Международный
научный журнал

Исследование процесса получения кормового дикальцийфосфата из фосфоритов Центральных Кызылкумов


Research of process of reception feed dicalciumphosphate from phosphorites of Central Kyzylkum

Цитировать:
Исследование процесса получения кормового дикальцийфосфата из фосфоритов Центральных Кызылкумов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Меликулова Г.Э. [и др.]. 2018. № 6(51). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/6037 (дата обращения: 18.07.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

В статье показано, что путем конверсии растворов кормового фосфата аммония из фосфоритов Центральных Кызылкумов нитратом кальция можно получить безводный кормовой дикальцийфосфат. Для этого лучше конверсию проводить при температуре 70 °С, в две ступени, подавая на первой ступени 50-75% нитрата кальция, а на второй – оставшееся количество, при соотношении СаО:Р2О5 0,79:1, рН среды не менее 5, и постоянном перемешивании.

Подача нитрата кальция на первой ступени 50-75% от необходимой нормы повышает скорость фильтрации с 3200 кг/м2 ч до 5200 кг/м2 ч за счет образования более крупных кристаллов дикальцийфосфата.

Повышение рН с 4,07 до 5,50 способствует повышению выхода дикальцийфосфата с 84,60% до 99,13%.

Показано, что жидкая фаза после отделения дикальцийфосфата содержит 8,67-9,68% азота и может быть использована для получения жидких азотных удобрений.

ABSTRACT

In article it is shown, that by conversion of solutions of feed phosphate ammonium from phosphorites of Central Kyzylkum calcium nitrate it is possible to receive waterless feed dicalciumphosphate. It is for this purpose better to spend conversion at temperature 70°С, in two steps, submitting on the first step of 50-75% of calcium nitrate, and on the second - the remained quantity, at ratio СаО:Р2О5 0,79:1, рН environments not less than 5, and constant hashing.

Giving of calcium nitrate at the first step of 50-75% from necessary norm raises speed of filtration about 3200 kg/m2 hour to 5200 kg/m2 hour at the expense of formation of larger crystals of dicalciumphosphate.

Increase рН from 4,07 to 5,50 promotes exit increase dicalciumphosphate from 84,60 % to 99,13 %.

It is shown, that the liquid phase after branch dicalciumphosphate contains 8,67-9,68 % of nitrogen and can be used for reception of liquid nitric fertilizers.

 

Ключевые слова: кормовой моноаммонийфосфат, нитрат кальция, конверсия, дикальцийфосфат, скорость фильтрации, норма, выход продукта.

Keywords: feed monoammoniumphosphate, calcium nitrate, conversion, dicalciumphosphate, speed of filtration, norm, product output.

 

В жизнедеятельности всех живых организмов и растительного мира наряду с углеродом, водородом и кислородом важная роль принадлежит фосфору и его соединениям [3;12]. Фосфор занимает особое место среди химических элементов. Он входит в состав многих минералов, прежде всего, фосфатов кальция. В живой природе образует фосфорорганические соединения, которые служат носителями реакций высоких энергий, обеспечивающих жизнедеятельность живых организмов. Фосфор является важнейшей составляющей кормовых рационов домашнего скота, птицы, рыб [2;4;10]. Он входит в состав нуклеиновых кислот, фосфатов, фосфопротеинов и других соединений, является необходимым компонентом для построения костной ткани. Недостаток фосфора в рационах сельскохозяйственных животных снижает мясную и молочную продуктивность, приводит к возникновению костных заболеваний и нарушению функций воспроизводства. Для устранения дефицита фосфора в организме животных применяют минеральные кормовые добавки, которые вводят для улучшения качества рационов кормов. Биологическая усвояемость фосфора из кормовых фосфатов кальция – монокальцийфосфата, дикальцийфосфата, трикальцийфосфата составляет не менее 80%.

В настоящее время мировое потребление кормовых фосфатов кальция составляет более шести миллионов тонн в год и продолжает ежегодно увеличиваться. Фосфаты кальция производятся в порошкообразном и гранулированном виде, причем доля гранулированной продукции постоянно увеличивается и уже перевалила за 70% [9]. Это связано с применением их при получении премиксов и комбикормов. Потребность Узбекистана в кормовых добавках превышает 70 тыс. тонн в год и также продолжает повышаться.

Производство фосфатов кальция базируется на фосфорной кислоте как исходном сырье. Причем эта кислота может быть, как термическая, так и очищенная экстракционная. Экономически более целесообразным представляется получение фосфатов кальция кормовой и более высокой чистоты из экстракционной фосфорной кислоты [1;5;11].

В Республике производства термической и очищенной экстракционной фосфорной кислот отсутствует. Поэтому исследования, направленные на получение кормовых фосфатов кальция из экстракционной фосфорной кислоты на основе фосфоритов Центральных Кызылкумов являются актуальными.

