CC BY
32
жл UNIVERSUM:
№6(51)_ЛД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_июнь. 2018 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО ДИКАЛЬЦИЙФОСФАТА ИЗ ФОСФОРИТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ КЫЗЫЛКУМОВ
Меликулова Гавхар Эшбоевна
старший преподаватель Ташкентского химико-технологического института 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Навои, 32
E-mail: khchmirzakulov@mail.ru
Исаков Аброр Фахриддинович
ассистент Ташкентского университета информационных технологий имени Мухамада ал-Хоразмий
1000100, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. А. Темура, 108
Усманов Илхам Икрамович
старший научный сотрудник Ташкентского химико-технологического института 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Навои, 32
Мирзакулов Холтура Чориевич
профессор Ташкентского химико-технологического института 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Навои, 32
RESEARCH OF PROCESS OF RECEPTION FEED DICALCIUMPHOSPHATE FROM PHOSPHORITES OF CENTRAL KYZYLKUM
Gavkhar Melikulova
senior teacher of Tashkent institute of chemical technology 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi st., 32
Abror Isakov
assistant of Tashkent university of information technologies of name Mukhamed al-Khorazmiy
1000100, Republic of Uzbekistan, Tashkent, A. Temur st., 108
Ilham Usmano
senior scientific employee of Tashkent institute of chemical technology 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi st., 32
Kholtura Mirzakulov
Professor of Tashkent institute of chemical technology 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi st., 32
АННОТАЦИЯ
В статье показано, что путем конверсии растворов кормового фосфата аммония из фосфоритов Центральных Кызылкумов нитратом кальция можно получить безводный кормовой дикальцийфосфат. Для этого лучше конверсию проводить при температуре 70 °С, в две ступени, подавая на первой ступени 50-75% нитрата кальция, а на второй - оставшееся количество, при соотношении СаО:Р2О5 0,79:1, рН среды не менее 5, и постоянном перемешивании.
Подача нитрата кальция на первой ступени 50-75% от необходимой нормы повышает скорость фильтрации с 3200 кг/м2 ч до 5200 кг/м2 ч за счет образования более крупных кристаллов дикальцийфосфата.
Повышение рН с 4,07 до 5,50 способствует повышению выхода дикальцийфосфата с 84,60% до 99,13%.
Показано, что жидкая фаза после отделения дикальцийфосфата содержит 8,67-9,68% азота и может быть использована для получения жидких азотных удобрений.
ABSTRACT
In article it is shown, that by conversion of solutions of feed phosphate ammonium from phosphorites of Central Kyzylkum calcium nitrate it is possible to receive waterless feed dicalciumphosphate. It is for this purpose better to spend conversion at temperature 70°С, in two steps, submitting on the first step of 50-75% of calcium nitrate, and on the second - the remained quantity, at ratio СаО:Р2О5 0,79:1, рН environments not less than 5, and constant hashing.
Библиографическое описание: Исследование процесса получения кормового дикальцийфосфата из фосфоритов Центральных Кызылкумов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Меликулова Г.Э. [и др.]. 2018. № 6(51). URL: http://7universum. com/ru/tech/archive/item/603 7
№ 6 (51)
июнь, 2018 г.
Giving of calcium nitrate at the first step of 50-75% from necessary norm raises speed of filtration about 3200 kg/m2 hour to 5200 kg/m2 hour at the expense of formation of larger crystals of dicalciumphosphate.
Increase рН from 4,07 to 5,50 promotes exit increase dicalciumphosphate from 84,60 % to 99,13 %.
It is shown, that the liquid phase after branch dicalciumphosphate contains 8,67-9,68 % of nitrogen and can be used for reception of liquid nitric fertilizers.
Ключевые слова: кормовой моноаммонийфосфат, нитрат кальция, конверсия, дикальцийфосфат, скорость фильтрации, норма, выход продукта.
Keywords: feed monoammoniumphosphate, calcium nitrate, conversion, dicalciumphosphate, speed of filtration, norm, product output.
В жизнедеятельности всех живых организмов и растительного мира наряду с углеродом, водородом и кислородом важная роль принадлежит фосфору и его соединениям [3;12]. Фосфор занимает особое место среди химических элементов. Он входит в состав многих минералов, прежде всего, фосфатов кальция. В живой природе образует фосфорорганические соединения, которые служат носителями реакций высоких энергий, обеспечивающих жизнедеятельность живых организмов. Фосфор является важнейшей составляющей кормовых рационов домашнего скота, птицы, рыб [2;4;10]. Он входит в состав нуклеиновых кислот, фосфатов, фосфопротеинов и других соединений, является необходимым компонентом для построения костной ткани. Недостаток фосфора в рационах сельскохозяйственных животных снижает мясную и молочную продуктивность, приводит к возникновению костных заболеваний и нарушению функций воспроизводства. Для устранения дефицита фосфора в организме животных применяют минеральные кормовые добавки, которые вводят для улучшения качества рационов кормов. Биологическая усвояемость фосфора из кормовых фосфатов кальция - монокальцийфосфата, дикальцийфосфата, трикальцийфосфата составляет не менее 80%.
