CC BY
123
УДК 26.304.44; 547
Артеменко вера григорьевна
кандидат химических наук Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова
влияние концентрации кислоты на процесс сернокислотного разложения фосфоритов кинешемского месторождения
Приведены результаты исследований по определению химического состава и выбору оптимальных условий разложения фосфоритов кинешемского месторождения серной кислотой. Высокое содержание фосфора (около 19%) свидетельствует о возможности использования этого фосфатного сырья для получения фосфоритной муки, удобрений и фосфорной кислоты.
Для определения влияния концентрации серной кислоты процесс разложения фосфоритов проводили 50%, 60%, 75% и 80% Hßü4 и 100% от стехиометрического количества. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что с повышением концентрации кислоты от 50 до 75% содержание P2ü5 в растворе увеличивается более, чем на 2,5%, а при дальнейшем повышении концентрации до 80% - всего на 0,1%.
На основании полученных результатов были рассчитаны основные показатели процесса - коэффициенты разложения фосфорита, извлечения (перехода P2ü5 в раствор), эффективность отмывки фосфогипса и технологический выход. Максимальный выход продукта и извлечения достигается с применением 75-80% раствора Hßü.
Для изучения влияния стехиометрического количества серной кислоты на извлечение фосфора из руды процесс разложения проводили при следующих условиях: концентрация кислоты 75%; температура 80оС; стехиометриче-ское количество кислоты 100, 110 и 120%. По результатам эксперимента были рассчитаны основные показатели процесса и определено оптимальное стехиометрическое количество Hßü4 - 110%.
Таким образом, определена оптимальная концентрация серной кислоты (75%) и стехиометрическое количество (110%) для разложения фосфоритов кинешемского месторождения и сделан вывод о целесообразности их дальнейшего использования.
Ключевые слова: природные фосфориты, сернокислотное разложение, фосфогипс, простой суперфосфат, химический состав фосфоритов.
Фосфатные руды (фосфориты и апатиты) - основное сырьё для производства фосфорсодержащих удобрений. Мировые суммарные запасы фосфора в пересчете на Р2О5 составляют 12,4 млрд. т. Более 90% из них приходится на фосфориты. В связи со значительным уменьшением запасов апатитов Кольского полуострова актуальным вопросом химической технологии является использование низкосортных фосфоритовых концентратов, разработка резервных месторождений фосфатного сырья, в частности кинешемского и андреевского месторождений Ивановской и Костромской областей [1-4].
Для получения удобрений на основе фосфоритов широко используется сернокислотный метод разложения, в основе которого лежит следующая реакция: Са5(Р04^ + 5Н2804 + 10Н2О = =5CaS04.2Н20 + 3Н3Р04 + ОТ При этом разлагаются и другие минералы, входящие в состав сырья. Вредными примесями, обуславливающими потери Р2О5, являются полуторные окислы.
Целью настоящей работы является изучение влияния концентрации и стехиометрического количества серной кислоты на процесс разложения фосфоритов.
Результаты химического анализа фосфоритов кинешемского месторождения после первичного обогащения приведены в таблице 1.
Анализ сырья показал достаточно высокое содержание фосфора, поэтому фосфориты кине-
шемского месторождения можно использовать для получения фосфоритной муки, удобрений и фосфорной кислоты.
Разложение фосфоритов серной кислотой проводили в реакционном сосуде, снабжённом мешалкой и отводом для отбора проб пульпы в течение 2,5 часов. Для поддержания постоянной температуры процесса сосуд подключили к термостату, отрегулированному на заданную температуру. Навеску фосфоритов заливали раствором серной кислоты заданной концентрации и раствором разбавления (16% фосфорная кислота). Для сырья, содержащего большое количество полуторных окислов, какими являются фосфориты кинешемского месторождения, применяют повышенную норму серной кислоты (105-110% от стехиометрического количества).
Таблица 1 химический состав фосфоритов кинешемского месторождения
Компонент Содержание, % масс.
P2O5 18,96
CaO 25,48
MgO 4,91
Fe2O3 7,21
Л12Оз 2,97
CO2 8,42
H2O 2,00
н.о. 17,30
Остальные компоненты 12,75
28
Вестник КГУ им. H.A. Некрасова № 6, 2014
© Артеменко В.Г., 2014
Влияние концентрации кислоты на процесс сернокислотного разложения фосфоритов..
