SU1020417A1 - Способ получени кормового дикальцийфосфата - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике получени  кормовых минеральных добавок , в частности кормового дикальций фосфата. Известен способ получени  кормово го фосфата кальци  пр мой реакцией предварительно нагретой фосфорной кислоты с предварительно нагретой водной суспензией тонкоразмолотого карбоната кальци  в трубчатом реакто ре. За счет тепла реакции происходит мгновенное вскипание, вода интен 1сивно испар етс , в результате чего из реактора выход т сухие мелкодисперсные частицы дикальцийфосфата t11 Недостатком способа  вл етс  низкое качество готового продукта из-за его высокой кислотности, так как в указанных услови х не весь -иарбонат кальци  успевает прореагировать, и в продукте остаетс  свободна  фосфор на  кислота и монокальцийфосфат. Кро ме того, приходитс  трико измельчать весь исходный известн к, что приводит к увеличению энергетических затрат и усложнению схемы. Однако даже тонкое измельчение известн ка не решает вопрос качества продукта, так как при достижении рН реакци  прекращаетс  из-за шламовани  зерен карбоната гелеобразным дикальцийфосфатом . Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту способ получени  кормового дикальцийфрсфата путем смешени  размолотого мела или известн ка с концентрированной фосфорной кислотой с добавлением в реакционную смесь оборотной воднрй суспензии дикальций фосфата концентрацией 650-750 г/л при 55-60 С. Полученную смесь выдерживают в течение-2 ч с целью дозрева ни  массы, а затем продукт сушат, При этом создаютс  относительно благопри тные услови  дл  взаимодействи  известн ка с кислотой за счет бо лее оптимальных условий кристаллизации дикальцийфосфата на затравочных частицах 23. Однако в готовом продукте содержитс  свободна  фосфорна  кислота (3-6 P-J.O5 свобод.) и-до 10;g моно кальцийфосфата. Кроме того, дл  увеличени  степени разложени  известн ка и возможного снижени  кислотное ти массу с влажностью до kQ% приходитс  выдерживать значительное врем , что приводит к снижению производительности процесса. Цель изобретени  - улучшение качества продукта путем снижени  кислотности и. повышение производительности процесса. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающему смешение в присутствии оборотной суспензии дикальцийфосфата с последующим дозреванием и сушкой продукта, 5-10 всего вводимого в процесс известн ка в виде частиц с размером O-tO мкм предварительно ввод т в оборотную суспензию дикальцийфосфата, при i этом соотношение дикальцийфрсфата и известн ка в суспензии поддержива-т етс  с пределах 1:(0,5-2), а дозировка суспензии осуществл етс  в таком количестве. Чтобы влажность реакционной массы составл ла 20-3,0, суспензию оборртного дикальцийфосфата и мелкодисперсного карбоната кальци  ввод т в смеситель через 2-Ц мин после начала смешени  исходных реагентов - фосфорной кислоты и известн ка .Таким образом, разложение известн ка фосфорной кислотой происходит более полно и быстрее и удаетс  избежать гидролиз дикальцийфосфата. В результате этого улучшаетс  качест во готового продукта, так как содержание монокальцийфрсфата в нем умень-1 шаетс  с 10 до 1-3 и свободна  кис- , лотность падает до 0,5-2| . Про-, изводительность процесса за счет уменьшени  времени выдерживани  увеличиваетс  на 3-10. Качество продукта, т.е. содержание в нем свободной фосфорной кислоты и монокальцийфосфата, а также производительность процесса завис т, в первую очередь, от скорости и полноты разложени  карбоната кальци . Известн к при введении в раствор фосфорнрй кислоты вначале полностью раствор ет и образует монокальцийфосфат. В слабокислой среде при постепенной нейтрализации фосфорной кислоты монркальцийфосфат инконгруэнтно разлагаетс  -с образованием дикальцийфосфата и фосфорной кислоты по реакции са(Н2.р04)2 :; :санрад+%р04. Кроме того монокальцийфосфат, реагиру  с новыми порци ми карбоната кальци , также образует дикальцийфосфат по реакции ( )2.2СаНР04-+СО +Н,0.

По услови м равновеси  в системе CaO-Bj O -HoP жидка  фаза не должа содержать фосфатных ионов (%РОф). Избежать присутстви  ионов ( практически не удаетс  из-за кинетических особенностей процесса. Основ /ными факторами, определ ющими скорость процесса на его завершающей стадии,  вл ютс  образование непроницаемой корки из кристаллов дикальцийфосфата на зернах известн ка, а также мала  химическа  активность жидкой фазы.

