Способ химической переработки фосфатного сырья и отходов с получением новых высокоэффективных минеральных удобрений

(51) 05 11/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ получением фосфогипса с содержанием 2 О 5 общ до 1,0 мас., омагниченной очищенной оборотной фосфорной кислоты, которую направляют на первую стадию разложения фоссырья,и омагниченной очищенной продукционной фосфорной кислоты (ЭФК), которую упаривают до 351 мас.Р 2 О 5, а затем ею разлагают фосфатное сырье или фосфорсодержащий отход (рудная фосфоритная мелочь, забалансовое фоссырье, уносы из-под холодных воронок) или фосфоркалийсодержащий отход (коттрельная пыль,пыль после электрофильтров) в количестве 1. 0,1-0,15 т Р 2 О 5 на 1 т Р 2 О 5 фосфорной кислоты,затем полученную обессульфаченную фосфорную кислоту нейтрализуют аммиаком при 4,5-5,0,после чего гранулируют - сушат, получая новое удобрение аммофос улучшенный или аммофос улучшенный калийный с содержанием аммофос улучшенный Р 2 О 5 - 521,0 азот- 121 аммофос калийный Р 2 О 5 - 511,0 зот- 111 К 2 О-2,01. 2. 0,3-0,35 т Р 25 на 1 т 25 фосфорной кислоты,затем полученную фосфорнокислую пульпу ионокальцийфосфата (суперфосфат) нейтрализуют аммиаком при рН 2,0 - 3,0, после чего гранулируют сушат, получая повое удобрение супераммофос или супераммофос калийный с содержанием супераммофос Р 2 О 5 - 511,0 азот- 41 супераммофос калийный Р 2 О 5 - 49,01,0 азот 31 К 2 О - 4,01. Внедрение данного способа позволит увеличить ассортимент выпускаемых удобрений с повышением их эффективности, утилизировать химические отходы, снизить содержание 25 в отходе фосфогипсе до 1,повысить производительность действующей технологической системы производства аммофоса в 1,5 раза.(56) Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты Ленинград. Химия. 1981, с. 2830, 67, 106-110(54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ И ОТХОДОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ НОВЫХ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ(57) Изобретение относится к производству минеральных удобрений и может быть применено в производстве фосфатов аммония (аммофос и др.), а также на вновь построенной технологической системе в соответствии с принципиальной технологической схемой, данной в изобретении. Предлагаемый способ переработки фосфатного сырья позволяет получать новые удобрения на много дешевле, более эффективные и более экологически чистые (содержание фтора в 4 раза ниже), что сделает их более доступными сельскому хозяйству. Сущность способа заключается в следующем Разложение фосфатного сырья ведут серной кислотой в присутствии омагниченного очищенного оборотного раствора фосфорной кислоты,дополнительно содержащего ионы 4 в количестве 1,0-1,5 мас. в трехстадийном сульфатном режиме с содержанием 3 в пульпе 1 я стадия - 10,25 мас. , 2-я стадия - 2,50,5 мас.,3-я стадия 5,50,5 мас., 3 образовавшуюся экстракционную пульпу подвергают воздействию магнитного поля электромагнита постоянного тока или постоянного магнита с напряжением Н 1000 4500 Э (80-360 кА/М), после чего фильтруют с Область техники, к которой относится изобретение. Изобретение относится к производству минеральных удобрений и может быть применено в производстве фосфатов аммония (аммофос и др.), а также на вновь построенной технологической системе в соответствии с принципиальной технологической схемой данной в изобретении. В настоящее время фосфатное сырье перерабатывается в основном 1. Апатит - в аммофос высшего качества (52 Р 2 О 5 и 12 ) и диаммофос (46 25 и 18). 2. Фосфориты Каратау - в аммофос сорта Б (44 Р 2 О 5 и 10 ). При производстве этих удобрений расходуется большое количество серной кислоты и аммиака,образуется крупнотоннажный (до 6,1 т на 1 т Р 2 О 5 продукта), содержащий токсические вещества,отход фосфогипс, который хранится в отвалах,занимающих большие площади земли, и в настоящее время нигде не используется. Особенно большое количество фосфатного сырья, серной кислоты и аммиака расходуется при существующем способе(аналог данного изобретения) химической переработки магнийсодержащих фосфоритов Каратау (Б. А. Копылев Технология экстракционной фосфорной кислоты. Ленинград. Химия 1981 г. стр. 28-30, 67,106-110). Например, степень извлечения Р 2 О 5 из фос. сырья составляет лишь 78-80, что является примером расточительного использования природных богатств страны. Расход серной кислоты, которая в настоящее время в Казахстане является дефицитным продуктом, достигает 