Таблица 2
химический состав жидкой фазы
Концентр ация И2804, % Содержание компонентов в растворе, масс. %
P205 CaO HзPO4 И2804
50 20,67 1,21 28,52 5,72
60 22,15 1,77 30,57 3,90
75 23,10 2,06 31,85 3,40
80 23,20 2,25 32,04 3,11
Рис. 1. График зависимости содержания Р205 в вытяжке от концентрации серной кислоты
2,5 - 0
О П! 1
О 1 Щ 3 1,5 -
а. ф
и 4 0 5 0 6 Концен 0 7 прация Н 0 8 ,Б04, % 0 9
Рис. 2. График зависимости содержания СаО в вытяжке от концентрации серной кислоты
Жидкую фазу анализировали на содержание Р2О5, СаО, MgO, Н3Р04, Н2804, Fe20з, А1203; твердую - на Р2О5, СаО, MgO, SO3, полуторные оксиды.
Полученные данные использовали для расчёта основных показателей процесса - коэффициента разложения фосфата, извлечения Р2О5 в раствор, эффективности отмывки фосфогипса и выхода Р2О5.
Для выбора оптимальной концентрации серной кислоты при разложении использовали 50, 60, 75 и 80% И2804 и 100% от стехиометрического количества. Процесс разложения проводили при температуре 80°С.
Результаты анализа жидкой фазы сведены в таблице 2, по ним построены графики зависимости содержания различных компонентов в кислотной вытяжке от концентрации серной кислоты (рис. 1, 2).
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что с повышением концентрации кислоты от 50 до 75% содержание Р205 в растворе увеличивается более, чем на 2,5%, а при дальнейшем повышении концентрации до 80% увеличивается незначительно - всего на 0,1%.
На основании результатов эксперимента были рассчитаны основные показатели процесса - коэффициенты разложения фосфорита, извлечения (перехода Р205 в раствор), эффективности отмывки фосфогипса и технологического выхода, которые представлены в таблице 3.
Как видно из полученных экспериментальных данных, наибольший выход продукта и максимальное извлечение фосфора достигается с применением 75-80% раствора серной кислоты.
Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова М- № 6, 2014
29
Таблица 3
Основные показатели процесса
Концентрация H2SO4, % масс. Коэффициент разложения Кразл, % Коэффициент извлечения Р2О5, Кизвл, % Коэффициент эффективности отмывки фосфогипса Кэф.отм, % Коэффициент технологического выхода Квых, %
50 86,42 83,06 99,18 82,38
60 89,90 92,01 99,42 91,48
75 91,04 93,91 99,59 93,52
80 91,17 93,67 99,64 93,33
Таблица 4
химический состав жидкой фазы
Количество кислоты от стехиометрии, % Содержание компонентов в растворе, %
P2O5 CaO H3PO4 H2SO4
100 23,1 2,06 31,85 3,4
110 23,76 2,77 32,78 3,28
120 23,94 2,84 33,04 3,02
Таблица 5
Основные показатели процесса
Количество кислоты от стехиометрии, % Коэффициент разложения Кразл, % Коэффициент извлечения Р2О5 Кизвл> % Коэффициент эффективности отмывки фосфогипса Кэф.отм, % Коэффициент технологического выхода Квых, %
100 91,04 93,91 99,59 93,52
110 93,15 96,22 99,64 95,87
120 93,47 96,17 99,69 95,87
94
з- 90,5
g 95 100 105 110 115 120 125
sc Стехи ометри ческое коли чество серной
кислоты, %
Рис. 3. График зависимости коэффициента разложения фосфорита от стехиометрического количества серной кислоты
Для изучения влияния стехиометрического количества серной кислоты на извлечение фосфора из руды процесс разложения проводили при следующих условиях: концентрация кислоты - 75%; 100, 110 и 120% от стехиометрии; температура 80°С.
Результаты анализа жидкой фазы приведены в таблице 4.
Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что с повышением стехиометрического количества серной кислоты повышается содержание фосфора в жидкой фазе.
По результатам химического анализа рассчитаны основные показатели процесса и представлены в таблице 5 и на рис. 3.
Как видно из данных таблицы 5, оптимальное количество серной кислоты составляет 110% от стехиометрии. Дальнейшее повышение нормы кислоты практически не влияет на разложение фосфорита.
Таким образом, был изучен химический состав фосфоритов кинешемского месторождения и определены наиболее оптимальные условия сернокислотного разложения: концентрация серной кислоты - 75%
30
Вестник КГУ им. H.A. Некрасова № 6, 2014
Эпизоотологические особенности паразитарных заболеваний сельскохозяйственных животных..,
и стехиометрическое количество - 110%. Достаточно высокое содержание фосфора делает целесообразным использование этих фосфоритов для получения фосфорной кислоты или удобрений на их основе.