Постановка исследования. Для исследования использовали кормовой фосфат аммония, выпускаемый на АО «Аммофос-Максам» из фосфоритов Центральных Кызылкумов по TSh 6.6-28:2011, содержащий не менее 55,0% Р2О5 и фтора не более 0,25%, нитрат кальция, полученный в лабораторных условия из известняка и азотной кислоты с концентрацией 50% нитрата кальция [8]. Опыты проводили в стеклянном реакторе, снабженном механической мешалкой и помещенным в термостат. Анализ исходных промежуточных и конечных продуктов проводили известными методами химического анализа [6;7;13].

Результаты и обсуждение. Дикальцийфосфат получали конверсией 30% раствора фосфата аммония, полученного из кормового моноаммонийфосфата растворением в воде и отделением нерастворимого остатке, 50% растворам нитрата кальция, при температуре 70 °С, массовом соотношением СаО, Р2О5 равном 0,79:1 и аммонизацией до рН 5 и выше. Полученные результаты приведены в таблице 1.

 Таблица 1.

Влияние рНна химический состав и выход дикальцийфосфата

рН

Состав твердой фазы, масс. %

Выход ДКФ, %

Р2О5

CaO

MgO

SO42-

F

1

4,07

52,03

40,92

0,22

0,33

0,008

84,60

2

4,53

51,99

40,88

0,23

0,34

0,007

92,20

3

5,05

51,97

40,80

0,28

0,35

0,006

96,97

4

5,50

51,97

40,64

0,40

0,37

0,005

99,13

5

5,82

51,97

40,44

0,59

0,46

0,004

100,0

6

6,21

51,91

40,29

0,70

0,49

0,003

100,0

7

6,55

51,90

40,26

0,73

0,50

0,002

100,0

8

7,04

51,89

40,25

0,75

0,55

0,001

100,0

 

Полученные данные свидетельствуют, что из очищенных фосфорнокислых растворов аммония после введения в них раствора нитрата кальция получаются хорошо фильтруемые образцы кормового дикальцийфосфата, содержащие в зависимости от рН 51,89-51,97% Р2О5, 40,08-40,25% СаО, 0,001-0,006% F и незначительные количества окиси магния и сульфат ионов. Химический анализ показал, что продукт в основном состоит из безводного дикальцийфосфата и окклюдированных следов нитрата аммония.

В таблице 2 приведены составы жидкой фазы после отделения дикальцийфосфата.

Как видно из таблицы в жидкой фазе сохраняется Р2О5 только до рН 5,82. Содержание аммонийного азота составляет 3,57-4,67%, нитратного чуть больше от 3,67 до 5,01%. С повышением рН содержание кальция в жидкой фазе увеличивается, а магния и сульфат ионов уменьшается. Жидкая фаза практически представлена нитратом аммония.

 Таблица 2.

Влияние рН на химический состав жидкой фазы

рН

Состав жидкой фазы, масс. %

Р2О5

CaO

MgO

SO42-

NNН4

NNО3

1

5,05

0,395

0,321

0,194

0,135

3,57

3,67

2

5,50

0,112

0,351

0,173

0,127

3,73

3,95

3

5,82

0,0

0,374

0,166

0,122

4,20

4,47

4

6,21

0,0

0,422

0,165

0,122

4,31

4,60

5

6,55

0,0

0,469

0,165

0,122

4,45

4,77

6

7,04

0,0

0,509

0,165

0,122

4,67

5,01

 

Промывные воды содержат соли кальция, магния, аммония и практически отсутствуют сульфаты и Р2О5 (табл. 3).Содержание нитратного азота составляет 0,68-0,92%, а аммонийного 0,51-0,84%.

Таблица 3.

Химический состав промывных вод

рН

Состав промывка, масс. %

CaO

MgO

SO42-

NNН4

NNО3

1

5,05

0,240

0,068

0,0

0,51

0,68

2

5,50

0,126

0,064

0,0

0,68

0,79

3

5,82

0,118

0,052

0,0

0,74

0,83

4

6,21

0,114

0,040

0,0

0,78

0,87

5

6,55

0,110

0,040

0,0

0,81

0,89

6

7,04

0,104

0,040

0,0

0,84

0,92

 

Для получения крупных, хорошо фильтрующихся кристаллов дикальцийфосфата использовали двухступенчатое осаждения фосфатов кальция из аммофоосфатных растворов с рН 4,55, содержащих -15,69% Р2О5 и 0,43% СаО.

Аммофосфатные растворы смешивали при температуре 70 ºС с 50% раствором нитрата кальция, имеющим рН 5, при массовом соотношении СаО:Р2О5 (0,4, 0,6 и 0,79):1 и аммонизировали до рН 5. После перемешивания в течении 30 минут пульпу разделяли фильтрованием. Осадок промывали трехкратным по массе количеством воды, сушили и определяли содержание основных компонентов. Полученные результаты приведены в таблице 4.

 Таблица 4.