Дл  увеличени  скорости процесса требуетс  тонкое измельчение карбоната . Природные известн ки от меловидных до мраморовидных пород обладают различной плотностью Более плотные разновидности требуют дл  своего разложени  более тонкого измельмени  (до 75-60 мкм), менее плотные породы измельчают до величины частиц 100-75 мкм. Однако при одностадийном проведении процесса после нейтрализации фосфорной кислоты рН ,О разложение карбоната резко замедл етс  из-за шЛамованил зе-. рен известн ка выдел щимс  дикальцийфосфатом .

Если подвергнуть исходный молотый известн к воздушной сепарации, то его можно отделить в виде частиц с размером 0-ЦО мкм (т.е. частиц максимальный размер которых не превышает ЦО мкм). При водной абсорбции этих пылевидных частиц в аппаратах пенного режима образуетс  суспензи , которую смешивают с оборотной суспензией дикальцийфосфата. В образовавшейс  смеси рН жидкой фазы составл ет 7-8, что полностью предотвращает гидролиз дикальцийфосфата в монокальцийфосфат и фосфорную кислоту .

Так как первоначальное смешение исходной фосфорной кислоты с известн ком происходит при 5-10%-ном недостатке карбоната, т.е. избытке фосфорной кислоты, то за 2-k мин карбонат полностью разлагаетс  и рК среды достигает 3-3.5. Именно в этот мо мент в реакционную смесь целесообразно вводить суспензию дикальцийфосфата и мелкодисперсного известн ка. При этом влажность массы довод т до 20-30% и в кидкой фазе раствор етс  монокальцийфосфат. Реакци  между монокальций фосфат ом и мелкодисперсным карбонатом кальци  происходит в оптимальных услови х, образовавшийс  дикальцийфосфат выдел етс  в виде изометрических кристаллов, а не в виде гел  и не шламует зерен карбоната . В результате этого реакци  р зложени  идет до конца и в продукте практически отсутствуют свободна  фосфорна  кислота и монокальцийфосфат .

Пример. 100 вес. ч. (« лотого изв встн ка, содержащего 96 основного вещества, раздел ют в систе.ме воздушно-проходной сепарации. С отход щим воздухом уноситс  5% исходного количества известн ка в виде пылевидной фракции, содержащей частицы размером мкм. Остальные 95% известн ка с размером частиц от kO до 200 мкм ( вес. ч. поступают в двухвальный шнек-смеситель , разделенный на две реакционные зоны. В первой зоне происходит смешение известн ка с 129,7 вес. ч. фосфорной кислоты, содержащей 523; (б7 ,k вес. ч. J. В первой зоне врем  пребывани  массы составл ет 2 мин. За это врем  реакци  п ютекает на . 90% ив газовую фазу выдел етс  33,8 вес. ч. СО и 5,2 вес. ч. воды. Далее масса передаетс  во вторую зону смесител , куда подают 22 вес. смеси, суспензий, полученной при воднбй абсорбции известн ка (пылеуноса) из системы воздушно-проходной сепарации и дикальцийфосфата из отход щих газов СУШИЛКИ. Отношение -«СаСоэ гСаНРО в смеси суспензий соетавл ет 1:0,5. После добавлени  этой смеси суспензий, содержащей 4,8 вес. ч. СаСС, т.е. 5% исходного , и 2,5 вес. ч. дикальцийфосфата, влажность массы во второй зоню смесител  составл ет 201, а рН . Врем  перемешивани  в этой зоне равно 3 мин. В газовую фазу выдел етс  2,1 вес. ч. углекислого газа и 6 вес. ч. воды.

