Характеристика исходного сырья

Характеристика исходного сырья и получаемого продукта

Сырьем для производства двойного суперфосфата является флотокон­центрат фосфорита, неупаренная фосфорная кислота, получаемая разложением апатита серной кислотой и мел. Флотоконцентрат фосфорита должен удовлетворять требованиям МРТУ 6-12-12-67:

P2O5–не менее 28%; F — не более 2,5%; влажность не более 1,5%; тонина помола — остаток на сите 0,071 — не более 20%. Состав фосфоритного флотоконцентрата (в % вес.) приведен в табл. 2. Таблица 2

P2O5	CaO	Fe2O3	Al2O3	MgO	F	CO2	SiO2	Прочие нерастворимые остатки	Н2O
28,5	44,28	1,22	0,16	2,12	2,21	6,2	7,78	6,31	1,15

Экстракционная фосфорная кислота, применяема для разложения фос­форита, содержит (% вес):

P2O5	CaO	SO3	F	Fe2O3	Al2O3
32,0	0,2	2,0	2,0	0,4	0,3

Мел, соответствующий ГОСТ 1498-64, используемый для нейтрализа­ции свободной фосфорной кислоты, должен содержать не менее 96% СаСО₃ и тонину помола не более 3% остатка на сите 0,2. Двойной суперфосфат, выпускаемый в соответствии с ГОСТ 16306-70, дол­жен удовлетворять требованиям, предъявляемым к продукту 1 сорта марки А: 1) содержание усвояемой P₂O₅ не менее 44%; 2) содержание водорастворимой P₂O₅ не менее 37%; 3) содержание свободной кислоты в пересчете на P₂O₅ не более 5%; 4) содержание влаги не более 5%; 5) гранулометрический состав: содержание гранул размером (в %) от 1 до 4 мм — не менее 90; от 4 до 6 мм — не более 5; менее 1 мм— не более 5. 6) механическая прочность гранул: на истирание — не менее 97 (в %); на раздавливание — не менее 12 (кгс/см). [орехов 16 стр]

Минералогический состав апатитовых и фосфоритных руд Природные фосфорные руды разных месторождений различаются по своим физическим и химическим свойствам в зависимости от минералогического состава, структуры, содержания примесей. Они подразделяются на два основных вила — апатитовые в фосфоритные пуды. Фосфорным веществом в обоих видах сырья являются минералы апатитовой группы с общей формулой ЗМз(РO₄)₂∙ СаХ₂, где М представлен Са²⁺, а Х—фтором, хлором, группой ОН. Кальций, входящий в состав фосфатной части молекулы, может изоморфно замещаться стронцием, редкоземельными элементами, натрием и другими элементами; ион РО₄^3-— нонами SiO₄ ^2- . Помимо минералов апати­товой группы в фосфатных рудах содержатся другие минералы — примеси. Наиболее распространен в природе кальцийфторапатит ЗСа₃(РО₄)₂∙СаF₂ или Са₅(РО₄)₃ F, а также гидроксилапатит ЗСа₃(РО₄)₂∙Са (ОН)₂ или Са₅(РО₄)₃ОH. Гидроксилапатит находится в костях животных. В апатитовых рудах основным фосфорсодержащим минералом является кальцийфторапатит и в небольших количествах — гидроксилапатит и другие формы изоморфного замещеиня. Фторапатит в руде находится в виде полу­прозрачных неправильных кристаллов, слегка окрашенных в зеленый и желто-зеленый цвет. Зерна иногда имеют форму шестигранных призм. Апа­титы состоят из крупных кристаллических частиц, характеризующихся отсутствием полидисперсности и микропористости. Состав химически чистого кальцийфторап атита следующий: 42,23% Р₂О₅, 55,64%СаО, 3,77% фтора. Вследствие частичного изоморфного замещения, природный чистый минерал содержит в среднем 40,7% Р₂О₅ и 2,8—3,4% фтора.

