Спосіб переробки фосфогіпсу в комплексне добриво з використанням напівпродукту виробництва екстракційної фосфатної кислоти

Реферат: Спосіб переробки фосфогіпсу в комплексне добриво у 2 стадії включає обробку фосфогіпсу фосфатним розчином, фільтрацію і сушіння готового продукту. Першу стадію процесу проводять без нагрівання, а на другій стадії як вихідний реактант використовують промивні води І-ІІ промивки виробництва екстракційної фосфатної кислоти, з вмістом Р 2О5 13 % та 5 %, відповідно, та з вмістом фтору 0,2 %. UA 93253 U (12) UA 93253 U UA 93253 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до техніки переробки фосфогіпсу на комплексне добриво з використанням відходів виробництва і може бути використана на хімічних підприємствах, де утворюється фосфогіпс і нагромадились його відвали. Відомий спосіб [1], що включає обробку фосфогіпсу фосфатною кислотою в присутності 3 гідроксиду кальцію або натрію при рН 7-11 і концентрації Р2О5 0,7-2,752 г/дм до встановлення рівноваги. Недоліками цього способу є: використання необробленого фосфогіпсу, що містить велику кількість домішок, використання дорогого натрієвого гідроксиду, тривалість процесу (до встановлення рівноваги 8-15 годин), низька якість одержуваного продукту - 32-41 % Р2О5 і 0,450,5 % F. Найбільш близьким аналогом є спосіб отримання кормового дикальційфосфату методом переробки екстракційної фосфатної кислоти [2], що включає обробку вихідного фосфогіпсу фосфатним розчином, фільтрацію і сушіння готового продукту, причому процес проводять в дві стадії: на першій стадії попередньо прожарений фосфогіпс обробляють лужним карбонатвмісним реагентом до рН 9-10, на другій стадії отриману крейдяну пульпу змішують з екстракційною фосфатною кислотою до рН 5,4-6. Недоліками цього способу є: великі енергетичні витрати на проведення першої стадії, так як відбувається нагрівання вихідних реагентів до температури 50-60 °C, використання продукційної екстракційної фосфатної кислоти, досить високий вміст фтору в готовому продукті. В основу корисної моделі поставлено задачу спрощення та здешевлення процесу переробки фосфогіпсу в комплексне добриво. Поставлена задача вирішується тим, що в способі переробки фосфогіпсу в комплексне добриво з використанням напівпродукту виробництва екстракційної фосфатної кислоти, який включає обробку вихідного фосфогіпсу фосфатним розчином, фільтрацію і сушку готового продукту, причому процес проводять в дві стадії: на першій стадії попередньо прожарений фосфогіпс обробляють лужним карбонатвмісним реагентом до рН 9-10, на другій стадії отриману крейдяну пульпу змішують із напівпродуктом виробництва екстракційної фосфатної кислоти до рН 5,4-6, згідно з корисною моделлю першу стадію процесу проводять без нагрівання, а як вихідний реактант використовують промивні води І-ІІ промивання виробництва екстракційної фосфатної кислоти з вмістом Р2О5 13 % та 5 % відповідно, що забезпечить зниження енергетичних витрат, витрат на реактанти і, як наслідок, здешевлення процесу переробки фосфогіпсу. Спосіб здійснюється таким чином: вихідний фосфогіпс обробляють фосфатним розчином, фільтрують і сушать готовий продукт, причому процес проводять в дві стадії: на першій стадії попередньо прожарений фосфогіпс обробляють лужним карбонатвмісним реагентом до рН 910, на другій стадії отриману крейдяну пульпу змішують із напівпродуктом виробництва екстракційної фосфатної кислоти до рН 5,4-6. Процес перебігає за таких реакцій: CaSO4+K2СО3 = СаСО3+K2SO4, (1) СаСО3 + Н3РО4 = СаНРО4 + Н2О. (2) Процес переходу гіпсу в менш розчинну сіль - карбонат кальцію (ПРСаСО3=7,61) - перебігає значно швидше, ніж розчинення малорозчинного гіпсу в лужному середовищі, а осадження на другій стадії дикальційфосфату з фосфатних розчинів крейдою в слабкокислому середовищі проходить з досить великою швидкістю. В таблиці наведено результати проведення першої стадії процесу без нагрівання та при нагріванні до 50 °C. Таблиця Результати проведення першої стадії проведення процесу Без нагріву 2+ Час проходження Ступінь вилучення Са реакції, хв. з фосфогіпсу, % 5 78,3 10 92 15 97 20 97 25 97 1 Нагрів до 50 °C 2+ Час проходження Ступінь вилучення Са реакції, хв. з фосфогіпсу, % 5 89 10 95 15 97 20 97 25 97 UA 93253 U 5 10 15 20 25 Отже, є доцільним проведення першої реакції процесу протягом 15 хв. без нагріву, так як 2+ ступінь вилучення Са з фосфогіпсу становить 97 %, що відповідає тому ж ступеню, що і при нагріві до 50 °C. Приклад. 1000 кг фосфогіпсу, прожареного при 400 °C (термофосфогіпс (ТФГ)), що має склад 38 % СаО, 53,2 % SO3, 1,17 % Р2О5, обробляється 1923 кг 47 %-го розчину поташу і 7143 кг води. Процес протікає протягом 1 години при температурі до рН 9,15. Пульпа в кількості 10066 кг змішується з 3143 кг попередньо очищеної крейди і поташу екстракційною фосфатною кислотою, що містить 19,6 % Р2О5, 2,66 % СаО, 6,65 % К2О, 0,06 % Fe2O3, 0,05 % F, що має рН 3. Процес осадження дикальційфосфату протікає протягом 30 хв. при температурі 102 °C до рН 5,8. Потім пульпа в кількості 13209 кг фільтрується, осад промивається і сушиться. 3 Продуктивність фільтрації сухого відмитого осаду становить 1600 кг/м -год. Кількість осаду становить 1000 кг. Фільтрат в кількості 12209 кг, що містить 2,1 % Р2О5, 6,5 % K2О, 0,68 % СаО, 0,0047 % Fe2O3, 0,003 % фтору, направляється на виробництво складних добрив. Готовий продукт - дикальційфосфат містить 49 % Р2О5, 38,65 % СаО, 0,13 % Fe2O3, 0,1 % F. Відношення Р2О5засвоєного до P2O5заг. дорівнює 99,9 %. Зниження рН на першій стадії процесу нижче 9,15 призводить до уповільнення процесу конверсії гіпсу в карбонат кальцію. Збільшення рН вище 10 недоцільно у зв'язку з необхідністю введення лужних реагентів. Зниження рН нижче 5,4 на другій стадії процесу призводить до зменшення швидкості процесу осадження дикальційфосфату. Підвищення рН вище 6 призводить до утворення лужних солей фосфату кальцію (себто з низькою засвоєністю фосфатів при кормовому і добривному використанні). Таким чином, запропонований спосіб переробки фосфогіпсу дозволяє отримати комплексне KPCaS мінеральне добриво та дикальційфосфат. Вибір варіанту переробки залежить від бажаної номенклатури і складу продукції. Джерела інформації: 1. "Способ получения дикальцийфофата" АС СРСР N 829559, С 01 В 25/32, Беремжанов Б.А. та ін Оп. 15.05.81. Бюл. № 18 від 1981. 2. "Способ получения кормового дикальцийфосфата" РФ № 2149828, МПК С01В25/32 від 27.05.2000. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Спосіб переробки фосфогіпсу в комплексне добриво у 2 стадії, що включає обробку фосфогіпсу фосфатним розчином, фільтрацію і сушіння готового продукту, який відрізняється тим, що першу стадію процесу проводять без нагрівання, а на другій стадії як вихідний реактант використовують промивні води І-ІІ промивки виробництва екстракційної фосфатної кислоти, з вмістом Р2О5 13 % та 5 %, відповідно, та з вмістом фтору 0,2 %. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2