RU1775387C - Способ получени кормовых и удобрительных фосфатов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способу получени  кормовых и удобрительных фосфатов, которые могут быть использованы в сельском хоз йстве как кормовые добавки животным и как удобрени  дл  всех видов почв. Цель изобретени  - повышение производительности и выхода товарной фракции продукта. Дл  этого фосфатное сырье смешивают с ал юмосиликатными минералами, увлажн ют полученную смесь, обжигают ее при температуре 1350-1500°С при подаче избытка воздуха. Обжиг ведут в присутствии смеси соединений двух- и трехвалентного железа, которую добавл ют в количестве 0,5-6,5 мас.% при массовом отношении Fe /Fe^*^ =-- 0,05-10, Производительность процесса по предложенному способу 6,0-8,0 т/ч. Выход товарной фракции 70-78%. 3 3. п. ф-лы, 4 табл.Ё

Description

Изобретение относитс  к способу получени  кормовых и удобрительных фосфатов , которые могут быть использованы в сельском хоз йстве как кормовые добавки животным и как удобрени  дл  всех видов почв.

Известен способ получени  кормовых и удобрительных фосфатов, включающий смешение фосфатного сырь  с нефелином, обжиг смеси при температуре 1350-1500°С при подаче воздуха. По этому способу фосфатное сырье смешивают с нефелином при соотношении фосфатное сырье: нефелин равном 4,8-5,1 : 1, в шихту добавл ют кислые фосфаты кальци  (ретур). затем шихту увлажн ют до содержани  в ней 8-9% влаги и гранулируют при добавлении фосфорной кислоты. Полученные гранулы обжигают при температуре 1350-1500°С при подаче воздуха, при этом воздух подают циклически с пульсационной подачей сначала с коэффициентом избытка 0,8-0,95, а затем с коэффициентом избытка 1,05-1,20. Циклы повтор ютс  через 1-35 мин.