3,7 т мнг. и более на 1 т Р 2 О 5 продукта. Технология этого способа также не позволяет утилизировать фосфорсодержащие и фосфоркалийсодержащие отходы электротермической,химической и гидротермической переработок фосфатного сырья- утилизаторов, пыли после электрофильтров и др.). Все это приводит к тому, что получаемое минеральное удобрение аммофос из фоссырья Каратау очень дорогое и характеризуется низкой конкурентоспособностью. Предлагаемый Способ химической переработки фосфатного сырья и отходов с получением новых высокоэффективных минеральных удобрений позволяет значительно устранить недостатки существующего способа. Сущность изобретения. Задача, на решение которой направлено изобретение Разработать способ химической переработки фосфатного сырья и отходов, внедрение которого позволит 1. На той же технологической системе, на которой производят удобрение аммофос получать более эффективные минеральные удобрения, то есть увеличить ассортимент выпускаемой продукции. 2. Утилизировать фосфор и фосфоркалийсодержащие химические отходы. 2 3. Получить отход фосфогипс с содержанием Р 2 О 5 не более 1. Сократить его выход. 4. Повысить производительность действующей технологической системы производства аммофоса в 1,5 раза. Разложение фосфатного сырья ведут серной кислотой в присутствии омагниченного очищенного оборотного раствора фосфорной кислоты,дополнительно содержащего ионы 4 в количестве 1,0-1,5 мас., в трехстадийном сульфатном режиме с содержанием 3 в пульпе 1-я стадия - 10,25 мас., 2-я стадия - 2,50,5 мас., 3-я стадия 5,50,5 мас. образовавшуюся экстракционную пульпу подвергают воздействию магнитного поля электромагнита постоянного тока или постоянного магнита с напряжением Н 1000 4500 Э (80-360 кА/М), после чего фильтруют с получением фосфогипса с содержанием Р 2 О 5 общ до 1,0 мас. омагниченной очищенной оборотной фосфорной кислоты, которую направляют на первую стадию разложения фоссырья и омагниченной очищенной продукционной фосфорной кислоты (ЭФК), которую упаривают до 351 мас. Р 2 О 5, а затем ею разлагают фосфатное сырье или фосфорсодержащий отход (рудная фосфоритная мелочь, забалансовое фоссырье, уносы из-под холодных воронок) или фосфоркалийсодержащий отход (коттрельная пыль,пыль после электрофильтров) в количестве 1. 0,1-0,15 т Р 2 О 5 на 1 т Р 2 О 5 фосфорной кислоты, затем полученную обессульфаченную фосфорную кислоту нейтрализуют аммиаком при рН 4,5 - 5,0, после чего гранулируют - сушат,получая новое удобрение аммофос улучшенный или аммофос улучшенный калийный с содержанием аммофос улучшенный Р 2 О 5 - 521,0 азот 121 аммофос калийный Р 2 О 5 - 511,0 азот 111 К 2 О - 2,01. 2. 0,3 - 0,35 т Р 2 О 5 на 1 т Р 2 О 5 фосфорной кислоты, затем полученную фосфорнокислую пульпу ионокальцийфосфата(суперфосфат) нейтрализуют аммиаком при рН 2,0 - 3,0, после чего гранулируют - сушат, получая новое удобрение супераммофос или супераммофос калийный с содержанием супераммофос 25 511,0 азот 4 супераммофос калийный 25 - 49,01,0 азот- 31 К 2 О - 4,01. Эти удобрения также содержат и все вспомогательные питательные для растений элементы кальций, серу и магний. Так как в этих удобрениях содержится кальций в виде Са(Н 2 РО 4)2,СаНРО 4 и 422, то они являются и химическими мелиорантами,и повышение урожайности сельскохозяйственных культур происходит не только благодаря усвоению растениями питательных элементов, но и за счет улучшения агропроизводственных свойств почвы,то есть за счет повышения ее плодородия. При применении их коэффициент использования растениями питательных элементов выше за счет меньшего вымывания их из почвенного слоя и благодаря положительному влиянию серы на усвоение азота, фосфора и калия растениями (М. П. Шкель Применение серосодержащих удобрений,г. Минск, Урожай, 1979 г., стр. 43). Способ химической переработки фосфатного сырья и отходов с получением новых высокоэффективных минеральных удобрений основан на 1. Специфических свойствах ионов 4 в растворах системы- 25 - 4 - 2 1.1 Присутствие ионов 4 повышает растворимость фоссырья, что улучшает разложение его кислотами. 1.2 Ионы 4 участвуют в разложении фосфорита (в первую очередь доломитной его части СаСО 33) с выделением фтора в твердую фазу в виде фторидов Са,и др. Сначала ион 4 образует с , 4 и 2 6 аммонийные соли 44 2 4 Н 26(4)262 Затем эти соли разлагают СаСО 3 и 3 Например, 3 24 2 (4)23. 1.3 Ионы 4 участвуют в разложении образовавшихся при разложении фосфорита фосфорной - кислотой (оборотным раствором) фосфатов(24)22 4 2 2424. 