CC BY
14
Л иМУЕРБиМ:
№12(81)_ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2020 г.
ПЕРЕРАБОТКА ФОСФОРИТОВ СОЛЯМИ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ
Нурмуродов Тулкин Исамуродович
д-р техн. наук, профессор, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои
Ахтамова Мафтуна Зайнитдин кизи
докторант,
Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои
Турдиева Одина Джураевна
старший преподаватель, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои
Каримов Отабек Актам угли
магистр,
Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои
PROCESSING OF PHOSPHORITES WITH SALTS OF ALKALI METALS FOR ENRICHMENT
Tulkin Nurmurodov
Professor, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi
Maftuna Akhtamova
Assistant teacher, Navoi State Mining Institute,
Uzbekistan, Navoi
Odina Turdiyeva
Senior teacher, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi
Otabek Karimov
Student of master degree, Navoi State Mining Institute,
Uzbekistan, Navoi
АННОТАЦИЯ
В основе данной научной работы лежит разработка технологии производства термофосфатов, обработанных солями щелочных металлов, ведущие к уменьшению отходов производства, без использования дорогостоящих кислот. Технология получения термофосфатов, включает в себя следующие этапы: измельчение фосфатного сырья до размера частиц не более 64 нм, смешивание с карбонатами щелочных металлов, обжиг полученной смеси от 30-90 минут при температуре 900-1250 0С и далее - охлаждение полученного продукта, содержащего ренанит.
ABSTRACT
This scientific work is based on the development of a technology for the production of thermophosphates treated with alkali metal salts, leading to a decrease in production waste, without the use of expensive acids. The technology for producing thermophosphates includes the following stages: grinding phosphate raw materials to a particle size of no more than 64 nm, mixing with alkali metal carbonates, firing the resulting mixture for 30-90 minutes at a temperature of 900-1250 0C and then cooling the resulting product containing renanite.
Ключевые слова: термофосфат, переработка, соли щелочных металлов, спекание, минеральные удобрения, усвояемость, разложение.
Keywords: thermophosphate, processing, salts of alkali metals, sintering, mineral fertilizers, assimilation, decomposition.
Библиографическое описание: Переработка фосфоритов солями щелочных металлов для обогащения // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Нурмуродов Т.И. [и др.]. 2020. 12(81). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/1113 7 (дата обращения: 25.12.2020).
№ 12 (81)
ÄUNi j-ш, те:
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2020 г.
Основным фосфатным сырьем для заводов Узбекистана, производящие фосфорсодержащие удобрения являются фосфориты Центральных Кызылкумов. Однако данный вид фосфатного сырья имеют низкое содержание фосфора (16-17% Р2О5), большое значение кальциевого модуля (2,85) и высокое содержание карбонатов (17,7% СО2), которые делают их непригодными для кислотной переработки. Такое сырье не пригодно для получения из него высококонцентрированных фосфорсодержащих удобрений, т.е. не пригодно для азотнокислотной, сернокислотной и солянокислотной переработки его в концентрированные фосфорсодержащие удобрения. Большое количество кислоты при этом будет тратиться не на разложение фторапатита, а на взаимодействие с карбонатом кальция, давая крупнотоннажные отходы производства, такие как нитрат, сульфат или хлорид кальция. Кислотная переработка такого высококарбонизированного сырья сопровождается обильным пенообразованием, в значительной степени нарушающим весь технологический процесс и снижающим производительность оборудования.
Для проведения экспериментов использовали рядовую фосфоритовую муку Центрального Кызыл-кума следующего состава (вес., %): 16,53 Р2О2; 46,65 СаО; 15,3% СО2 и кальцинированную соду производства УП Кунградского содового завода, а так же Si02xН20 химический чистый.
Эксперименты проводили следующим образом. Вначале в определенном количестве взвешивали исходных веществ с помощью лабораторного веса с точностью 0,01 г. Взвешенные компоненты тщательно перемешивались на фарфоровой ступке и просеивали на сите №1. Из полученных компонентов приготовили шихты. Далее из приготовленных шихт формировали таблетки с диаметром 50 мм и высотой 10-15 мм в гидравлическом лабораторном прессе при давлении прессования 35-40 кгс/см2. Отформованные лабораторные образцы подвергались естественной сушке при комнатной температуре 25-300С в течении суток. Потом образцы высушивали в сушильном шкафу при температуре 105-1100С в течении 2 ч.
Высушенные лабораторные образцы подвергались термической обработке в лабораторной печи с выдержкой 2 часа при различных температурах (от 900 до 12500С). После выдержки термообработан-ные образцы подвергались к резкому охлаждению. Для этого образцы с температурой вынимали из печи с помощью щипцов и резко опускались в металлический сосуд с холодной водой. После процесса резкого охлаждения образцы высушивались при температуре 60-800С в термостате. Высушенные термообработанные образцы измельчали и анализировали по известной методике на различных форм фосфора и кальция [5]. Результаты приведены в таблицах 1 и 2, а также в рисунках 1 и 2.
Таблица 1.
Термическая обработка Кызылкумских фосфоритов в присутствии ^2СОз и 8Ю2хШО
при различных температурах
№ п.п. Вес ФС, г Вес ^2СОэ, г Вес ЭЮ2ХН2О, г t, 0С Химический состав обожженного прод укта, %
Р2О5 общ. Р2О5усв. по лим. кис-те Р2О5усв. по трилону Б СаОобщ. СаОусв. Р2О5 усв. Р2О5 общ. по лим. кис-те Р2О5 усв. Р2О5 общ. по трилону Б СаОусв.
