CC BY
14ПОЛУЧЕНИЕ ПРОСТОГО СУПЕРФОСФАТА И СМЕШАННЫХ УДОБРЕНИИ НА ОСНОВЕ НИЗКОСОРТНЫХ ФОСФОРИТОВ
1 2 3
Реймов Ахмед Мамбеткаримович, Курбаниязов Рашид Калбаевич, Намазов Шафоат Саттарович, 4Худойбердиев Жалолдин Хасанович, 5Азизова Хурлиман
Аманиязовна
1Ректор КГУ, д.т.н., проф.
2
Декан факультета Промышленных технологии КГУ, к.т.н., доц.
3 и и
Зав лаб. Институт общей и неорганической химии АН РУз, д.т.н., акад.
4Базовый докторант Каракалпакского государственного университета
5Магистрант КГУ https://doi.org/10.5281/zenodo.8371935
Аннотация. Изучен химический и минералогический состав Каракалпакских фосфоритов. Показано состав полученного простого суперфосфата. Определено, что при увеличении содержания серной кислоты, общее содержание P2O5 в продуктах, полученных из фосфоритной руды, уменьшается от 15,42 % до 13,08 %, а свободное содержание P2O5 увеличивается от 0,91 % до 6,60 %.
Ключевые слова: фосфоритовая мука, серная кислота, разложения, простой суперфосфат, состав и свойства.
Аннотация. К^орацалпоц фосфоритларининг кимёвий ва минерологик таркиби урганилган. Олинган оддий суперфосфат угитининг таркиби келтирилган. Сулфат кислота микдори ошиши билан, фосфат хом ашёларидан олинган ма^сулот таркибидаги P2O5 мицдори 15,4 2% до 13,08 % гача камайиб боради, эркин P2O5 мицдори эса, 0,91 % дан 13,08 % гача ортиб боради.
Калит сузлар: фосфорит уни, сульфат кислота, парчаланиш, оддий суперфосфат, таркиби ва хоссалари.
Abstract. The chemical and mineralogical composition of Karakalpak phosphorites has been studied. The composition of the resulting simple superphosphate is shown. It has been determined that with an increase in sulfuric acid content, the total P2O5 content in products obtained from phosphate rock decreases from 15.42 % to 13.08 %, and the free P2O5 content increases from 0.91 % to 6.60 %.
Keywords: phosphate rock, sulfuric acid, decomposition, simple superphosphate, composition and properties.
В настоящее время в сельском хозяйстве основными питательными макроэлементами являются азот, фосфор, калий, кальций, магний и сера. Фосфор играет важную роль среди этих элементов. Основными источниками фосфора для производства простых и сложных удобрений являются фосфориты и апатиты [1]. Рост спроса на фосфорные удобрения в сельском хозяйстве приводит к увеличению объемов производства минеральных удобрений, содержащих фосфор. Это, в свою очередь, приводит к увеличению объемов добычи минеральных удобрений, в состав которых входит фосфор. В нашей стране это может быть осуществлено путем разработки дополнительных месторождений фосфорита или апатитов. Одним из таких месторождений являются находящиеся в Каракалпакстане месторождения фосфоритов. Были изучены химический и минералогический состав фосфоритов Каракалпакстана.
Согласно результатам химического и физико-химического анализа, Хожакульский фосфорит содержит курскит и франколит в примерно равных количествах, а фосфатная руда Порлитау содержит только курскит. Кроме того, находятся также кальцит, магнезит, глауконит, кварц, полевой шпат и другие минералы [2].
