Минеральные удобрения. Новые исследования и разработки - Позин М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Химический и гранулометрический состав образца руды месторождения Джанатас
Компоненты, мас.% Фракции, %
УСЗ о О СО т СО т СО
О О со СО
о о
О сз ьо б С4 Vs ° S
о. О :> О < X + Z + S 1 S
12,5 22,8 5,0 10,2 1,79 1,49 45,7 2.0 8,0 38,0 52,0
время не перерабатываются. По своему химическому составу они близки к отходам флотационного обогащения, а соотношение MgO к Р205 в них примерно отвечает таковому в магнийаммонийфосфате. С этой точки зрения целесообразно оценить возможность получения магнийаммонийфосфатного удобрения (МАФУ) и степень извлечения Р205 в продукт.
Опыты проводили в интервале температур 20—80 '"С, pH 1—4, отношений Ж:Т 4:1. Величина pH контролировалась в течение всего опыта (60 мин) с помощью рН-метра в комплекте с блоком автоматического титрования БАТ-15.
Через 5, 10, 15, 30 и 60 мин от начала процесса отбирали пробы жидкой фазы, которые анализировали на содержание-Р2О5, CaO, MgO. По данным химического анализа рассчитывали степени извлечения фосфора и магния в жидкук> фазу.
Результаты исследования показали, что при обработке руды указанного выше состава серной кислотой происходит разложение как карбонатной, так и фосфатной составляющих. При этом карбонаты могут быть разложены практически нацело с переводом магния в раствор. Величина степе-
ни разложения rj карбонатов и фосфата определяется продолжительностью процесса, концентрацией ионов водорода и температурой (рис. 1—4).
Наибольшее количество карбона гов и фосфата разлагается в течение первых 30 мин от начала процесса (рис. 1 и 2). При дальнейшем увеличении продолжительности прирост степени разложения незначителен. В зависимости от pH и температуры степень разложения карбонатов за 60 мин составляет 11—100%, фосфата — 3—76%. Температура влияет на соотношение скоростей вскрытия карбонатов и фосфата. При 80 °С быстрее разлагаются карбонаты, при 20 °С и низком pH — фосфаты. Так, при 80 °С и pH 4 и 3 карбонаты разлагаются за 1 ч на 60 и 95%, понижение температуры до 20 °С в интервале pH 1—3 приводит к снижению степени раз-
Рис. 1. Влияние продолжительности процесса на степень извлечения MgO. Обозначения на кршзых: Температура, °С:
1—4 — 20; 5—7 — 80; pH: 1,5 — 4- 2,6 — 3; 3,7 — 2; 4 — 1
ложення карбонатов до 40—50%, а при рН=4 — до 12и/о При 60 °С в интервале pH 2—4 конечная степень удаления С02 составляет 60—70%.
Рнс. 2. Влияние продолжительности процесса на степень изменения Р2О5. Обозначения на кривых: 1 — pH—4; 80 °С;
рН=3; 40 °С; рН=2; 20 °С; 2 -
80 °С
рН=3 80 °С; 3 --- рН-2;
60 - зЛ
60 Д\
и АЛ
го 1 \\ Г'
0 / г з i рн
Рис. 3. Влияние pH на степень извлечения MgO. Обозначения на кривых: Температура, °С: 1, 2 — 20; 3, 4 — 80. Время, мин: 1,3— 10; 2, 4 — 80
Рис. 4. Влияние pH на степень извлечения P2Os. Обозначения на кривых: Температура, °С: 1, 2 — 20; 3, 4 — 80. Время, мнн: 1,3 —
10, 2,4 — 30
Фосфаты при температуре 80 °С и pH 2 и 3 разлагаются за 30 мин на 52 и 18%- Разложения фосфата при 20°С даже через 60 мин не происходит. Растворения фосфата не наблюдалось при рН^2 (20 °С) и при рН^4 (80 °С). При этом при pH 3 при 80 °С фосфат разлагается довольно значитель-
но: через 30 мин от начала процесса s]p2o5 составляет 18%.
Основное влияние на соотношение скоростей разложения карбонатов и фосфатов оказывает pH среды (рис. 3, 4), зависящей от расхода серной кислоты. Повышение pH от 2 до
4 при 80 °С приводит к снижению степени разложения карбонатов через 30 мин от начала процесса в 2 раза (от 80 до 40%) Соответственно при 20 °С увеличение pH от 1 до 4 снижает степень извлечения MgO от 42 до 12% (т=30 мин). Особенно резкий скачок наблюдается в интервале pH от 3
JA
мдд
2,5
2.0
//
to
05
/О SO 30 40 30 60 Г flsw
Рис. 5 Влияние условий процесса на отношение Р205 к MgO в растворе. Обозначения на кривых: Температура, °С: 1, 2 — 80; 3 — 60;
4 — 40. pH: 1, 3, 4 — 2; 2 — 3
до 4: степень извлечения MgO уменьшается в 3 раза (от 38 при pH 3 до 12% при pH 4).
В целом сравнение особенностей разложения карбонатов и фосфата указывает на более высокую скорость растворения фосфата при пониженных температурах и pH 1 и ее резкое снижение при повышении pH и температуры. В области
низких температур извлечение обоих компонентов, особенно фосфата, идет медленно, то есть при этом процесс можно осуществлять селективно, без разложения фосфатной части. При 60—80°С селективность процесса извлечения карбонатов достигается лишь с повышением рН^З. При pH 3,5 из-
