СУЛЬФАТ И АЗОТНОКИСЛОТНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ФОСФОРИТОВ

АННОТАЦИЯ

Разложение фосфоритов в серной и азотной кислотах позволяет комплексно использовать компоненты фосфорита. Основное преимущество обработки азотной кислотой состоит в том, что не только химическая энергия используется для разложения фосфоритов азотной кислоты, но и анионов NO3. В виде питательных веществ они остаются в составе комплексного удобрения. Суть интенсивной технологии заключается в использовании неполной стехиометрической нормы азотной кислоты для разложения Кызылкумских фосфоритов, содержащих 17,72 % Р₂О₅

ABSTRACT

The decomposition of phosphorites in sulfuric and nitric acids allows the complex use of phosphorite components. The main advantage of treatment with nitric acid is that not only chemical energy is used to decompose nitric acid phosphorites, but also NO3 anions. In the form of nutrients, they remain in the compound fertilizer. The essence of the intensive technology is the use of an incomplete stoichiometric norm of nitric acid for the decomposition of the Kyzylkum phosphorites containing 17.72% P₂O₅

Ключевые слова: азотная кислота, фосмука, сложные удобрения, нейтрализация, фосфорно-азотнокислот-ная пульпа, норма азотной кислоты, нитрат аммония, аммиачная селитра.

Keywords: nitric acid, phosphamic acid, complex fertilizers, neutralization, phosphoric-nitric acid pulp, nitric acid, ammonium nitrate, ammonium nitrate.

Введение: Одним из наиболее эффективных средств, повышающих урожайность сельскохозяйственных культур, является применение минеральных удобрений. Решение этой задачи должно быть осуществлено за счет повышения эффективности удобрений путем изыскания лучших приемов их применения и улучшения физико-химических и товарных свойств, более полного использования, внутренних возможностей химических реагентов с разработкой новых способов производства, усовершенствования и интенсификации существующих производств. Для снижения нормы потребления удобрений сельским хозяйством актуальной является проблема создания и применения новых сложных удобрений на основе Кызылкумских фосфоритов. Серно-азотнокислотный способ разложения фосфатов позволяет получить удобрение, содержащее в своем составе N, P, S, Ca. Применение таких удобрений в сельском хозяйстве способствует обогащению почвы кальцием, серой, улучшению ее структуры, повышению плодородия, особенно на засоленных почвах.

Объекты и методы исследования: Для физико-химического обоснования технологии получения но-вых видов сложных удобрений на основе азотнокис-лотной переработки необогащённой фосфоритной         муки в присутствии нитрата аммония использовали фосфоритную муку Ташкура, содержащей Р₂О₅ 17,72 %, СаО 44,14 %, СО₂ 16,03 %, азотную кислоту ОАО «Максам-Чирчик» с концентрацией 59 % HNO3 и ам-миачную селитру (N 34,4%) ОАО «Фаргонаазот». Норму азотной кислоты рассчитывали на содержание фосфатных и карбонатных минералов фосфорита по стехиометрии

Результаты и их обсуждение: Для научного обоснования технологии получения сложных удобрений изучен процесс разложения необогащенной фосфоритной муки (P₂O₅-17,72%, CaO-44,14%, CO₂-16,03%,) при неполной норме (30-90% на образование монокальцийфосфата) смесью серной (93% H₂SO₄) и азотной кислот (59% HNO₃). Для определения степени разложения фосмуки расчетное количество фосфорита при интенсивном перемешивании в течение 20 мин обрабатывали смесью кислот. Взаимодействие фосфорита с растворами серной и азотной кислот протекает с интенсивным пенообразованием. Степень разложения фосфатного сырья существенно зависит от соотношения серной и азотной кислот. Устойчивая, трудноразрушаемая пена препятствует равномерному перемешиванию фосфорита с кислотными реагентами в объеме пульпы. На основе результатов опыта установлено, что с повышением нормы серной кислоты наблюдается улучшение товарных свойств получаемого продукта, а повышение нормы азотной кислоты приводит к получению мажущейся массы.

Таблица 1.

Химический состав продуктов серно-азотнокислотного разложения необогащенной фосфоритной муки

Для предотвращения пеногашения в процессе разложения предложено двухстадийное разложение высококарбонатного фоссырья. Сущность процесса разложения сырья заключается в том, что сначала фосмуку обрабатывают  концентрированной серной кислотой, а затем ее доразлагают азотной кислотой. Процесс разложения фосфоритной муки серной кислотой протекает бурно и завершается в течение 3-5 мин. За счет выделения большого количества тепла температура реакционной массы поднимается до 60-80⁰С. Оптимальной нормой серной кислоты является 40-60% от стехиометрии, при которой получается технологически более сухой продукт, состоящий в основном из моно и дикальцийфосфатов, безводного полугидрата сульфата кальция и активированного фосфорита. Процесс доразложение фосмуки азотной кислотой происходит в течение 5-7мин.При этом практически не наблюдается пенообразования, т.к. процесс протекает в «твердофазном режиме». Полученное удобрение гранулируют при влажности массы 13-15% Н₂О и сушат, затем классифицируют.

Результаты исследования по определению физико-механических свойств показали, что сложные удобрения имеют удовлетворительные товарные свойства. Химический анализ полученных образцов удобрений показал что, питательные вещества находятся в виде моно- и дикальцийфосфатов, сульфатов и нитратов кальция и активированного фосфорита.

На основании технологических испытаний установлены оптимальные параметры получения новых форм удобрений. Рассчитан материальный баланс и расходные коэффициенты получения удобрения. Предложена оптимальная технологическая схема получения азотно-фосфорного и азотно-фосфорно-калийного удобрения на основе необогащенной фосмуки Ташкура и хлорида калия. Таким образом, при получении фосфорсодержащего удобрения типа суперфосфата дефицитную серную кислоту можно заменить азотной кислотой. Варьируя соотношение кислот и хлорида калия, можно получить удобрение с заданным соотношением питательных компонентов – азота, фосфора и калия

Таблица 2

Аналитическая характеристика сложных удобрений из необогащенной фосмуки, полученных различными способами

Список литературы:

1. Винник М.М., Ербанова Л.Н., Зайцев П.М. и др. // Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов. – М.: Химия. – 1975. – 218 с.
2. Реймов А.М., Эркаев А.У., Намозов Ш.С., Мирзакулов Х.Ч. О процессе разложения фосфоритов Центральных Кызылкумов неполной нормой азотной кислоты. // Узб. хим. журнал. – 2001. № 3. – С. 64– 66.
3. Назирова Р.М., Таджиев С.М., Мирсалимова С.Р., Каримов Д.Д.// Комплексные удобрения на основместного сырья// Научно-методический журнал “Проблемы науки”-2019-№11(47), с.25-28
4. Назирова Р.М., Таджиев С.М., Мирсалимова С.Р., Хамдамова З.// Интенсификация процесса получени комплексных удобрений на основе местного сырья//Научно-методический журнал ”Наука, техника образование” - 2019-№ 9 (62) с.8-12.
5. Назирова Р.М, Таджиев С.М., Мирсалимова С.Р., Худаярова Д.//Интенсивная технология получения NPK удобрений на основе мытого сушёного концентрата Центральных Кызылкумов// Научно-методически журнал ”Проблемы современной науки и образования ” -2019.-№2(135), с.6-11.