Недостатком способа  вл етс  получение продукта, в котором PaOs уев. не превышает 65-70%. Способ, сложен в технологическом отношении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  кормовых и удобрительных фосфатов, включающий смешение фосфатного сырь  с алюмосиликатными минералами, увлажнение смеси, обжиг ее при 1350-1500 С при подаче избытка воздуха. По этому способу в качестве алюмосиликатного минерала используют нефелин, который добавл ют в количестве , обеспечивающем соотношение PzOs : нефелин 3,4-4 ;1. Недостатком способа  вл етс  низка  производительность процесса (5,5-6,0 т/ч) и невысокий выход товарной фракции (1-4 мм) 40-50%. Цель изобретени  - повышение производительности и выхода товарной фракции продукта. Поставленна  цель достигаетс  в способе получени  кормовых и удобрительных фосфатов, включающем смешение фосфатного сырь  с алюмосиликатными минералами , увлажнение полученной смеси, обжиг ее при температуре 1350-1500°С при подаче избытка воздуха тем, что обжиг ведут в присутствии смеси соединени  двух- и трехвалентного железа, которую добавл ют в количестве 0,5-6,5 мас.% при соотношении в ней Fe : , равном 0,05-10 : 1. В качестве алюмосиликатов возможно использовать нефелин, эгирин, альбит, анальцим, арфведсонит, астрофиллит. биотит , вермикулит, глауконит, муоковит, ортоклаз , микроклин, жадеит, конкринит, кордиерит, лазурит, лейцит, лепидолит, лепидомелан , мурманит, нитролит, нозеам, пироксенит, плагиоклазм, полевой шпат, рибенит, содалит, флогонит цеолит, циннвалдит , эвдиалит. Целесообразно соединение железа ис пользовать в виде окислов, силикатов, ще лонных ферросиликатов, щелочных алюмосиликатов, которые ввод т на стадии смешени . Возможно на стадии смешени  дополнительно вводить щелочные соли, например , соду, поташ в количестве 1-10 мас,%. Сущность способа состоит в том, что дл  повышени  производительности требуетс  повышение скорости разложени  фосфатного сырь , что может быть достигнуто следующими технологическими приемами. Термический процесс разложени  фосфатного сырь  сопровождаетс  образованием определенного количества расплава, е котором протекают следующие процессы: растворение фосфатов в расплаве, диффузи  паров воды в расплав, диффузи  из раствора образовавшегос  HF и SiF4, кристаллизаци  из расплава конечного высокотемпературного продукта в виде трикальцийфосфата, натрийкальциевого фосфата, калийнатриевого фосфата, в структурную решетку которых входит и кремний. Двухвалентное железо добавл емое в виде различных соединений измен ет физико-химические свойства расплава, а именно , снижает его в зкость, поверхностное нат жение и др. В результате повышаетс  скорость первой стадии, св занной с растворением фосфата в расплаве, что ускор ет процесс получени  конечного продукта. При этом дисперсность фосфатного сырь  мало вли ет на производительность процесса . Трехвалентное железо в такой системе  вл етс  окислителем относительно двухвалентного железа, способного в ионном расплаве отдавать системе кислород. В этом случае скорость процесса обесфторивани  ( а следовательно, и разложени ) фосфатного сырь  возрастает за счет замещени  фтора кислородом по реакции: POF2 + - PO + H + Таким образом, двухвалентное железо ускор ет процесс разложени  фосфатного сырь  за счет физико-химических свойств расплавов и повышает подвижность ионов в расплаве, а трехвалентное железо - за счет повышени  скорости реакции образовани  конечного газообразного продукта HF. Присутствие в сырьевой смеси двух- и трехвалентного железа в соотношении 0,05-10 позвол ет повысить скорость процесса в целом. Повышение скорости процесса за счет использовани  двух- и трехвалентного железа способствует изменению физико-механических свойств продукта , что повышает выход товарной фракции продукта из вращающейс  печи. Это происходит за счет того, что при повышении скорости разложени  быстрее расходуетс  расплав в результате взаимодействи  с фосфатом с образованием (кристаллизацией) конечного высокотемпературного соединени  (продукта). Так как такое взаимодействие ускор етс , то материал к высокотемпературной зоне печи, где происходит максимальное выделение тепла от сжигани  топлива подходит более термостойким , что преп тствует закатыванию материала в гранулы и куски и способствует увеличению выхода товарной продукции. Присутствие в сырьевой смеси щелочных солей позвол ет получить высокотемпературные кальцийнатриевые фосфаты, которые хорошо кристаллизуютс  из расплава тем самым повышает выход товарной фракции продукта. Таким образом, чтобы обеспечить необходимое количество получаемого продукта и производительность технологической линии необходимо создать услови , изложенные в изобретении. Вли ние количества добавл емого двух- и трехвалентного железа на производительность процесса и выход товарной фракции продукта представлено в табл. 1. В

качестве алюмосиликатов щелочных металлов использовались нефелин, глакуонит, поРе левой шпат, отношение 3.0.

При добавлении двух- и трехвалентного железа менее 0,5 мас.% производительность снижаетс  из-за снижени  скорости разложени  фосфата. В результате материал к высокотемпературной зоне подходит с избытком расплава, что вызывает его окомкование и снижение выхода товарной фракции продукта. При добавлении двух- и трехвалентного железа свыше 6,5% сырьева  смесь в печи становитьс  пегкоплавкой, начинаетс  комковатьс , что в свою очередь снижаетс  диффузи  паров воды в материале , а также HF из материала, одновременно резко снижаетс  выход товарной фракции. Вли ние отношени  между двухи трехвалентным железом представлены в табл. 2. В качестве алюмосиликата использовалс  нефелин, полевой шпат, глакуонит.

менее 0,05 снижаПри отношении

етс  скорость процесса из-за недостаточного количества кислорода в расплаве, что соответственно вызывает снижение рыхода товарной фракции. При отношении

Fe3+

свыше 10 скорость процесса остаетс 

Fe

практически неизменной, неизменным остаетс  выход товарной фракции, так как отF

10 обеспечивает

ношение

дительность печи составила 6.0 т/ч, выход товарной фг)акции 70%.