Из смесител  199,6 вес. ч. массы поступает в дозреватель, где она находитс  при в течение 1,5 ч. При этом испар етс  6 вес. ч. воды и в сушилку поступает 193,6 вес. ч. влажной массы. В сушильном барабане при 500 С испар етс  ,8 вес. ч. воды и уноситс  с отход щими газами 5,1 вес. ч. пылевидного дикальцийфосфата Всего образуетс  l40,7 18ес.ч воды и уноситс  с отход щими газами 5,1 вес. ч. пылевидного дикальций5 фосфата. Всего образуетс  Й0,7 вес продукта, имеющего следующий состав , %: . общ. .47,1 .(б, своб.0,8 Монокальций- фосфат рН продукта составл ет Пример2. В первую зону дву вального шнека-смесител  подают 90 вес. ч. (90 от обцего количества ) молотого известн ка с размером частим jQ-ZOO мкм и вес, ч. по фосфорной кислоты. Через мин суспензи  перетекает во вторую зону смесител , куда подаетс 60,6 вес. ц. смеси суспензии извес н ка и дикальцийфосфата с мольным соотношением СаСОз:СаНР04. 1:2. Со смесью суспензий во вторую зону реа тора поступает 10 вес. ч. (10% исхо ного) известн ка с размером частиц мкм. Во врем  пребывани  реакционной массы в смесителе из нее.выдел етс  в газовую фазу 41,8 вес. ч. углекис лого газа и И вес. ч. воды. Влаж . ноеть массы в конце пребывани  в см сителе составл ет 30, а рН . По ле смесител  реакционна  масса выдерживаетс  в дозревателе 60 мин пр 70С, где из нее испар етс  8 вес. воды. Затем масса досушиваетс  в су шилке до влажности 25%. При этом ис пар етс  95,7 вес. ч. воды и образуетс  138, 7 вес. ч. продукта, имею щего следующий состав, . ,3 общ. Pj Og-ycB. ,2 своб. 1,01 МонокальЦийфосфат2 ,1 рН продукта составл ет 5,0. 7 ПримерЗ. В двухсекционный двухзальный шнек-смеситель подают 92 вес. ч. (Э2% от общего количества, вводимого в процесс) молотого известн ка с размером частиц свыше ЦО мкм и 13,8 вес. ч. фосфорной кислоты, содержащей 50% %0. Врем  пребывани  суспензии в первой зоне шнека смесител  составл ет 3 мин, после чего пульпа перетекает во вторую зону смесител , куда подаетс  А5,1 вес. ч; i смеси суспензии известн ка и дикальЦийфосфата с мольным соотношением CaCO :СаНРО 1:1. Смесь суспензии содержит 8 вес. ч. известн ка с размером часТиц менее 0 мкм, (8ig исходного) 8 вес. ч. дикальцийфосфата и 29,1 вес. ч. воды. В смесителе происходит нейтрализаци  фосфорной кислоты известн ком. В газовую фазу выдел етс  ,2 вес. ч. углекислого газа и 12,2 вес. ч. воды. В результате этого из смесител  выходит 217,5 вес. ч. массы с влажностью 26,8% и рН 5,2. В дозревателе масса выдерживаетс  в течение 70 мин при . Из нее выдел етс  12 вес. ч. воды, .после чего она поступает в сушилку , где испар етс  68,1 вес. ч. воды и образуетс  137, вес. ч. продукта , имеющего следующий состав, % ,0 общ. 7,3 PrjiO уев. ; 1,1 своб. Монокальцийфосфат1 ,9 Вода 2, . рН продукта составл ет 5,0. Обоснование выбранных параметров приведено в таблице. Экономический эффект от использовани  предлагаемого способа на ЧирЮртовском заводе фосфорных солей соетавит 1097, тыс. руб при производиельности 65,72 тыс. т/год.

Размер частиц известн ка, вводимого с оборотной сус-0-40 мкм пензией дикальцийфосфата

Свьвие (О мкм Частицы не успевают прореагировать с

Частицы достаточно мелкие и быстро разлагаютс , поэтому при введении в частично нейтрализованную массу полностью реагируют с фосфорной кислотой и монокальцийфосфатом кислотой, шламуютс  дикальцийфосфатом

Claims (3)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО ДИКАЛЬЦИЙФОСФАТА,включащий смешение размолотого известняка с концентрированной фосфорной кислотой в присутствии оборотной суспензии дикаль цийфосфата с последующи»} дозреванием и сушкой продукта, о т л и ч а ю - ! щ ий с я тем, что, с целью улучшения качества продукта путём снижения кислотности, а также повышения проиэводительности процесса, размолотый известняк с размером частиц 0-40 мкм предварительно вводят в оборотную суспензию дикальцийфосфата в соотношении 1:(0,5-2) и полученную суспензию подают на стадию смешения с концентрированной фосфорной кислотой через 2-4мин после начала смешения.

2. Способ по п. 1, о т ли ч a tout ий с я тем, что известняк с размером частиц 0-40 мкм составляет

5“10% от общей массы размолотого известняка.

3. Способ по пп. 1 и 2, от ли/чающий с я тем, что полученную суспензию подают на стадию смешения до влажности массы 20-30%.