СаОобщ.
1 100 16,45 10,0 900 17,2 11,28 10,64 48,49 36,21 65,58 61,86 74,67
2 100 16,45 10,0 1000 17,36 13,42 12,61 48,95 39,58 77,3 72,64 80,86
3 100 16,45 10,0 1100 17,93 15,38 14,81 49,99 43,42 85,78 82,6 86,86
4 100 16,45 10,0 1200 17,45 14,89 14,69 48,68 42,59 85,33 84,18 87,49
5 100 16,45 10,0 1250 17,84 15,51 15,35 49,77 43,89 86,94 86,04 88,18
Таблица 2.
Влияние добавок ^2СОз и 8Ю2хШО на термическую обработку Кызылкумских фосфоритов
при температуре 9000С
Химический состав обожженного продукта, %
№ п.п. Вес ФС, г Вес ^СОз, г Вес ЭЮ2ХН2О, г Р2О5 общ. Р2О5усв. по лим. кис-те Р2О5усв. по трилону Б СаОобщ. СаОусв. Р2О5 усв. Р2О5 общ. по лим. кис-те Р2О5 усв. Р2О5 общ. по трилону Б СаОусв. СаОобщ.
1 100 15,63 10,0 17,25 11,02 10,24 48,25 34,73 63,88 59,36 71,98
2 100 18,11 10,0 17,06 12,36 11,97 47,94 40,75 72,45 70,16 85,0
3 100 16,45 5,0 17,8 12,18 11,61 49,84 40,34 68,42 65,22 80,94
4 100 16,45 15,0 17,35 8,3 7,73 45,8 32,38 50,76 47,28 70,7
№ 12 (81)
A, UNI
/ял те:
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2020 г.
Из представленных данных, следует что, в результате обжига смеси компонентов (фосфорит, №2СО3 и Si02xН20) при температуре 9000С происходит активация (перевод неусвояемых форм P2O5 в усвояемые растениями формы) фосфатного сырья
(табл. 1). При этом получается продукт 17,0617,35% Р20зобщ., 45,8-49,84% СаОобщ., из них относительное содержание усвояемой формы Р2О5 и СаО составляет 50,76-72,45% и 70,7-85,0% соответ-
ственно.
Температура, ОС
Рисунок 1. Зависимость относительного содержания фосфора от применяемой температуры процесса обжига. Соотношение ФС: ^2СО3: SiO2 = 100:16,45:10,0
А повышение температуры обжига от 900 до 12500С также способствует значительному увеличению усвояемых форм фосфора и кальция (табл. 2. и рисунки 1 и 2). Например, если при температуре обжиге 9000С относительное содержание фосфора в готовом продукте достигает до 65,58% по 2%-ному раствору лимонной кислоты, а при температуре 12500С эта величина достигается до 86,94%. Аналогичные картины повторяются при наблюдении относительного содержания фосфора по 0,2 М Трилону Б и кальция [6].
Продукты, полученные по вышеприведенному способу содержат 17,2-17,93% общего фосфорного ангидрида и 48,49-49,99% общего оксида кальция. Из них 11,28-15,51% фосфор и 36,21-43,89% кальций соответственно находится в усвояемых формах.
Таким образом, проведенные исследования показали возможность термощелочной переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов на фосфорсодержащие удобрения типа термофосфата. Удобрения не гигроскопичны, не слеживаются.
Рисунок 2. Зависимость относительного содержания кальция от применяемой температуры процесса обжига. Соотношение ФС: Ш2СО3: SiO2 = 100:16,45:10,0
№ 12 (81)
ÄUNi j-ш, те:
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2020 г.
Суммарное содержание питательных веществ в термофосфатных удобрениях составляют в пределах 57-58% (Р2О5 общ.+ СаОусв). В отличие от водорастворимых форм, присутствующая в удобрении лимонно-растворимая форма фосфатных компонентов спо-
собствует повышению использования фосфора растениями на любых почвах и связана с уменьшением процесса ретроградации. Являясь слабощелочными, термофосфаты одновременно усредняют почвенную кислотность и могут использоваться как самостоятельно, так и в составе тукосмесей.
Список литературы:
1. Nurmurodov T.I., Erkaev A.U., Khurramov N.I., Akhtamova M.Z., Bozorova N.N. Phosphor-calcium fertilizers on the basis of phosphate raw material of Central Kyzylkum. International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology .May 2018. Vol.5, Issue 5, p. 5841-5845.
2. Нурмуродов Т.И., Эркаев А.У., Мирзаев А.У., Ахтамова М.З. Исследование процесса получения экстракционной фосфорной кислоты из фосфоконцентрата Ценральных Кызылкумов // Universum: Технические науки: электро научн. журн. 2018 № 7(52). С. URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/6162. (02.00.00 №1).
3. Нурмуродов Т.И., Комилов Ж., Тураев М.П.. Трансформация формы P2O5 при термохимической активации природных фосфатов«Горно-металлургический комплекс: проблемы и их решения» г.Алмалык, 8 апрелья 2015. -С.147.
4. Позин и др. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот) часть II, Х.Москва-1974г. 1053 с.
5. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов // М.М. Винник, Л.Н. Ербанова, П.М. Зайцев, Л.А. Ионова и др. - М.: Химия, 1974, 218 с.
6. Шодиев А.Н., Саидахмедов А.А., Туробов Ш.Н., Хакимов К.Ж., Эшонкулов У.Х. Исследование технологии извлечения редких и благородных металлов из сбросных растворов шламового поля. // UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ - Москва, 2020. - № 5 C. 37-40.
