ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Направления совершенствования процессов из "Основные процессы технологии минеральных удобрений" Результаты исследования закономерностей растворения фосфатов и кристаллизации сульфата кальция были использованы при разработке технологических приемов совершенствования этих процессов в условиях получения экстракционной фосфорной кислоты [28, 66]. Основные направления и принципы совершенствования процессов растворения фосфатов и кристаллизации сульфата кальция рассмотрены ниже. Они детально обсуждены также в ряде других работ [29, 67], подтверждены результатами опытных исследований и практикой их широкого промышленного использования. [c.64] Подготовка фосфатного сырья к реакции. Этот способ заключается в предварительном смешении фосфатного сырья с фосфорнокислыми растворами, в качестве которых могут быть использованы рециркулирующая пульпа и (или) раствор разбавления (оборотная фосфорная кислота), что приводит к хорошему распределению частиц фосфата в зоне реакции и, как следствие, к снижению локальных пересыщений фосфорнокислого раствора по сульфату кальция. [c.64] Способ предварительного смешения природного фосфата с фосфорнокислыми растворами, известный на практике как способ мокрого питания экстрактора фосфатным сырьем, может быть осуществлен с применением как объемного, так и скоростного смесителя. В качестве объемного смесителя может быть использован бак с мещалками или часть реакционного объема экстрактора. При этом на 1 т апатита расходуют 2—3 м /ч рециркулируемой пульпы продолжительность смешения в объемном смесителе не превышает 3 мин соотношение жидкой и твердой фаз в пульпе на выходе из смесителя составляет 1 (1,3—2,0). [c.64] В качестве скоростных смесителей используют центробежный или пленочный смеситель. Продолжительность смешения в них составляет 10—20 с. [c.64] Совместители указанных типов устойчиво работают как прп использовании рециркулирующей пульпы, так и при смешении фосфата с раствором разбавления. [c.64] Способ предварительного смешения фосфата с фосфорнокислыми раство-)ами можно сочетать с рядом технологических и механических операций. Например, он известен как способ мокрого питания экстрактора фосфатным сырьем, так как позволил заменить механический способ транспортирования сырья на гидравлический (подача в экстрактор фосфатной пульпы). Другим примером может служить совмещение операций предварительного смешения фосфата с одновременной декарбонизацией карбонатсодержащего сырья рециркулирующей пульпой как в режиме подавления пены при соотношениях Т Ж=1 (0,5—1,0), так и в режиме с выводом пенного продукта в виде части продукционной фосфорной кислоты [35]. [c.64] Процесс предварительного смешения фосфата с рециркулирующей пульпой в смесителе-форреакторе при соотношении Т Ж= 1 (1,5—2,5) и продолжительности 4—5 мин также обеспечивает необходимую степень декарбонизации фосфатного сырья (60—70%) [35]. Организация пенной флотации в этом смесителе позволяет отделить пенный продукт, содержащий в твердой фазе наиболее тонкие глинистые частицы, от потока фосфатной пульпы, направляемого в экстрактор, и существенно улучшить фильтрующие свойства осадка сульфата кальция. Производительность на стадии фильтрации в этом случае увеличивается на 30%. Пенный продукт также используют в качестве продукционной фосфорной кислоты. Реализация этого способа в промышленных условиях позволит существенно сократить потери сырья и улучшить технико-экономические показатели переработки низкосортных высококарбонатных фосфоритов на фосфорсодержащие удобрения. [c.65] Промышленное внедрение системы предварительного смешения апатитового концентрата с рециркулируюш,ей пульпой позволило увеличить извлечение РгОб в раствор на 0,5% и снизить потребление электроэнергии на перемешивание пульпы в зоне ввода фосфата на 20%. [c.65] Предварительное смешение серной кислоты с фосфорнокислыми растворами. Важным, но недостаточно изученным фактором, определяюш,им скорость растворения фосфатов и качество получае.