В настоящее время мировое потребление кормовых фосфатов кальция составляет более шести миллионов тонн в год и продолжает ежегодно увеличиваться. Фосфаты кальция производятся в порошкообразном и гранулированном виде, причем доля гранулированной продукции постоянно увеличивается и уже перевалила за 70% [9]. Это связано с применением их при получении премиксов и комбикормов. Потребность Узбекистана в кормовых добавках превышает 70 тыс. тонн в год и также продолжает повышаться.
Влияние рН на химический
Производство фосфатов кальция базируется на фосфорной кислоте как исходном сырье. Причем эта кислота может быть, как термическая, так и очищенная экстракционная. Экономически более целесообразным представляется получение фосфатов кальция кормовой и более высокой чистоты из экстракционной фосфорной кислоты [1;5;11].
В Республике производства термической и очищенной экстракционной фосфорной кислот отсутствует. Поэтому исследования, направленные на получение кормовых фосфатов кальция из экстракционной фосфорной кислоты на основе фосфоритов Центральных Кызылкумов являются актуальными.
Постановка исследования. Для исследования использовали кормовой фосфат аммония, выпускаемый на АО «Аммофос-Максам» из фосфоритов Центральных Кызылкумов по TSh 6.6-28:2011, содержащий не менее 55,0% Р2О5 и фтора не более 0,25%, нитрат кальция, полученный в лабораторных условия из известняка и азотной кислоты с концентрацией 50% нитрата кальция [8]. Опыты проводили в стеклянном реакторе, снабженном механической мешалкой и помещенным в термостат. Анализ исходных промежуточных и конечных продуктов проводили известными методами химического анализа [6;7;13].
Результаты и обсуждение. Дикальцийфосфат получали конверсией 30% раствора фосфата аммония, полученного из кормового моноаммонийфос-фата растворением в воде и отделением нерастворимого остатке, 50% растворам нитрата кальция, при температуре 70 °С, массовом соотношением СаО, Р2О5 равном 0,79:1 и аммонизацией до рН 5 и выше. Полученные результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1.
и выход дикальцийфосфата
№ рН Состав твердой фазы, масс. % Выход ДКФ, %
Р2О5 CaO MgO SO42- F
1 4,07 52,03 40,92 0,22 0,33 0,008 84,60
2 4,53 51,99 40,88 0,23 0,34 0,007 92,20
3 5,05 51,97 40,80 0,28 0,35 0,006 96,97
4 5,50 51,97 40,64 0,40 0,37 0,005 99,13
5 5,82 51,97 40,44 0,59 0,46 0,004 100,0
6 6,21 51,91 40,29 0,70 0,49 0,003 100,0
7 6,55 51,90 40,26 0,73 0,50 0,002 100,0
8 7,04 51,89 40,25 0,75 0,55 0,001 100,0
7universum.com
№ 6 (51)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
июнь, 2018 г.
Полученные данные свидетельствуют, что из очищенных фосфорнокислых растворов аммония после введения в них раствора нитрата кальция получаются хорошо фильтруемые образцы кормового дикальцийфосфата, содержащие в зависимости от рН 51,89-51,97% Р2О5, 40,08-40,25% СаО, 0,001-0,006% F и незначительные количества окиси магния и сульфат ионов. Химический анализ показал, что продукт в основном состоит из безводного дикальцийфосфата и окклюдированных следов нитрата аммония.
Влияние рН на
В таблице 2 приведены составы жидкой фазы после отделения дикальцийфосфата.
Как видно из таблицы в жидкой фазе сохраняется Р2О5 только до рН 5,82. Содержание аммонийного азота составляет 3,57-4,67%, нитратного чуть больше от 3,67 до 5,01%. С повышением рН содержание кальция в жидкой фазе увеличивается, а магния и сульфат ионов уменьшается. Жидкая фаза практически представлена нитратом аммония.
Таблица 2.
й состав жидкой фазы
№ рН Состав жидкой фазы, масс. %
Р2О5 CaO MgO SO42- NnH4 Nno3
1 5,05 0,395 0,321 0,194 0,135 3,57 3,67
2 5,50 0,112 0,351 0,173 0,127 3,73 3,95
3 5,82 0,0 0,374 0,166 0,122 4,20 4,47
4 6,21 0,0 0,422 0,165 0,122 4,31 4,60
5 6,55 0,0 0,469 0,165 0,122 4,45 4,77
6 7,04 0,0 0,509 0,165 0,122 4,67 5,01
Промывные воды содержат соли кальция, маг- Р2О5 (табл. 3). Содержание нитратного азота состав-ния, аммония и практически отсутствуют сульфаты и ляет 0,68-0,92%, а аммонийного 0,51 -0,84%.
Таблица 3.
