CC BY
20
РАЗЛОЖЕНИЕ И ПРОМЫВКИ МЫТОГО ОБОЖЖЁННОГО ФОСФОКОНЦЕНТРАТА
ЦЕНТРАЛЬНОГО КЫЗЫЛКУМА
Розицова Дилшода Абдуллажановна
докторант Наманганского инженерно-технологического института,
Узбекистан, г. Наманган
Собиров Мухторжон Махаммаджанович
заведующей кафедры "Безопасность жизнедеятельности " Наманганского инжеренерно-строительного института, доктор философии по техническим наукам,
Узбекистан, г. Наманган E-mail: _ fcb_m_2 011 @mail. ru
Хамдамова Шохида Шерзодовна
д-р техн. наук, декан Химико-технологического факультета,
Узбекистан, г. Фергана
Рахимов Холмирзо
доцент Наманганского инженерно-строительного института
Республика Узбекистан, г. Наманган
DECOMPOSITION AND RINSING OF THE WASHED BENED PHOSPHOCONCENTRATE
OF THE CENTRAL KYZYLKUM
Dilshoda Roziqova
Doctoral student of the Namangan Engineering and Technology Institute,
Uzbekistan, Namangan
Mukhtorjon Sobirov
Head of the Department "Life Safety", Doctor of Philosophy (PhD) in Technical Sciences
of Namangan Institute of Civil Engineering Uzbekistan, Namangan
Shokhida Hamdamova
Dean of the Faculty of Chemical Technology of Ferghana Polytechnic Institute, Doctor of Technical Sciences,
Uzbekistan, Ferghana
Rakhimov Kholmirzo
Associate Professor of Namangan Institute of Civil Engineering
Uzbekistan, Namangan
АННОТАЦИЯ
В статье представлены результаты первой и второй промывки водой в соотношении 1:1 мытого обожженного фосфоконцентрата Центрального Кызылкума разлагаемой соляной кислотой, и процесса сушки.
ABSTRACT
The article presents the results of the first and second washing with water in a 1: 1 ratio of washed calcined phospho-concentrate of Central Kyzyl Kum with decomposable hydrochloric acid, and the drying process.
Ключевые слова: соляная кислота, мытый обожженный фосфоконцентрат (МОФК) Центрального Кызылкума, солянофосфорнокислотная пульпа, аммиачный газ, фосфоконцентрат.
Keywords: hydrochloric acid, washed calcined phosphoconcentrate (WCPhC) of the Central Kyzyl-Kum, hydro-phosphoric acid pulp, ammonia gas, phosphoconcentrate.
Введение. Быстрый рост населения, сокращение доступных земельных и водных ресурсов усугубляет проблему производства новых удобрений во всем
мире. Поэтому одной из важных задач в отрасли удобрений и сельского хозяйства является удовлетворение спроса населения на качественную
Библиографическое описание: Разложение и промывка мытого обожженного фосфоконцентрата Центрального Кызылкума // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. Розикова Д. А. [и др.]. 2020. № 2(68). URL: http://7universum. com/ru/ nature/archive/item/8766
продукцию. В то же время обеспечение сельского хозяйства высокой эффективностью удобрений является актуальной проблемой.
Изучен прямым преципитированием солянокис-лотной вытяжки, полученной разложением минерализованной массы (14,60 % Р2О5) и фосфоритовой муки (17,09 % Р2О5) соляной кислотой, получен удобрительный преципитат состава 23,21-23,69 % Р2О5 и 25,07-27,22 % Р2О5, соответственно [1-4]. Основным сдерживающим фактором в реализации промышленного производства удобрительного преципитата со-лянокислотным способом является утилизация хлорида кальция, образующегося в процессе переработки.
Одним из эффективных способов производства минеральных удобрений является их производство без отходов. Это приводит к значительному снижению стоимости ряда процессов при производстве удобрений. Это также повышает эффективность доставки питательных веществ потребителю при низких затратах, также позволяет эффективно использовать соединения кальция, которые образуются как отходы. Поэтому мы стремимся создать научную базу для производства азотно-фосфорных и азотно-фосфорно-калийных удобрений на основе безотходной технологии. Для этого проведен анализ разложения и фильтрации термоконцентрата из Центрального Кызылкумского фосфорита в соляной кислоте.