Фосфоконцентрат, полученный из руд Ходжакул в качестве фосфатной залежи, имеет следующий состав (в процентах по весу): общее содержание P2O5 - 19,11; P2O5 усвояемый лимонной кислоты - 37,78; P2O5 по Трилона Б - 32,23; CaO - 32,83; MgO - 0,30; Ш2 - 4,03; Fe2Oз - 3,50; Al2Oз - 1,54; SOз - 1,10; F - 1,58; SiO2 - 28,0; нерастворимый остаток - 1,64; H2O - 2,62. Для разложения фосфорита использовалась 93% серная кислота. Процесс разложения фосфоконцентрата и гранулирование суперфосфата осуществлялся следующим образом: определенное количество серной кислоты помещалось в термостатический стакан, в который была добавлена фосфорит, после чего пульпа тщательно перемешивалось. Реакционная смесь выдерживалась при температуре 70 ^ в течение 30 минут, затем полученный продукт фильтровался. Полученный продукт высушивался при температуре 80-85 0С в течение одного сутки, после чего его химический состав анализировался методами физико-химического анализа.
Таблица 1. Химический состав продуктов, полученных разложением Каракалпакского фосфорита с серной кислоты.
Норма H2SO4. % pH 10 % го раствора прод Состав продукта, (масс) %
Р2О5свобод Р2О5общ. Р2О5усв. 2 % ной лимон кисл. Р2О5усв. по Трилон Б Р2О5вод. СаОобщ. СаОусв. 2 % ной лимон Кисл.
60 2.36 0.91 15.42 14.55 10.33 7.74 27.82 18.28
70 2.29 1.48 14.67 14.36 10.48 9.00 25.72 17.52
75 2.22 2.95 14.31 14.09 10.35 9.39 24.58 16.78
80 2.06 3.46 14.14 13.98 10.37 9.91 23.97 16.35
90 1.90 4.68 13.61 13.48 10.45 10.30 23.38 15.93
100 1.76 6.60 13.08 12.99 10.14 9.99 22.47 15.28
Содержание свободного P2O5 было определено методом титрований с 0,1 н NaOH с помощью метилового оранжевого и фенолфталеина в качестве индикаторов. Содержание усвояемого P2O5 было также определено с использованием 2 % лимонной кислоты и 0,2 М Трилоном Б. С также усвояемого CaO определяли с 2 % лимонной кислоты (таблица 1).
Из таблицы видно, что при увеличении норма серной кислоты, общее содержание P2O5 в полученных продуктах, уменьшается от 15,42% до 13,08%, а свободное содержание P2O5 увеличивается от 0,91% до 6,60%. Усвояемые формы Р2О5 и СаО также свидетельствуют о наличии в продуктах дикальцийфосфата. Если относительное содержание свободного P2O5 меньше 100%, продукты содержат некоторое количество фосфатных минералов, которые не разложены в состав продуктов. Содержание монокальцийфосфата в продуктах, полученных из фосфоритной руды при химической обработке, составляет от 70% до 75% от количества потребляемой кислоты, так как в этих условиях относительное содержание водорастворимый P2O5 увеличивается на 50% (см. Рисунок 1).
Норма серной кислоты. %
♦ - Р2О5 уев ЛИМ -Р2О5 общ.- ■ - "2О5 уСЕ.Тр.Б.^РгСЛобщ.; А" Р2О5 вод. 2^5о6щ.
Рис. 1. Влияние концентрации серной кислоты на количество фосфора в готовом продукте
Для улучшения физических и товарных свойств полученного продукта было решено использовать смесь азотно-фосфорных удобрений (МР), полученных в соответствующих пропорциях на основе МН4КО3. Для этого к обычному суперфосфату с массовой долей монооксида фосфора Р205, равной 75%, были добавлены удобрения в соотношении М:Р2О5 1:0,3; 1:0,5; 1:0,7 и 1:1. Полученные результаты приведены в таблице 2.
2- таблица. Химический состав ^ удобрений, полученного путем добавления в состав суперфосфата нитратом аммония в различных соотношениях.