Химический состав промывных вод
№ рН Состав п шмывка, масс. %
CaO MgO SO42- Nnh4 Nno3
1 5,05 0,240 0,068 0,0 0,51 0,68
2 5,50 0,126 0,064 0,0 0,68 0,79
3 5,82 0,118 0,052 0,0 0,74 0,83
4 6,21 0,114 0,040 0,0 0,78 0,87
5 6,55 0,110 0,040 0,0 0,81 0,89
6 7,04 0,104 0,040 0,0 0,84 0,92
Для получения крупных, хорошо фильтрующихся кристаллов дикальцийфосфата использовали двухступенчатое осаждения фосфатов кальция из ам-мофоосфатных растворов с рН 4,55, содержащих -15,69% Р2О5 и 0,43% СаО.
Аммофосфатные растворы смешивали при температуре 70 °С с 50% раствором нитрата кальция,
имеющим рН 5, при массовом соотношении СаО:Р2О5 (0,4, 0,6 и 0,79):1 и аммонизировали до рН 5. После перемешивания в течении 30 минут пульпу разделяли фильтрованием. Осадок промывали трехкратным по массе количеством воды, сушили и определяли содержание основных компонентов. Полученные результаты приведены в таблице 4.
Таблица 4.
Влияние соотношения СаО:Р2О5 на состав твердой фазы и съем осадка при рН 5
№ СаО-Р2О5 Норма Са^О3)2, Состав твердой фазы, масс.% ^ем осадка,
% Р2О5 СаО кг/м2-ч
1 (0,40+0,39):1 50 + 50 51,98 40,07 5200
2 (0,60+0,19):1 75 + 25 51,97 40,06 5100
3 0,79:1 100 51,97 40,07 3200
Данные таблицы подтверждают, что двухступенчатое осаждение позволяет получить более крупные,
№ 6 (51)
июнь, 2018 г.
хорошо фильтрующиеся кристаллы. Так съем осадка при смешении компонентов при 0,40:1 и 0,60:1 и последующем введении оставшегося количества нитрата кальция до соотношения СаО:Р2О5 = 0,79:1 составляет 5100-5200 кг/м2.ч, то при одно ступенчатом осаждении съем осадка составляет 3200 кг/м2.ч, что указывает на снижение фильтрующей способности образующегося осадка.
Состав, получаемого дикальцийфосфата соответствует безводному продукту и содержит 60,1-60,7% влаги. Содержания фтора не превышает 0,01%.
Таким образом, проведенные исследования показали возможность получения кормового дикальций-фосфата из фосфоритов Центральных Кызылкумов путем конверсии кормового моноаммонийфосфата нитратом кальция. Для получения хорошо фильтрующихся кристаллов необходимо процесс конверсии проводить в два ступени с подачей 50-75% нитрата кальция на первой ступени и остальное количество на второй ступени. При этом, получаемый дикаль-цийфосфат содержит 51,97% Р2О5, 40-44% СаО и менее 0,01% фтора. Выход продукта 100% по Р2О5.
Список литературы:
1. Авт. свид. № 823367 (SU). Способ получения кормового преципитата. Теплов Ю.А., Олифсон А.Л., Пономарев В.Ф., Максименко Н.Ф. 1981 Бюл. № 15.
2. Белоконь Л.М., Богданова Н.С., Михалева Т.К., Дохолова Л.Д. Тенденции развития производства кормового дикальцийфосфата и комплексных минеральных добавок для животноводства на его основе. Промышленность по производству минеральных удобрений. Серия: Минеральные удобрения и серная кислота. Обзорная информация. НИИТЭХИМ. 1987. 38 с.
3. Ван Везер Дж. Фосфор и его соединения. - М.: 1962. т-1. 687 с.
4. Дегтярев В. Эффективность монокальцийфосфата при кормлении животных. Молочное и мясное скотоводство. 2003. № 2. С. 7-10.
5. Дмитревекий Б.А., Ярош Е.Б., Максименко Н.Ф., Якушева Р.И. Получение чистых фосфатов кальция из экстракционных фосфорсодержащих растворов. Тезисы докладов XV Всесоюзной конференции по химической технологии неорганических веществ. - Казань. 1991. С. 116-117.
6. Кельман Ф.Н., Бруцкус Е.Б., Ошерович Р.И. Методы анализа при контроле производства серной кислоты и фосфорных удобрений. - М.: Госхимиздат, 1982. 352 с.
7. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов // М.М. Вин-ник, Л.Н. Урбанов и др. - М.: Химия. 1975. 218 с.
8. O'z DSt 1825:2014. Фосфоритная продукция Ташкура. Общие технические условия. Ташкент. 2014. 7 с.
9. Прогноз Kemira Animal Nutrition на рынке кормовых фосфатов до 2015 года.
10. Справочник по кормлению сельскохозяйственных животных. - М.: Россельмаш. 1983. С. 69-78.
11. Теплов Ю.А., Олифсон А.Л., Максименко Н.Ф., Бобрик В.М. и др. Получение кормового преципитата из экстракционной фосфорной кислоты. - Журн. хим. пром. 1981. № 8. С. 22-24.
12. Фосфор - «элемент жизни», его возрастающая роль для человечества // Фосфаты на рубеже XXI века. -Москва, Алматы, Жанатас. 2006. 201 с.
13. Шварценбах Х.Г., Флашка Г. Комплексометрическое титрование. М.: Химия. 1970. 360 с.