Объекты и методы исследавания. Лабораторные эксперименты проводились на лабораторной установке, состоящем из стеклянного трубчатого реактора, оборудованного винтовым смесителем с электродвигателем. Для проведения лабораторных работ выбрали мытого обоженного фос-фоконцентрата Центрального Кызылкума (МОФК) (состав: Р2О5 - 25,71%; СаО - 55,68%; СО2 - 2,83%; MgO - 1,19%; R2Oз - 3,79%; SОз - 5,01%), и их было обработано 31,4%ной соляной кислотой в течение 12 часов с неполными стехиометрическими нормами. Норму соляной кислоты - 45-75% от стехиометрии рассчитывали на разложение фосфатных, карбонатных минералов и свободного кальция до образования монокальцийфосфата и хлорида кальция. Взаимодействие МОФК с кислотой происходило в «твердофазном режиме» без пенообразования. Температура процесса по нормами соляной кислоты варьируются 6585 оС. Хлорид кальция, содержащийся в полученной солянофосфорнокислотной пулпе, нейтрализовали газообразным аммиаком до рН 5,0-5,5, чтобы предотвратить потерю оксида фосфора во время фильтрации.
Нейтрализованную солянофосфорнокислотную пулпу фильтровали в соотношении 1:1 воды к экстракту хлорида кальция. Фильтрат, полученный во время первого процесса фильтрации, используется в качестве сырья для получения дефолиантов. После
второй фильтрации фосфоконцентрат высушивали. Проведен химический анализ
солянофосфорнокислотной пульпы, полученной из лабораторных исследований, на содержание влажных и высушенных фосфоконцентратов, полученных после фильтрации 1 и 2. Определили Р2O5 (общий, усвояемый и водорастворимый) всех полученных продуктов фотоколориметром КФК-3 фотометрическим методом в желтом фосфорванадиймолибденовом комплексе на длине волны X = 440 нм [5].
Содержание азота определяли по методу Кьельдаля перегонки и хлораминовыми методами [6]. Все формы кальция были обнаружены комплексометрическими методами путем титрования трилоном-Б в присутствии флюорексона или хромового синего [7]. Хлор был определен методом Мора [8]. Фильтрацию
солянофосфорнокислотной пульпы, разбавленной водой, проводили на вакуумном насосе КSL-252.
Результаты исследований и обсуждение: После обработки сожженного фосфоконцентрата соляной кислотой образуются частично монокальцийфосфат и дикальцийфосфаты по следующими реакциями:
2Са 5 Е (Р04)3 +14 НС1 = = 3Са (Н2 Р04 )2 + 7СаС12 + 2 НЕ (1) 2Са 5 Е (Р04)3 + 8НС1 = = 6СаНРО 4 + 4СаС12 + 2НЕ (2)
В результате нейтрализации аммиаком среди Са(Н2Р04)2, СаС12 и ЫН3 происходит следующая реакция:
Са (Н2 Р04)2 + СаС12 + + 2Ж3 ^ 2СаНР04 + 2Ж4С1
(3)
В результате третьей реакции количество фосфора, потерянного в процессе фильтрации, резко снижается.
Анализ химического состава 1-фильтрата, полученного в процессе фильтрации показал, что при норме кислоты 45% содержание хлорида кальция составляло 18,88%, с увеличением нормы кислоты от 55 до 75% содержания хлорида кальция увеличивается 1,06-1,16 раз соответственно. При норме кислоты 75%, солянофосфорнокислотная пульпа имеет высокое содержание хлорида кальция, когда ее фильтруется в фильтрате концентрация хлорида кальция, а в фосфоконцентрате концентрация фосфора будеть высокая (таблица 1.).
Таблица 1.
Химический состав фильтрата, полученного фильтрацией солянофосфорнокислотной пульпы, %
Норма кислоты СаО CI- СаО Н2О
1-фильтрат
45 9,52 12,07 18,88 81,12
55 10,11 12,81 20,03 79,97
65 10,59 13,43 20,99 79,01
75 11,04 13,99 21,88 78,12
2-фильтрат
45 2,37 3,00 4,69 95,31
55 2,33 2,96 4,62 95,38
65 2,43 3,08 4,81 95,19
75 2,49 3,15 4,93 95,07
Как видно из результатов (таблица 2), когда содержание кислоты составляет 45%, содержание общего фосфора 14,33%, общего кальция 31,04%, из них 54,63 % в виде усвояемой форме. Изучены увеличение усвояемую форму фосфора и кальция на 1,09-1,20 и 1,10-1,25 раза в зависимости увеличении стехиометрической нормы соляной кислоты от 55 по 75% соответственно.
При промывке солянофосфорнокислотной пульпы водой в соотношении 1:1 с удалением хлористого кальция резко уменшилось содержания хлора на сухой массе. Например, при 75 % стехиометрической норме, содержание хлора в солянофосфорнокислотной пульпе составляет 18,77%. 5,35 раз после первой промывки, после
второй промывки содержание хлора была уменьшена в 58,65 раза по сравнению с пульпой.
