9.2.2. Основы технологии фосфорных удобрений
К фосфорным удобрениям относятся природные фосфаты и продукты их переработки. В отличие от других видов минеральных удобрений, фосфорные обладают разной растворимостью, по которой подразделяются на водорастворимые (группа I); растворимые в органических кислотах или усвояемые (группа II); нерастворимые или растворимые только в сильных минеральных кислотах (группа III). По содержанию питательного элемента фосфорные удобрения бывают концентрированные (более 30 % Р2О5) и неконцентрированные (менее 30 % Р2О5).
Методы переработки фосфатного сырья существенно зависят от состава руды и могут быть механическими и химическими.
Механической обработкой (измельчением) получают простейшее фосфорное удобрение — фосфоритную муку.
Задачей химической переработки природных фосфатов в фосфорные удобрения является превращение исходного фосфорсодержащего сырья в такие соединения фосфора, которые легко усваиваются растениями и являются высококонцентрированными, т.е. в их состав входит максимально возможное количество Р2О5 в усвояемой форме при минимальном содержании балласта и вредных примесей.
Важнейшими фосфорными удобрениями являются простой и двойной суперфосфаты, которые выпускаются в виде порошка или гранул.
Простой суперфосфат получают камерным методом при разложении природных фосфатов (апатитового концентрата или фосфоритной муки) серной кислотой.
Основными стадиями производства простого суперфосфата являются (рис. 9.3):
смешение апатитового концентрата или фосфоритной муки с серной кислотой;
разложение сырья при химическом взаимодействии исходных компонентов с образованием суперфосфата и фосфогипса;
отверждение получаемой суспензии в суперфосфатной камере;
дозревание суперфосфата на складе дообработки;
дробление простого суперфосфата;
грохочение (отделение крупных и мелких фракций);
гранулирование простого суперфосфата.
237
Существенными недостатками технологии производства простого суперфосфата являются образование побочных продуктов — фосфогипса (CaSO4) и выделение на всех стадиях производства очень токсичного газообразного фтористого водорода (HF). При этом содержание Р2О5 в простом суперфосфате не превышает 20 %.
Двойной суперфосфат является более концентрированным удобрением, чем простой. Его получают путем разложения природных фосфатов фосфорной кислотой. Производство двойного суперфосфата осуществляется двумя методами: камерным (по схеме получения простого суперфосфата) и поточным (бескамерным).
К недостаткам камерного способа относятся длительное складское дозревание продукта, сопровождающееся неорганизованными выделениями вредных фтористых соединений в атмосферу, и необходимость применения концентрированной фосфорной кислоты, содержащей 50—55 % Р2О5.
Основными стадиями производства двойного суперфосфата поточным методом являются (рис. 9.4):
смешение апатитового концентрата или фосфоритной муки с 32 %-ной фосфорной кислотой;
разложение фосфатного сырья (процесс протекает 0,5—1 ч при температуре 95 °С) в реакторе-смесителе с образованием пульпы готового продукта;
сушка в распылительной сушилке и получение порошкообразного удобрения;
гранулирование части порошкообразного суперфосфата в грануляторе-смесителе;
сушка гранул в барабанной сушилке;
рассев гранул на грохоте и получение товарной фракции двойного суперфосфата (размеры частиц — 1—4 мм).
238
После рассева гранул суперфосфата на грохоте крупная фракция (размер частиц — 4 мм и более) измельчается на молотковой дробилке и снова поступает на грохот, а мелкая, называемая ретуром (размер частиц — 1 мм и менее), возвращается в гранулятор-смеситель.
В себестоимости производства суперфосфата наибольшая доля затрат (93—96 %) приходится на стоимость сырья, при этом себестоимость гранулированного двойного суперфосфата выше, чем порошкообразного. Однако гранулирование способствует значительному улучшению качества и агрохимических свойств удобрений. Себестоимость двойного суперфосфата на 10—13 % выше, чем простого, но это увеличение компенсируется экономией труда при его транспортировке и внесении в почву.