Минеральные удобрения. Новые исследования и разработки - Позин М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
В отдельных случаях осадки гипса подвергали рентгенофазовому и ИК-спектроскопическому исследованиям для идентификации форм фосфатных соединений в осадке.
процентах от базового уровня: в базовом опыте Пт°= 0,8 т/(мМ},
Как видно из табл. 1, наиболее существенное влияние на фильтрующие свойства гипса и соосажденпе фосфатных сое диненнй оказывает уменьшение концентрации Р2О5 в жид кой фазе от 20—25 до 15% при примерно постоянном отно сительном содержании примесей магния (МйО/РгОб)^ =0,12—0,13 и полуторных оксидов (R2O3/P2O5) =0,08—0,10 В этом случае величина Пт в 4,3 раза превышает таковук в базовом опыте, а содержание захваченного Р205вн составляет всего 0,7%. С увеличением содержания Р2О5 д< 25% величина Пт снижается в ~1,4 раза, одновременно рез ко возрастает (в 2,4 раза) «захват» Р2О5 осадков. На осно ванин данных о составе твердых фаз (см. табл. 1) можно заключить, что повышение в них содержания водонерастворимого Р2О5 не связано с осаждением фосфатов магния, алюминия и железа, а является следствием замещения ионов SO42- ионами 11Р042-.
Варьирование содержания магния относительно базового значения при прочих равных условиях (№ 4, 5 табл. 1) приводило к существенным изменениям производительности фильтрации. Величина Пт для осадков гипса, выделенных в растворах с отношением Mg0/P205, равным 4, в 3,7 раза превышала таковую для базового раствора (3,0 вместо» 0,8 т/м2-ч), тогда как при массовом отношении Mg0/P205, равном 0,2, она резко уменьшалась (в ~2 раза). Одновременно с увеличением или уменьшением массовой доли MgO на 1,6—1,9% относительно базовой величины содержание водонерастворимого Р2О5 в осадке соответственно возрастало, либо снижалось в 2—3 раза. При повышении содержания R2O3 в жидкой фазе суспензии до 3% за счет добавок гидроксидов железа или алюминия отмечено ухудшение фильтрующих свойств гипсовых суспензий в ~2,5—3 раза и примерно такое же увеличение массовой доли водонерастворимого Рг05 в твердой фазе (по сравнению с аналогичными показателями в базовом опыте). Отметим, что и в данном случае изменение степени соосаждення Р2О5 не связано с переходом в твердую фазу фосфатов магния, алюминия и железа—-даже при наличии в жидкой фазе 4,2% MgO и
1,8% R2O3 (№5 табл. 1) их содержания в осадке гипса составляли всего 0,11 и 0,29% соответственно (степень перехода 1—4%> от исходного количества).
В отличие от нейтрализующих добавок повышение содержания H2SiF6 (от 0,5 до 2,4% F) при примерно постоянной массовой доле остальных компонентов практически не влияет*
на фильтрующие свойства дигидра га сульфата кальция и способствует снижению степени соосаждения фосфатных соединений. Так, при снижении содержания фгора от 1,5 (базовый уровень) до 0,5 % массовая доля «захваченного» р,,С>5 в отмытом осадке возрастает от 2,5 до 6,1%. Напротив, прн повышении содержания фтора до 2,4% наличия водонерастворимого Р2О5 в твердой фазе вообще не обнаружено. При этом не отмечено также существенного увеличения содержания фтора в осадке. Последнее возрастает преимущественно при увеличении степени нейтрализации исходной кислоты (росте концентрации Mg2f, Al3+, Fe3+), либо содержания в ней Р205.
Рис. 1. Диаграмма для оценки изменений Пф в зависимости от качества сырья
Из полученных данных следует, что при увеличении концентраций примесей R203 и MgO в фосфатном сырье Кара-тау в 1,5—2 раза производительность фильтрации суспензий в производстве ЭФК может уменьшиться в 2,6—3 раза с одновременным повышением содержания соосажденных фосфатных соединений в 1,9—3 раза.
С целью обобщения опубликованных ранее данных [6J и результатов настоящей работы построены диаграммы для приближенной оценки изменений производительности фильтрации и степени извлечения Р2О5 в жидкую фазу в зависимости от массовых отношений Mg0/P205 и R2O3/P2O5 в исходном сырье (рис. 1 и 2). При построении диаграмм ис-
пользованы относительные отклонения величины Пт и Р2О5 * ф от соответствующих базовых значений. Для увязки определенных экспериментально относительных измененнй производительности фильтрации и содержания водонерастворимой Р2О5 в осадке с принятыми в промышленности величина-^ ми — соответственно съемом осадка с 1 м2 фильтрующей поверхности (Пф, кг/м2-ч) и степенью извлечения Р2О5 (Ли, %) использованы данные [3] о показателях экстракции при переработке рядовой фосмуки Каратау с получением кислоты концентрации 21,5% Р2О5. Указанные параметры с помощью
Рис. 2. Диаграмма для оценки измененнй содержания P2Os Внр в осадках гипса
соответствующих ссчений диаграмм соотнесены с экспериментально определенными отклонениями от базового значения (табл. 2).
Как видно из табл. 2, в относительных единицах значения Пф для рядовой руды Каратау ~ в 1,1 раза превышает принятый нами базовый уровень (соответственно последний отвечает в среднем 460 кг/м2-ч). По данным [3] величина Кк при переработке рядовой руды составляла 95%. Это отвечает содержанию в гипсе около 1 % водонерастворимого Р2О5. Следовательно, базовая величина — 0,9%.
При получении на основе того же фосфорита более слабой кислоты (18 вместо 21,5% Р9О5) имеет место некоторое повышение Пф и Ки-