о GO IN К Й % Л О Д pH 10 % - го раствора Соотн. N : P Химический состав, мас. % з ю о O % <N ,, Н 03 * Л' ^ О к 2 Он R O5 IN я Р ¿У W Рч Н 3 ю о о CS М £ tn ¿н О g 2о Он 03 Прочность гранул, МПа
P2O5 общ \© О4 « £ « 5 O5 м 2и о. ч w ср н л £ О 2 и и о ш 5 O5 2 о. CaO общ о4 Е-Г § и >у ^ Oa и О 4
75 3,82 1 : 0,3 6,01 5,73 5,21 3,18 10,33 10,20 95,34 86,68 52,91 5,98
3,50 1: 0,5 7,71 7,56 6,13 4,16 13,25 13,02 98,05 79,51 53,95 6,12
3,40 1 : 0,7 8,92 8,84 7,06 5,01 15,32 14,88 99,10 79,15 56,16 6,38
3,32 1 : 1 10,2 10,2 8,01 6,18 17,52 16,31 100,0 78,53 60,58 6,52
Данные таблицы показывают, что при использовании аммиачной селитры, ЫР-с увеличением соотношении N : Р205, общее количество Р205 в образцах типа ЫР изменяется от 6,01 до 10,2%. Усвояемый форм Р205 по 2% лимонной кислоты составляют от 5,73 до 10,2%. Общее количество СаО в образцах и по 2% ной лимонной кислоты, составляет от 10,33 до 17,52 % и от 11,56 до 17,89%, соответственно. С увеличением соотношений N : Р205 приводит к увеличению степен грануляции продуктов и прочности гранул повышает до 5,98-6,52 МПа. Количества азот в образцах содержится в количестве от 0 до 1%.
Известно, что при удобрении растений важны не только удобрения с соотношением ЫР, но и удобрения с соотношением элементов ЫРК. Для получения удобрений, состоящих из ЫРК, использовали аммоний нитрат и хлорид калия в соотношении Ы:Р205:К20 1:0,5:0,3; 1:0,7:0,5 и 1:1:1, соответственно. Определился химический состав полученных продуктов. (Таблица 3).
Таблица 3. Химический состав удобрений, полученного с использованием нитрата аммония и калия хлорида при различных соотношениях.
Химический состав, (масс.) %
Концентрация H2SO4 Соотношение N : P: К P2O5 Общ. \© О4 ,а- g i m N-h о I 2и .Б р. н о с ш о V) о 2 Он Ч О И ш о 2 Он K2O CaO Общ. \0 О4 ,а- о ^ о" i ей К о ч 3 б бО O O2 % ^ й и 1 3 И Э 2 2и Эч Ч 3 б о О чо 2% Рн „ ш о о н 2о е^ с щ б о э 2 2н к и о ш э 2 2ч Прочность гранул, МПа
75 1:0,5:0, 3 7,23 7,16 5,92 3,97 4,12 12,4 2 12,33 99,0 3 81,8 8 54,9 1 8,22
1:0,7:0, 5 7,73 7,46 6,05 4,59 5,25 13,2 8 13,06 96,5 1 78,2 7 59,3 8 9,42
1:1:1 8,27 8,20 6,49 5,19 7,85 14,2 1 13,72 99,1 5 78,4 8 62,7 6 9,50
В этом случае соотношение N : Р205 : К20 увеличилось, а количество общего Р2О5Общ. изменилось от 7,23% до 8,27%, содержание усвояемого Р2О5 по лионной кислоте изменилось от 7,16% до 8,20%, а содержание усвояемого Р2О5 по Трилон Б
изменялось в диапазоне от 5,92% до 6,49%. Установлено, что прочность гранул удобрения увеличилась с 8,22 до 9,50 МПа.
REFERENCES
1. Беглов Б.М., Намазов Ш.С. Фосфориты Центральных Кызылкумов и их переработка. -Ташкент, 2013 г. - 460 с
2. Ж.Х.Худойбердиев, А.М.Реймов, Р.К.Курбаниязов, Ш.С.Намазов, Д.А.Каймакова, А.Р.Сейтназаров. Простой суперфосфат на основе сернокислотной активации желваковых фосфоритов Каракалпакстана // Химическая промышленность. 2021. №4. 198-206 с.
3. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов / М.М.Винник, Л.Н.Ербанова, П.М.Зайцев и др. - М.: Химия, 1975, 218 с.