О минералогическом составе фосфатного вещества фосфоритов нет еди­ного мнения. Допускают, что оно состоит из трех фаз, дающих иногда твердые растворы изоморфных смесей: 1) кальций фторапатит (в подавляющем большинстве фосфоритов), 2) карбонат апатит (очень редко), 3) гидроксилапатит (в небольшом количестве в форме изоморфной смеси фторгидроксилапатита). Предполагают также, что фосфатное вещество фосфоритов представлено, кроме фторапатита. франколитом (штаффелитом) и курскитом. Молекулярное строение и свойства последних точно не определены; это объясняется высокой дисперсностью фосфатных минералов фосфоритов и трудностью их получения в чистом виде. По некоторым исследованиям, фосфаты фосфоритных руд образованы изоморфным замещением во фторапатнте части фосфора углеродом с одновременной заменой одного кислорода на OH или F[xСа₁₀Р₆О₂₄F₂ + уСа₁₀Р₅СO₂₃(F, ОН)₃].

минералы	формулы	Р2О5	СаО	СO2	F	СаО/P2О5	СО2/P2О5	F/P2О5
фторапатит	Са10Р6О24F	42,43	55,64	-	3,77	1,32	-	0,09
гидроксилапатит	Са10Р6О24(ОН)2	42,40	55,88	-	-	1,32	-	-
карбонатапатит	Са10Р5СO23(ОН)3	39,97	63,22	4,46	-	1,58	0,12	-
франколит	Са10Р5,2С0,8O23(F)2	37,14	56,46	3,54	3,44	1,52	0,09	0,09
курскит	Са10Р4,8С1,2O22,8(F)2(ОН)1,2	34,52	56,86	5,35	3,85	1,64	0,16	0,11

В таблице приведены формулы и химический состав важнейших минералов, составляющих фосфатное вещество фосфоритов. Фосфориты характеризуются мелкокристаллической структурой, высокой полидисперсностью и пористостью частиц. При этом микроструктуры фосфатного вещества различных фосфоритов весьма разнообразны. Фосфат встречается как в виде коагулировавшего геля, близкого к аморфному, так и в явно кристаллической форме, хотя имеются многочисленные промежуточные группы. На пример, в фосфоритах Каратау преобладают сравнительно крупные и хорошо кристаллизованные частицы с размером 1—2 мк, эстонских кингисеппских фосфоритах — частицы с размером значительно меньшим 1 мк и весьма высокой пористостью. Апатитовые руды, кроме апатита, содержат минералы: нефелин (Nа, К)АlSiО₄∙nSiО₂, пироксены —эгирин NaFe(SiO₃)₂ и дргие, титаномагнетит Fe₃O₄∙FeTiO₃∙TiO₂, ильменит FeTiO₃, сфен СаТiSiО₅, полевые шпаты, черную слюду, эвдиалит. Количество фосфатных минералов в земной коре составляет не больше 0,75%. Около 95% фосфора находится в земной коре виде апатитов, присутствующих почти во всех изверженных породах в чрезвычайно рассеянном состоянии и редко образующих скопления, имеющие промышленное значение. Крупные апатитовые месторождения—магматического прохождения. Имеются гидротермальные образования апатита, т. е. выделившиеся из горячих водных растворов. Апатит образовывался также при контакте магмы с известняками. Месторождения фосфоритов возникли вследствие осаждения фосфатов из морской воды Встречаются также образования фосфоритов, близких к франколиту, связанные с гидротермальными растворами . [позин 2 ч стр 802] Месторождения фосфатных руд находятся практически на всех континентах нашей планеты. Они делятся на экзогенные и эндогенные. К первой группе относятся месторождения, имеющие осадочный характер, образованные в результате выветривания фосфоритоносных пород и апатитов. Эндогенные месторождения имеют магматический характер и представлены карбонатитовыми и апатитовыми рудами. Для последующей переработки фосфатных руд, их сперва обогащают, для чего используются следующие способы: - флотация, которая применяется для обогащения апатитовых руд; - промывка на гротах, для обогащения фосфатитов; - магнитная сепарация; -кальцинирующий обжиг. Для получения термической фосфорной кислоты и фосфора предварительное обогащение обычно не применяется. Наиболее крупные месторождения фосфатных руд находятся в Марокко (примерно 40% всех известных запасов), а также в Китае, Северной Африке, США, Монголии, Иордании, ЮАР, Вьетнаме, Перу и Алжире. Распространены эти руды и на территории бывшего СССР, их запасы оцениваются почти в 11 миллиардов тонн. В последнее время проводится все больше разведывательных геологических исследований по выявлению месторождений фосфатных руд на дне морей и океанов, благодаря чему общее количество известных запасов было увеличено на 12%.[WEB]