Влажный фосфоконцентрат, полученного 2-промывного от хлорида кальция высушивали. Высушенный фосфоконцентрат используется в качестве сырья для производства различных питательных веществ: азотно-фосфорных, азотно-фосфорно-калийных и микроэлементных удобрений. При норме кислоты 45% содержание общего и усвояемых форм фосфора в фосфоконцентрате составляет 33,07% и 16,20% соответственно, а кальция - 45,43% и 12,94% соответственно. При повышении нормы с 55 до 75% усвояемые формы фосфора и кальция возрастают в 1,25-1,86 и 1,24-1,80 раза соответственно.
Таблица 2.
Химический состав солянофосфорнокислотной пульпы, влажного и сухого фосфоконцентрата, %
Норма кислоты N P2O5 CaO Н2О CI-
общ. усв. Вод.раствор. общ. усв. Вод.раствор.
солянофосфорнокислотной пульпы
45 0,28 14,33 7,02 - 31,04 16,96 11,42 35,23 14,48
55 0,4 13,01 7,67 - 28,17 18,73 12,67 38,07 16,07
65 0,55 11,94 8,24 0,36 25,79 20,10 13,89 41,20 17,43
75 0,62 10,75 8,49 0,54 23,29 21,29 15,02 43,83 18,77
После 1-промывки (в 100 мл воды)
45 0,451 23,1 11,32 - 34,11 11,41 2,49 27,26 3,155
55 0,73 24,01 14,16 - 31,06 13,63 2,46 27,17 3,12
65 1,18 25,62 17,68 0,77 28,47 16,26 2,93 27,08 3,33
75 1,56 27,07 21,38 1,35 24,11 19,10 3,30 27 3,51
После 2-промывки (в 100 мл воды)
45 0,47 24,3 11,91 - 33,39 9,51 0,12 27,01 0,15
55 0,78 25,26 14,90 - 30,22 11,88 0,13 26,86 0,16
65 1,25 27,1 18,70 0,81 27,53 14,62 0,51 26,46 0,24
75 1,66 28,8 22,75 1,44 22,97 17,63 0,82 25,99 0,32
Сухой фосфоконцентрат
45 0,65 33,07 16,20 - 45,43 12,94 0,16 0,68 0,20
55 1,04 34,31 20,24 - 41,04 16,13 0,17 0,67 0,21
65 1,67 36,36 25,08 1,09 36,93 19,61 0,68 1,34 0,32
75 2,2 38,14 30,13 1,91 30,43 23,34 1,08 1,98 0,42
Когда солянофосфорнокислотную пульпу содержание фосфора в фосфоконцентрате
дважды промывают водой и сушат, общее увеличивается от 2,3 до 3,54 раза, количества общего
кальция от 1,3 до 1,46 раза в сравнении солянофосфорнокислотной пульпой.
Увеличение общего кальция меньше чем фосфора, это объясняется часть кальция вымывается водой в форме хлорида кальция.
Заключение. Фосфоконцентрат, полученный разложением соляной кислотой МОФК путем очистки методом двукратной промывкой водой
февраль, 2020 г.
соотношением 1:1 можно использовать как минеральное удобрение, а также вторичное сырье для получение комплексных удобрений. Для решение проблемы получение дефолианта, конечно, 1-фильтрат, считается экономически эффективным вторичным сырьем и со стороны экологии в виде безотходной технологии решено утилизации отходов промыщленности.
Список литературы:
1. Султонов Б.Э., Сапаров А.А., Намазов Ш.С. Азотнокислотное получение преципитата на основе минерализо-
ванной массы из фосфоритов Центральных Кызылкумов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2018. № 11(56). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/6629 (дата обращения: 03.01.2020).
2. Получение преципитата на основе мытого обожженного фосфоритового концен- трата // Universum: Техниче-
ские науки: электрон. научн. журн. Шамуратова М.Р. [и др.]. 2017. № 7(40). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/5007
3. Султонов Б.Э., Намазов Ш.С., Закиров Б.С. Солянокислотное получение преципитата на основе минерализованной массы из фосфоритов Центральных Кызылкумов. // Горный вестник Узбекистана, Научно -технический и производственный журнал. Навоий., 2015. №1, С.99-101.
4. Султонов Б.Э., Сейтназаров А.Р., Намазов Ш.С., Реймов А.М. Солянокислотная переработка высококарбонатной фосфоритовой муки Центральных Кызылкумов на удобрительный преципитат. // Химическая промышленность, Санкт-Петербург, 2015, №4, С.163-168.
5. ГОСТ 20851.2.75. Методы определения содержания фосфора. -М.: Изд. стандартов, 1983.- 22 с.
6. ГОСТ 30181.4-94 Методы определения суммарной массовой доли азота, содержащегося в сложных удобрениях и селитрах в аммонийной и нитратной формах (метод деварда).//Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации - Минск: - 1996. -7 с.
7. Винник М.М., Ербакова Л.И., Зайцев Г.И.. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных
удобрений, кормовых фосфатов / М.: Химия, 1975.- 218 с.
8. Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. - М.: Химия, 1975. - 224 с.