Приме р 2.1000 кг фоссырь  смешивлют с 100кгнефелина.содержащего2% окислов железа относительно к весу нефелина,дпбавл ют окислы железа до получени  двух- и трехвалентного железа в количестве 6,5% и отношение

.3 +

Fe 10,полученную смесь увлажн ют до со2-1Fe

0

держани  влажности 30%,обжигают во вращающейс  печи.Производительность печи 8т/ч.выход товарной фракции 78%.Обжиг при этом вели приТ 1400°С и избытке воздуха .2. Пример 3. 1000 кг фоссырь  смеши5 вают с 100 кг нефелина, содержащего окислов железа 2% относительно к весу нефелина, добавл ют окислы железа до получени  двух- и трехвалентного железа в коF

0 личестве 3,5% и отношение ц; 3,0,

fe

полученную смесь увлажн ют до содержани  влажности 30%, обжигают во вращающейс  печи при Т 1400°С и избытке

5 воздуха ct 1,2, Производительность печи составила 7,0 т/ч, выход товарной фракции продукта составил 74%.

Пример 4. 1000 кг фоссырь  смешивают с 100 кг нефелина, содержащего окис0 лов железа 2% относительно к весу нефелина, и содой в количестве 3,5% добавл ют окислы железа до получени  двух- и трехвалентного железа в количестве 3,5

р 3-h 5 мае. % и отношение -5Т 3,0. полученную

Сл

наилучшие показатели процесса.

Вли ние щелочных солей на показатели процесса представлены в табл. 3. Количество двух- и трехвалентного железа 3,5%, отFe + ношение - 3,0.

7

Использование соды в количестве менее 1,0% не оказывает изменени  на показатели процесса. Использование соды свыше 10% нецелесообразно, так как показатели процесса остаетс  неизменными.

Пример 1. 1000 кг фоссырь  смешивают с 100 кг нефелина, содержащего 2% окислов железа относительно к весу нефелина , добавл ют дополнительно окислы железа в таком количестве, чтобы общее количество Fe составл ло 0,5 мас.%, аотноРеЗ+ шение -гт; 0,05. Полученную смесь увFe

лажн ют до содержани  влажности 30%. обжигают во вращающейс  печи при Т 1400°С и избытке воздуха а 1,2. Произвосмесь увлажн ют до содержани  влажности 30%. обжигают во вращающейс  печи при Т 1400°С и избытке воздуха о: 1,2, Производительность печи составила 7,7 т/ч, выход товарной фракции продукта 84%.

Пример 5. 1000 кг фоссырь  смешивают с щелочными алюмосиликатом (глауконитом ), вз том в количестве до получени  в сырьевой смеси двух- и трехвалентного железа 3,2 мас.% и отношение

2,9.

полученную смесь обжигают во вращающейс  печи. Производительность печи составила 6,5 т/ч, выход товарной фракции продукта 70%.

Пример 6. 1000 кг фоссырь  смешивают с щелочным алюмосиликатом (глауконитом ), вз том в количестве до получени  в сырьевой смеси двух- и трехвалентного железа 3,2 мас.% и отношение

Claims (4)

1.Способ получени  кормовых и удобрительных фосфатов, включающий смешение фосфатного сырь  с алюмосиликатными минералами, увлажнение полученной смеси , обжиг смеси при 1350--1500°С при подаче избытка воздуха, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности процесса и увеличени  выхода товарной фракции, обжиг ведут в присутствии смеси соединений двух- и трехвалентного железа, которую добавл ют в количестве 0,5-6,5 мас.% при массовом отношении 0,05-10.

2.Способ поп, 1, отличающийс  тем, что в качестве алюмосиликатов исполь3 у ю т нефелин, э г и р и и. альбит, анальцим, арфведсонит, астрофиллит, биотит , вермикулит, глауконит, мусковит, ортоклаз , микроклин, жадеит, конкринит, кордиерит, лазурит, лейцит, лепидолит, лепидомелан , мурманит, нитролит, нозеам, пироксенит, плагиоклаз, полевой шпат, рибенит , слюды,содалит, флогонит, цеолиты, цинвалдит, эквдиалит.

3,Способ по пп, 1и2, отличающийс  тем, что соединени  железа в виде окислов, силикатов, щелочных ферросиликатов , щелочных алюмоферросиликатов ввод т на стадии смешени .

4.Способ по пп. 1-3, отличающийс  тем, что на стадии смешени  дополнительно ввод т соду, поташ в количестве 110 мас.%.

Таблица 1

Таблица 2

12,5

8,0 78

Таблица 3

12 9,0 8G