2.4 Двойной суперфосфат

Двойной суперфосфат – концентрированное водорастворимое удобрение, получаемое разложением молодого природного фосфата фосфорной кислотой. По внешнему виду это гранулированный продукт серого цвета различных оттенков – от светло-серого, почти белого, до темно-серого, – содержащий некоторое количество жидкой фазы.

Основным компонентом двойного суперфосфата является моногидрат монокальцийфосфата Са(Н₂РО₄)₂∙Н₂О. Монокальцийфосфат – самое концентрированное водорастворимое бесхлорное фосфорно-калийное удобрение с общим содержанием питательных элементов 86%. Высокое содержание фосфора и калия обеспечивает его эффективное использование на почвах с низким уровнем плодородия.

Состав монокальцийфосфата:

1.	Массовая доля усвояемых фосфатов в пересчете на Р2О5, %, не менее	52
2.	Массовая доля калия в пересчета на K2O, %, не менее	34
3.	Массовая доля нерастворимого в воде остатка в пересчете на сухое вещество, %	0,1
4.	Массовая доля воды, %, не более	0,5
5.	Массовая доля хлора, %	0,003

Двойной суперфосфат отличается небольшим содержанием других компо­нентов, образующихся из примесей фосфорной кислоты и природных фосфатов (сульфат кальция, фосфа­ты железа и алюминия, мономагний-фосфат, кремнефториды, а также непрореагировавший фосфат, дикальцийфосфат, свободная фосфор­ная кислота и свободная влага).

Суперфосфат двойной (ГОСТ 16306-80)

Суперфосфат двойной - гранулированное минеральное фосфорное удобрение. Суперфосфат получают разложением апатитового концентрата фосфорной кислотой, удобрение не содержит серы.

Основной состав суперфосфата включает 43% фосфора, в том числе до 6,5 % в форме свободной фосфорной кислоты.

Применение: Удобрение применяется на любых почвах преимущественно для основного внесения, может использоваться для подкормок. Особенно эффективно на щелочных и нейтральных почвах. Дозы внесения двойного суперфосфата при использовании в сельском хозяйстве устанавливаются агрохимической службой с учетом обеспеченности почвы питательными элементами и биологическими особенностями культур.

Двойной суперфосфат обладает хорошими физико-химическими свойствами, широко используется как фосфорный компонент в приготовлении тукосмеси, а также как химическое сырье в промышленности.

Рекомендуемые нормы внесения:

Основное внесение при перекопке почвы осенью или весной - из расчета:

- в открытом грунте 15-20 г/м2 на окультуренных почвах, 25-30 г/м2 - на неокультуренных почвах;

- в парниках и теплицах - 20-25 г/м2;

-при посадке плодово - ягодных и декоративных деревьев и кустарников - 80-200 г на посадочную яму.

Местное внесение: при посеве 2-3 на метр рядка или 0,5-1,0 г в лунку при посадке картофеля и рассады с последующим перемешиванием с землёй.

Транспортировка: Поставляется насыпью или в упакованном виде, любым видом транспорта в полипропиленовых мешках массой 50 кг.

Хранение: в закрытых, сухих и чистых складских помещениях, исключающих попадание атмосферных осадков и грунтовых вод.

Гарантийный срок хранения продукта: 6 месяцев со дня изготовления продукта для сельского хозяйства. Для розничной торговли гарантийный срок

Массовая доля усвояемых фосфатов Р2О5, %	43
Массовая доля свободной кислоты Н3РО4, %	6,5
Массовая доля воды, %	3
Гранулометрический состав:
- менее 1 мм, %	3
- от 1 до 4 мм, %	90
- менее 6 мм, %	100
Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2)	3,0 (30)
Сыпучесть, %	100

[WEB]