Влияние соотношения СаО:Р2О5 на состав твердой фазы и съем осадка при рН 5

СаО÷Р2О5

Норма Са(NО3)2,

%

Состав твердой фазы, масс.%

Cъем осадка,

кг/м2·ч

Р2О5

СаО

1

(0,40+0,39):1

50 + 50

51,98

40,07

5200

2

(0,60+0,19):1

75 + 25

51,97

40,06

5100

3

0,79:1

100

51,97

40,07

3200

 

Данные таблицы подтверждают, что двухступенчатое осаждение позволяет получить более крупные, хорошо фильтрующиеся кристаллы. Так съем осадка при смешении компонентов при 0,40:1 и 0,60:1 и последующем введении оставшегося количества нитрата кальция до соотношения СаО:Р2О5 = 0,79:1 составляет 5100-5200 кг/м2.ч, то при одно ступенчатом осаждении съем осадка составляет 3200 кг/м2.ч, что указывает на снижение фильтрующей способности образующегося осадка.

Состав, получаемого дикальцийфосфата соответствует безводному продукту и содержит 60,1-60,7% влаги. Содержания фтора не превышает 0,01%.

Таким образом, проведенные исследования показали возможность получения кормового дикальцийфосфата из фосфоритов Центральных Кызылкумов путем конверсии кормового моноаммонийфосфата нитратом кальция. Для получения хорошо фильтрующихся кристаллов необходимо процесс конверсии проводить в два ступени с подачей 50-75% нитрата кальция на первой ступени и остальное количество на второй ступени. При этом, получаемый дикальцийфосфат содержит 51,97% Р2О5, 40-44% СаО и менее 0,01% фтора. Выход продукта 100% по Р2О5.

 

Список литературы:
1. Авт. свид. № 823367 (SU). Способ получения кормового преципитата. Теплов Ю.А., Олифсон А.Л., Понома-рев В.Ф., Максименко Н.Ф. 1981 Бюл. № 15.
2. Белоконь Л.М., Богданова Н.С., Михалева Т.К., Дохолова Л.Д. Тенденции развития производства кормово-го дикальцийфосфата и комплексных минеральных добавок для животноводства на его основе. Промыш-ленность по производству минеральных удобрений. Серия: Минеральные удобрения и серная кислота. Об-зорная информация. НИИТЭХИМ. 1987. 38 с.
3. Ван Везер Дж. Фосфор и его соединения. - М.: 1962. т-1. 687 с.
4. Дегтярев В. Эффективность монокальцийфосфата при кормлении животных. Молочное и мясное скотовод-ство. 2003. № 2. С. 7-10.
5. Дмитревекий Б.А., Ярош Е.Б., Максименко Н.Ф., Якушева Р.И. Получение чистых фосфатов кальция из экс-тракционных фосфорсодержащих растворов. Тезисы докладов XV Всесоюзной конференции по химиче-ской технологии неорганических веществ. - Казань. 1991. С. 116-117.
6. Кельман Ф.Н., Бруцкус Е.Б., Ошерович Р.И. Методы анализа при контроле производства серной кислоты и фосфорных удобрений. – М.: Госхимиздат, 1982. 352 с.
7. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов // М.М. Винник, Л.Н. Урбанов и др. - М.: Химия. 1975. 218 с.
8. О’z DSt 1825:2014. Фосфоритная продукция Ташкура. Общие технические условия. Ташкент. 2014. 7 с.
9. Прогноз Kemira Animal Nutrition на рынке кормовых фосфатов до 2015 года.
10. Справочник по кормлению сельскохозяйственных животных. - М.: Россельмаш. 1983. С. 69-78.
11. Теплов Ю.А., Олифсон А.Л., Максименко Н.Ф., Бобрик В.М. и др. Получение кормового преципитата из экс-тракционной фосфорной кислоты. - Журн. хим. пром. 1981. № 8. С. 22-24.
12. Фосфор – «элемент жизни», его возрастающая роль для человечества // Фосфаты на рубеже ХХI века. - Москва, Алматы, Жанатас. 2006. 201 с.
13. Шварценбах Х.Г., Флашка Г. Комплексометрическое титрование. М.: Химия. 1970. 360 с.

 

Информация об авторах:

Меликулова Гавхар Эшбоевна Melikulova Gavkhar

Старший преподаватель Ташкентского химико- технологического института , 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Навои, 32

Senior lecturer of Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi st., 32


Исаков Аброр Фахриддинович Abror Isakov

ассистент Ташкентского университета информационных технологий имени Мухамада ал-Хоразмий, 1000100, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. А. Темура, 108

assistant of Tashkent university of information technologies of name Mukhamed al-Khorazmiy, 1000100, Republic of Uzbekistan, Tashkent, A. Temur st., 108


Усманов Ильхам Икрамович Usmanov Ilkham

старший научный сотрудник Ташкентского химико-технологического института 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, улица Навои, 32

senior scientific researcher of Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi str., 32


Мирзакулов Холтура Чориевич Mirzakulov Kholtura

профессор Ташкентского химико-технологического института, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Навои, 32

Professor of Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi st., 32


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5122

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66236 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в: 

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

 

OpenAirediscovery

CiteFactor

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.