 9898 <1<1

Пример 9Example 9

К 100 частям прокаленного фосфорита В-2 фракции 3,1-5 мм добавляли 158 частей 52% азотной и 40-60 частей 60% серной кислоты. Условия разложения и отделения нерастворимого остатка те же, что и в примере 4. Производительность фильтрования суспензии приведена в таблице 8.158 parts of 52% nitric and 40-60 parts of 60% sulfuric acid were added to 100 parts of calcined B-2 phosphate of the 3.1-5 mm fraction. The conditions for decomposition and separation of the insoluble residue are the same as in example 4. The filtering performance of the suspension are shown in table 8.

Таблица 8Table 8 Разложение фосфорита В-2 смесью серной и азотной кислотDecomposition of phosphorite B-2 with a mixture of sulfuric and nitric acids Количество H2SO4, мас.ч.The amount of H 2 SO 4 , parts by weight Производительность фильтрования, кг/м2·чFiltration performance, kg / m 2 · h 4040 505505 50fifty 440440 6060 210210

Пример 10Example 10

Прокаленный фосфорит В-2 измельчали и рассеивали при помощи сит. 1000 частей фракции 3,1-4 мм смешивали с 2600 частей азотной кислоты концентрации 54% и выдерживали при комнатной температуре в течение 105 минут при интенсивном перемешивании. Образовавшуюся пульпу фильтровали на вакуумном фильтре при 60°С. Получено 600 влажного осадка и 3000 частей азотнофосфорнокислого раствора (АФР), производительность фильтрования составляла 550 кг/м2·ч. Осадок промывали на фильтре 1100 частями рецикловых вод промывки преципитата, получено 450 частей осадка и 1250 частей промывных вод. АФР охлаждали до -5°С, при этом кристаллизовался Са(NO3)2·4Н2O в количестве 1000 частей. Охлажденный АФР в количестве 2000 частей смешивали с промывными водами (1250 частей), через раствор пропускали газообразный аммиак. Аммонизированный АФР (ААФР) фильтровали, преципитатный осадок в количестве 1000 частей промывали 1000 частей воды. Промывные воды в количестве 1150 частей использовали для промывки нерастворимого остатка кислотного разложения. После сушки отмытого преципитатного остатка получали 370 частей порошка, содержащего 40,3 мас.% Р2О5, весь фосфор в цитратно-растворимой форме. После упаривания фильтрата ААФР было получено 740 частей комплексного NP-удобрения, содержащего 17,5% Р2О5, 19% N, весь фосфор в водорастворимой форме.Calcined phosphorite B-2 was crushed and dispersed using sieves. 1000 parts of the 3.1-4 mm fraction were mixed with 2600 parts of nitric acid at a concentration of 54% and kept at room temperature for 105 minutes with vigorous stirring. The resulting pulp was filtered on a vacuum filter at 60 ° C. Received 600 wet sediment and 3000 parts of nitric phosphate solution (AFR), the filtering capacity was 550 kg / m 2 · h The precipitate was washed on the filter with 1100 parts of recycle precipitate washing water, 450 parts of the precipitate and 1250 parts of washing water were obtained. AFR was cooled to -5 ° C, while Ca (NO 3 ) 2 · 4H 2 O crystallized in an amount of 1000 parts. Chilled AFR in an amount of 2000 parts was mixed with wash water (1250 parts), gaseous ammonia was passed through the solution. Ammonized AFR (AAFR) was filtered, a precipitate of 1000 parts was washed with 1000 parts of water. Wash water in an amount of 1150 parts was used to wash the insoluble residue of acid decomposition. After drying the washed precipitate residue, 370 parts of a powder containing 40.3 wt.% P 2 O 5 , all phosphorus in citrate-soluble form, were obtained. After evaporation of the AAFR filtrate, 740 parts of a complex NP fertilizer were obtained containing 17.5% P 2 O 5 , 19% N, all phosphorus in a water-soluble form.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать квалифицированные фосфорные и комплексные удобрения, не содержащие балластных примесей и неусвояемого растениями фосфора, исходя из бедного фосфоритного сырья, в частности - фосфоритного концентрата Вятско-Камского, Егорьевского, Полпинского месторождений.Thus, the proposed method allows to obtain qualified phosphorus and complex fertilizers that do not contain ballast impurities and phosphorus that is not digestible by plants, based on poor phosphorite raw materials, in particular, phosphate concentrate of the Vyatsko-Kamsky, Yegoryevsky, Polpinsky deposits.

При этом повышается производительность процесса за счет ускорения фильтрования нерастворимого остатка, удаления примесей железа и алюминия из фосфорно-кислотного раствора, исключения стадий разбавления и упаривания фосфорно-кислотного раствора.This increases the productivity of the process by accelerating the filtering of the insoluble residue, removing impurities of iron and aluminum from the phosphoric acid solution, eliminating the stages of dilution and evaporation of the phosphoric acid solution.