мых кристаллов сульфата кальция, является способ подготовки серной кислоты к реакции. Ранее считалось логичным использование серной кислоты пониженной концентрации (55— 56%-й), так как это уменьшает вероятность локальных пересыщений фосфорнокислого раствора по сульфату кальция. Однако стадия предварительного разбавления серной кислоты водой имеет ряд существенных недостатков ухудшается водный баланс стадии фильтрации локальные пересыщения раствора по сульфату кальция устраняются не полностью. [c.65] Непосредственное использование концентрированной серной кислоты (93% й) для получения экстракционной фосфорной кислоты требует ее определенной подготовки к реакции. [c.65] Предварительное смешение серной кислоты с фосфорнокислыми растворами обеспечивает ее разбавление до концентрации 1,5—15%, способствует выделению фтористых соединений в газовую фазу, позволяет получать активную затравку, столь необходимую для процесса кристаллизации сульфата кальция. Как правило, серную кислоту вводят непосредственно в поток пульпы до вакуум-испарителя или после него. Изучению метода предварительного смешения серной кислоты с раствором разбавления и рециркулирующей пульпой в опытных и промышленных условиях посвящено специальное исследование [68]. [c.66] Исходную серную кислоту концентраций 75 и 93% H2SO4 перед подачей в экстрактор смешивали в объемном смесителе в течение 0,5—3,5 мин с рециркулирующей пульпой и раствором разбавления. Процесс проводили при температуре пульпы в экстракторе 70—75 °С, концентрации жидкой фазы пульпы 29,0—30,5% Р2О5 и 28—35 г/л SO3 и при содержании в пульпе 32— 38% твердой фазы. Кратность рециркуляции пульпы составляла 8—15. [c.66] мешение реагентов сопровождалось незначительным повышением температуры реакционной массы (на 1—2 °С). Концентрация серной кислоты в жидкой фазе пульпы после смешения составляла не более 5,5% H2SO4. [c.66] Предварительное смещение серной кислоты указанным способом и мокрая подача апатита в экстрактор позволяют без снижения качественных показателей повысить удельный съем фосфогипса при фильтрации с 750—800 до 850—950 кг/(м -ч). При этом удельный съем Р2О5 в экстракторе был в пределах 18,5—20,5 кг/(м3.ч). [c.66] Результаты опытных исследований с использованием фосфатного сырья Каратау и Чилисая подтвердили эффективность предварительного смещения серной кислоты с раствором разбавления и рециркулирующей пульпой. Показано, что предварительная подготовка серной кислоты увеличивает интенсивность процессов растворения фосфатов и кристаллизации сульфата кальция удельный съем Р2О5 в экстракторе составил 14,4 кг/(м= -ч), удельный съем фосфогипса при фильтрации 655 кг/(м2-ч) вместо 11,8 кг/(мз.ч) и 550 кг/(м2-ч) соответственно при подаче концентрированной серной кислоты в экстрактор. [c.66] Кроме объемных смесителей для разбавления серной кислоты фосфорнокислыми растворами используют скоростные смесители. При этом достигается та же эффективность. [c.66] На базе результатов исследований скорости растворения фосфатов и кристаллизации сульфата кальция, изложенных выше, в НИУИФ НПО Минудобрения разработан двухзонный (по сульфатному режиму) процесс получения экстракционной фосфорной кислоты [28, 66]. Сущность этого процесса заключается в том, что разложение апатита и кристаллизацию сульфата кальция проводят в две стадии, на первой из которых поддерживают пониженное содержание H2SO4 в жидкой фазе пульпы, а на второй — повышенное. Так, для двухзонного полугидратного процесса первая стадия протекает при содержании H2SO4 в жидкой фазе пульпы 0,2—1,0%, а вторая — при 2—4% для двухзонного дигидратного процесса первая стадия — при 0,75— 1,2%, вторая — при 1,8—3,8%. [c.67] Повышение содержания H2SO4 в жидкой фазе пульпы на второй стадии двухзонного процесса приводит к резкому сокращению содержания растворенного сульфата кальция в кислоте. Процесс высаливания сульфата кальция протекает с достаточно высокой скоростью и заканчивается практически за 5—10 мин, а через 15—30 мин содержание СаО в фосфорнокислом растворе снижается с 0,7—1,2 до 0,15—0,30% и приближается к равновесному. [c.67] Вернуться к основной статье