Библиографический список
1. Коршунов В.В. Эффективность использования низкосортного фосфатного сырья в производстве фосфорных удобрений // Химическая промышленность. - 2001. - № 5. - С. 10-17.
2. Левин Б.В., Давыденко В.В. и др. Актуальность и практические шаги по вовлечению низ-
косортного фосфатного сырья в переработку на сложные удобрения // Химическая промышленность сегодня. - 2006. - № 11. - С. 11-18.
3. Мирзакулов Х.Ч. Физико-химические исследования нерастворимой части продуктов разложения фосфоритов Центральных Кызылкумов при неполной норме азотной кислоты // Узбекский химический журнал. - 2006. - № 1. - С. 6-11.
4. Артеменко В.Г. О возможности использования кинешемских фосфоритов для производства фосфорных удобрений // Химическая технология. - 2012. - № 9. - С. 525-527.
УДК 576.89; 636.09
Кузьмичев василий Битальевич
доктор ветеринарных наук Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова
kvtlab @list.ru
Кузьмин Андрей Федорович
кандидат медицинских наук Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова
Михина Наталья Владимировна
кандидат ветеринарных наук Костромская областная ветеринарная лаборатория
kvtlab @list.ru
ЭПИЗООТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПАРАЗИТАРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ В КОСТРОМСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье рассматриваются вопросы изучения эпизоотояогической ситуации паразитарных болезней Костромской области в разрезе районов за период 2011-2013 гг. Проводится оценка распространенности гельминтозов и протозоозов крупного рогатого скота и свиней за установленный период.
В последние годы в Российской Федерации достигнуты значительные успехи в терапии и профилактике инвазионных болезней. Однако ущерб, наносимый животным гельминтозами и протозоозами, продолжает оставаться значительным, так как нередко они вызывают в организме животных ассоциативные инвазионные болезни. В ходе исследований установлено, что на территории города Костромы и Костромской области регистрируются следующие гельминтозы и протозоозы крупного рогатого скота и свиней.
У крупного рогатого скота встречаются нематодозы - диктиокаулез, стронгилятозы, нематодироз, неоаскаридоз; трематодозы - фасциолез, парамфистоматоз, дикроцелиоз; цестодозы - мониезиоз, из протозоозов - сар-коцистоз. У свиней регистрируются только нематодозы - трихоцефалез, аскаридоз и протозооз - саркоцистоз.
Таким образом, авторами установлено, что на территории районов Костромской области среди животных регистрируются гельминтозы и протозойные болезни. В целом за период исследования (2011-2013 гг.) установлено незначительное снижение количества зараженных животных с 20 до 17,7%. Самыми распространенными являются такие гельминтозы, как фасциолез (5,8-9,8%), мониезиоз (3,6-6,1%) и диктиокаулез(4,8-7,6%), из протозоозов - саркоцистоз крупного рогатого скота (52,7%), преимущественно в Костромском и Солигаличском районах (55,3 и 40,9% соответственно). У свиней Костромской области паразитарные болезни встречаются крайне редко.
Ключевые слова: фасциолез, мониезиоз, диктиокаулез, гельминтозы КРС, протозоозы, саркоцистоз.
В последние годы в Российской Федерации достигнуты значительные успехи в терапии и профилактике инвазионных болезней. Однако ущерб, наносимый животным паразитозами, продолжает оставаться значительным [3, с. 176; 1, с. 30-31; 5, с. 176].
Высокая концентрация животных на ограниченных площадях, использование пастбищ на низменных, болотистых участках создают оптимальные условия для интенсивного заражения крупного рогатого скота и свиней различными паразитами - фасциолами, мониезиями, стронгиля-тами пищеварительного тракта и др. Нередко они
вызывают в организме животных ассоциативные инвазионные болезни [2, с. 27-49; 4, с. 41].
Целью нашей работы явилось изучение распространения и особенностей эпизоотологии паразитарных болезней крупного рогатого скота и свиней в районах Костромской области в период 2011-2013 годов.
На территории г. Костромы и Костромской области регистрируются следующие гельминтозы и протозоозы крупного рогатого скота и свиней.
У крупного рогатого скота встречаются нематодозы - диктиокаулез, стронгилятозы, нематодироз, неоаскаридоз; трематодозы - фасциолез, парамфи-
© Кузьмичев В.В., Кузьмин А.Ф., Михина Н.В., 2014
Вестник КГУ им. H.A. Некрасова «й- № 6, 2014
31