Claims (3)

1. Способ кислотной переработки бедных фосфоритов, включающий предварительное прокаливание минерального сырья, кислотное разложение, отделение фосфорно-кислотного раствора от нерастворимого остатка с последующей переработкой его в фосфорное или комплексное удобрение, отличающийся тем, что после прокаливания минерального сырья производят его измельчение до частиц размером 3,1-5 мм, при этом кислотное разложение измельченного сырья проводят при температуре 10-30°С соляной кислотой или азотной кислотой или смесью азотной и серной кислот.1. The method of acid processing of poor phosphorites, including preliminary calcination of mineral raw materials, acid decomposition, separation of the phosphoric acid solution from the insoluble residue, followed by its processing into phosphoric or complex fertilizer, characterized in that after calcining the mineral raw materials they are crushed to particles of size 3 , 1-5 mm, while the acid decomposition of the crushed raw materials is carried out at a temperature of 10-30 ° C with hydrochloric acid or nitric acid or a mixture of nitric and sulfuric acids. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислотное разложение измельченного сырья проводят соляной кислотой, содержащей 10-20% хлороводорода, или азотной кислотой, содержащей 45-55% азотной кислоты, или смесью азотной и серной кислот, содержащей до 25% массовых серной кислоты.2. The method according to claim 1, characterized in that the acid decomposition of the crushed material is carried out with hydrochloric acid containing 10-20% hydrogen chloride, or nitric acid containing 45-55% nitric acid, or a mixture of nitric and sulfuric acids containing up to 25% massive sulfuric acid. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что фосфорно-кислотный раствор отделяют от нерастворимого остатка фильтрованием при температуре 50-60°С. 3. The method according to claim 1, characterized in that the phosphoric acid solution is separated from the insoluble residue by filtration at a temperature of 50-60 ° C.
RU2008104698/15A 2008-02-12 2008-02-12 Method for acid treatment of poor phosphorites RU2389712C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104698/15A RU2389712C2 (en) 2008-02-12 2008-02-12 Method for acid treatment of poor phosphorites

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104698/15A RU2389712C2 (en) 2008-02-12 2008-02-12 Method for acid treatment of poor phosphorites

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008104698A RU2008104698A (en) 2009-08-20
RU2389712C2 true RU2389712C2 (en) 2010-05-20

Family

ID=41150533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008104698/15A RU2389712C2 (en) 2008-02-12 2008-02-12 Method for acid treatment of poor phosphorites

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2389712C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014209314A1 (en) 2014-05-16 2015-11-19 Conrad Kunze Process for processing mineral raw materials
RU2767200C1 (en) * 2021-04-13 2022-03-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Method for obtaining a complex phosphorus-containing fertilizer
RU2776120C1 (en) * 2021-10-05 2022-07-13 Акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" (АО "ОХК "УРАЛХИМ") Method for producing potassium monoposphate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
НАБИЕВ М.Н. Азотнокислотная переработка фосфатов. - Ташкент: Издательство академии наук Узбекской ССР, 1957, с.58, 61-62, 68. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014209314A1 (en) 2014-05-16 2015-11-19 Conrad Kunze Process for processing mineral raw materials
RU2767200C1 (en) * 2021-04-13 2022-03-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Method for obtaining a complex phosphorus-containing fertilizer
RU2780212C1 (en) * 2021-09-21 2022-09-20 Тураев Дмитрий Юрьевич Method for purifying a solution containing calcium ions, phosphoric and nitric (hydrochloric) acid, from iron and aluminium inclusions
RU2776120C1 (en) * 2021-10-05 2022-07-13 Акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" (АО "ОХК "УРАЛХИМ") Method for producing potassium monoposphate

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008104698A (en) 2009-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8425872B2 (en) Process for the production of high purity phosphoric acid
CA2631190C (en) Recovery of rare earth elements
CN101993105B (en) Method for preparing light calcium carbonate and co-producing ammonium sulfate from phosphogypsum
CN102718200B (en) Method for preparing industrial-grade phosphoric acid by decomposing mid-low-grade phosphorite with nitric acid
EP2771280B1 (en) Method for treating phosphate rock
RU2634948C1 (en) Method for acid processing of lean phosphate raw materials
AU2019310188B2 (en) Caustic conversion process
RU2389712C2 (en) Method for acid treatment of poor phosphorites
RU2519692C1 (en) Extraction of rare-earth elements from hard materials containing rare-earth metals
CN112875753B (en) Preparation method of low-sodium low-ammonium high-purity molybdic acid
KR102029195B1 (en) Manufacturing method for lithium hydroxide from lithium phosphate
CN111592017A (en) Method for preparing battery-grade lithium chloride by pressing and soaking spodumene
CN217350771U (en) System for coproduction phosphoric acid through nitrophosphate fertilizer device
US2940820A (en) Process for recovering alkali metal values from lepidolite
RU2739409C1 (en) Method of extracting rare-earth elements from phosphogypsum
CN112723404A (en) Method for separating calcium, magnesium and phosphorus in chemical beneficiation by-product
RU2458863C1 (en) Method of extracting rare-earth concentrate from apatite
AU2015349594B2 (en) Method for the processing of potassium containing materials
RU2372280C1 (en) Method of producing phosphoric acid
US12000013B2 (en) Caustic conversion process
CN111533099B (en) Production method of water-soluble monoammonium phosphate
US10988387B2 (en) Releasing impurities from a calcium-based mineral
CN114085100A (en) Method for preparing calcium-magnesium-sulfur secondary element water-soluble fertilizer and product
CN117509576A (en) Method for improving quality of phosphogypsum produced by wet-process phosphoric acid and producing byproduct calcium carbonate
CN112723396A (en) Method for preparing magnesium oxide and calcium ammonium nitrate from chemical beneficiation by-product

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180213