Минеральные удобрения. Новые исследования и разработки - Позин М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 1. Влияние нормы кислоты на степень извлечения Р205 (4, 5, 6, 8) и MgO (1, 2, 3. 7) Продолжительность процесса — 30 мин. Температура. °С: 1, 6, 7, 8— 20; 2, 5 — 40; 3, 4 — 80
Реагент: 1—6 — H2S04; 7—S — НО
разложения форстерита не поднимается выше 8% даже при больших нормах кислоты. В растворе остается незначительное количество диоксида кремния. Максимальная концентрация Si02 при низких нормах кислоты составляет 0,18и/о, а при высоких нормах — Si02 в растворе практически не обнаруживается.
Повышение температуры до 40 °С приводит к тому, что при нормах 50 и 250% степень извлечения Р2О5 составляет соответственно 19,5 и 80%- С увеличением нормы кислоты, как и при 20 °С извлечение Р2О5 у меньшается. В этих условиях степень разложения форстерита выше, чем при 20 "С и составляет 5,5 и 25% соответственно. Диоксид кремния в растворе отсутствует.
При 80 СС характер зависимостей сохраняется — степень] извлечения Р2О5 достигает 78% при норме 250%, а затем с, увеличением нормы начинает снижаться. Степень разложе-t ния форстерита выше, чем при 40 °С — 40%.
Данные этой серии опытов показывают, что скорость разложения форстерита в изученных условиях значительно ниже скорости разложения апатита, причем наибольшая разница наблюдается при 20 °С. С увеличением температуры скорость разложения форстерита возрастает быстрее, чем апатита, но степень извлечения MgO остается значительно ниже степени извлечения Р2О5.
Торможение процесса разложения апатита при 40—80 °С в области высоких норм кислоты и значительных степеней разложения форстерита при отсутствии в растворе Si02 указывает на возможность экранирования зерен апатита скоагу-лированным диоксидом кремния. Исследование осадков по,^ электронным микроскопом показало, что основная масса SiC>2 осаждается на кристаллах гипса, часть — на апатит, а при 80 °С — и на форстерит.
Для подтверждения полученных результатов о возможности селективного извлечения апатита из отходов магнитной сепарации аналогичные опыты проведены с использование^ соляной кислоты.
При замене серной кислоты на соляную при 20 °С (cmj рис. 1, кривые 7, 8) в отсутствии гипса, на который осаждается большая часть S1O2, приводит к еще большему экра-1 нированию зерен апатита и, следовательно, замедлению про-| цесса разложения. Максимальная степень извлечения Р2О5—I 94% наблюдается при норме соляной кислоты 400%. Разло-1 жение форстерита протекает медленно, практически не зависит от нормы кислоты и составляет 9—11%. Содержание! диоксида кремния в растворе несколько выше, чем в анало-1 гичных условиях серно-кислотной обработки.
С целью определения условий полного растворения фор-1 стерита продолжительность опытов была увеличена до] 330 мин.
При температуре 40 °С (рис. 2) и норме серной кислоты! 50% апатит в течение 330 мин растворяется на 27,5%, при-1 чем наиболее интенсивное разложение наблюдается в пер-1 вые 40—60 мин. Разложение форстерита за 330 мин не пре-1 вышает 7,2%. Содержание диоксида кремния в растворе че-1 рез 40 мин достигает 0,2% и не изменяется с увеличением! длительности процесса.
При норме серной кислоты 100% через 40 мин от начала цпыта степень извлечения Р2О5 составляет 60% и далее за весь следующий период увеличивается до 71%. Степень извлечения MgO повышается на 14,4%. Количество Si02 в растворе составляет 0,2—0,6%, что равно ~50% от всего выделившегося диоксида кремния.
Увеличение нормы серной кислоты до 200% практически не влияет на степень извлечения в раствор Р2О5, а степень извлечения MgO в этих условиях возрастает до 36%.
Рис. 2. Влияние продолжи гслыюсти процесса на степень извлечения Р205 (3, 5, б) и MgO (1, 2,
4). Температура 40 °С. Норма серной кислоты,
%: 1, 3 — 50; 2, б—100; 4, 5 — 200
С* п '
Количество Si02 в растворе не превышает 0,2%, что ука-!ывает на значительную коагуляцию диоксида кремния и соответственно на экранирование зерен апатита.
Повышение температуры до 80 °С (рис. 3) неоднозначно влияет на разложение апатита и форстерита. При норме юты 50 и 100% апатит разлагается на 9,4 и 43%, а форстерит— на 11 и 25% соответственно. С увеличением нормы tслоты скорость извлечения MgO в жидкую фазу опережа-скорость извлечения Р2О5 и при норме кислоты 300% сте-nuib извлечения MgO составляет 86,6% при степени извлечения Р205 72%. Концентрация диоксида кремния в растворе при этой температуре составляет 0,02—0,1%.
\\i результатов опытов следует, что при низких темпера турах (20— 40 °С) наблюдается преимущественное разлож* ние апатита, при более высоких—происходит примерно одинаковой степени разложение апатита и форстерита.
В результате разложения образуются растворы, содерж щие 1—4% Р2О5 и 0,3—7,5% MgO. Оптимальный состав ра< твора для получения МАФ должен иметь отношени P20s/Mg0= 1,8ч-2.2: 1. Растворы такого состава могут быт получены при низких нормах кислоты и низких температ}
Рис. 3. Влияние продолжительности процесса на степень извлечения Р205 (1, 4, 5) и MgO (2, 3,
