Введение к работе
Актуальность проблемы. Экстракционная фосфорная кислота ЭФК) является одним ив основных полупродуктов в производстве онцентрированных фосфорных удобрений.
До последнего времени основными видами фосфатного сырья, ис-ольгуемыми в производстве ЭФК в нашей стране были Кольский апа-итовый концентрат (84,31 от общего объема производства) и фосфо-иты Каратау (15,7Х).
Рост цен на природные фосфаты, высокая стоимость и масштабы іеревозок ставят перед промышленностью фосфорсодержащих удобрений іадачу по изысканию путей повышения эффективности их производства і использования.
Кроме того в настоящее время все более жесткими становятся требования к современным технологическим процессам в отношении яижения вредных выбросов: разработке безотходных технологий, пе-эеработке отходов производства.
Основным из существенных недостатков распространенных в шстоящее время одностадийных процессов получения ЭФК является зравнительно невысокий коэффициент использования фосфатного зырья, а также образование многотоннажного твердого отхода. Так, іри переработке Кольского апатитового концентрата на ЭФК в дигид-затном процессе на одну тонну Р2О5 в продукте получают 4,32 т су-кзго фосфогипса.
Наиболее целесообразные способы переработки этого материала, такие как, производство вяжущих, получение серной кислоты и цемента предъявляют высокие требования к исходному материалу по содержанию в нем общей и водорастворимой форм Р2О5 и по содержанию фтористых соединений.
Мировой опыт использования двухстадииных технологий в производстве ЭФК говорит о том, что этот путь может быть эффективен, так как эти способы позволяют не только увеличить концентрацию
продукционной гагслоты, но и повысить степень использования фосфатного сырья, что способствует образованию достаточно чистогс сульфата кальция, пригодного для дальнейшей переработки.
При исполь8овании в качестве исходного сырья Кольского апа-їитового концентрата наиболее благоприятна дигидратно-полугидрат-вая технология,- так как содержащиеся в структуре апатита примес» редкоземельных элементов и стронция не препятствуют быстрой перекристаллизации дигидрата сульфата кальция в полугидрат, что делает этот процесс технологичным. Для фосфоритов Каратау дигидрат-но-полугидратный процесс также не вызывает трудностей, несмотр* на наличие большого количества примесей на фоне низкого содержания P2Q5. '
Основные преимущества дигидратно-полугкдратной технологи» состоят в том, что на разных стадиях создаются оптимальные условия: на первой - для получения продукционной кислоты, а на второї - для получения полугидрата сульфата кальция желаемого качества.
Цель работы. ?_ Разработка дигидратно-полугидратной технологій получения 38SK применительно к переработке Кольского апатитовогс концентрата и фосфоритов Каратау, позволяющей существенно повысить степень использования фосфатного сырья и получить фосфополу-гэдрат пригодный для дальнейшей переработки на Еякущее, что делает производство ЗФК практически безотходным.
Научная новизна. Изучены и установлены оптимальные условю разложения таких видов фосфатного сырья как Кольский апатитовые концентрат и фосмука Каратау в дигидратно-полугидратном процессе. Езучены и установлены оптимальные интервалы концентрации Р2О5 J SO3 и температуры в растворах перекристаллизации. Предложена технологическая схема, отличающаяся от ранее используемых тем, чтс позволяет регулировать концектрацио РгОз и SQa на стадии перекристаллизации в довольно широком диапавоне путем изменения потоков технологических растворов. Предложенная схема позволяет получить продукционную кислоту из фосмуки Каратау концентрацией дс
і% Р2О5. а ив апатитового концентрата - 33-342 Р2О5 и 1,0 -1,5 »з с высокими технологическими показателями. Показано, что ис-ільзование в технологическом процессе ПАВ существенно улучшает мество кристаллов дигидрата сульфата кальция, подученных из іатитового концентрата, что позволяет отделять продукционную [слоту после первой стадии методом осветления (вместо фильтра-іи) упростив тем самым аппаратурное оформление технологического юцесса.
Практическая ценность. На основании результатов лабораторных злансовых технологических испытаний предложена технологическая сема получения ЗФК в дигидратно-полугидратном режиме с исполь80-шием в качестве фосфатного сырья Кольского апатитового концент-іта и фосмуки Каратау.
Проведены полупромышленные испытания предлагаемого процесса использованием в качестве сырья Кольского апатитового концент-ата, которые подтвердили результаты лабораторных исследований.
Выданы исходные данные для ТЗО и проектирования реконструк-аи цеха ЗФК УелеузоЕского химического завода с переводом его с ягвдратной на дигидратно-полугидратную.технологию.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доклады-ались на 15 менделеевском съезде по общей и прикладной химии, 993 г. и неоднократно на секциях ученого Совета НЙУИФ.
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 5 татьях и защищены авторским свидетельством.
Структура и объем работы, диссертация состоит из введения, втырех глав, выводов; изложена на 138 страницах машинописного екста, включает 41 рисунок, 28 таблиц, список литературы из 155 ^именований.