1.4 Так как в вышеуказанных реакциях образуются (4)2 О 3 и , то протекают реакции аммонийно-карбонатной и аммонийно-фторидной конверсии фосфогипса 422 (4)23(4)24 3. 4 2224(4)242 . Ввиду участия фтористых, фторидных и карбонатных соединений аммония в разложении доломитной части фосфорита, фосфатов примесей и частично в разложении сульфата кальция сокращается расход серной кислоты, снижается содержание фтора и магния в жидкой фазе экстракционной пульпы. 1.5 Ионы 4 повышают растворимость 4 всех форм, так как на первой стадии разложения фоссырья образуется 4 24. Присутствие же в растворах Н 4 Н 2 РО 4 повышает растворимость сульфатов кальция (Копылев Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Ленинград. Химия 1981 г. стр. 53). Это предотвращает образование на зернах фоссырья непроницаемых для кислот пленок, что улучшает его разложение. 1.6 В присутствии ионов 4 в фосфорной кислоте размеры кристаллов сульфата кальция всех форм возрастают примерно в три раза, исчезают кристаллы шламовых размеров (меньше 2 мкм)(Копылев Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Ленинград. Химия 1981 г. стр.63 Кармышов В. Ф. Химическая переработка фосфоритов. Москва. Химия 1983 г. стр. 93-94). Это тоже уменьшает процесс образования непроницаемых для кислот на зернах фоссырья пленок из шламовых кристаллов сульфатов кальция,что интенсифицирует процесс его разложения. 1.7 Ионы стабилизируют дигидрат сульфата кальция 4 3 22 при более высоких температурах (Копылев Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Ленинград. Химия 1981 г. стр. 56). 1.8 Ионы 4 входят в состав аммонийных удобрений и поэтому не будут балластом в продукте. Специфические свойства ионов 4 в растворах системы СаО-Р 2 О 3 - 2 -Н 2 О позволяют значительно нейтрализовать отрицательное влияние на технологические процессы химической переработки фосфатного сырья и отходов в новые высокоэффективные удобрения. Применение ионов аммония 4 для интенсификации ряда химических процессов в технологии способа новизна. 2. Создании 3-й сульфатной стадии при разложении фосфатного сырья - новизна. Высокое содержание 3 на 3-й сульфатной стадии позволяет провести следующие процессы 2.1. Полное превращение 42 О в 4-22, что устранит гипсование фильтрованной ткани фильтров и коммуникаций отделения фильтрации. 2.2. Полное разложение недоразложившейся части фоссырья и фосфатов Са(Н 2 РО 4)2,(2 РО 4)2, 4, 4, (24)3, (24),4 и на основе их плохорастворимые комплексные соединения, например, Н 6(РО 4)3,Н 3(еРО 4)2, а также другие соли до сульфатов и фосфорной кислоты, то есть все соли, находящиеся в жидкой фазе пульпы, перевести в сульфаты. 2.3. Интенсивное дефторирование в газовую фазу в виде 4 ипри разложении кремнефторидов натрия и калия до их сульфатов 262424 42624244 2.4. Снижение растворимости сульфатов,кальция, магния, железа, алюминия и др.,улучшение их кристаллизации и высаливания. Так как в фосфорной кислоте присутствуют 4, 24, и 24, 2(4)3, 2(4)3, 4-22,то растворимость всех сульфатов уменьшается в несколько раз. Например, при содержании в фосфорнокислом растворе 6 24, то есть 5 3 растворимость 4 - 2 самая низкая - 0,26(Копылев Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Ленинград. Химия 1981 г. стр. 51). В присутствии в фосфорнокислых растворах 4 -22 и 4 растворимость обоих сульфатов в несколько раз меньше, чем в отсутствии 4 (Копылев Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Ленинград. Химия 1981 г. стр. 51). Так как в фосфорной кислоте на 3-й стадии есть ионы 4 то при высокой концентрации 3, то есть при высокой концентрации 24, будет присутствовать (4)24. В присутствии же (4)24 растворимость 4-22 в фосфорнокислых растворах уменьшается в 5-7 раз (Копылев Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Ленинград. Химия 1981 г. стр. 53). Следовательно, на 3-й стадии идет интенсивная кристаллизация всех сульфатов и высаливание их,что позволяет очистить экстракционную пульпу от примесей магния, кальция, алюминия, железа и других, а значит повысить содержание 25 и снизить вязкость ее, что интенсифицирует процесс дефторирования в газовую фазу в видеи 4, а также процесс фильтрации ее. 2.5. Резко повысить реакционную активность фосфорной кислоты вследствие интенсивной кристаллизации и высаливания всех сульфатов,особенно сульфата магния. Нейтрализация фосфорной кислоты фосфатами,особенно фосфатами магния, значительно устраняется, а следовательно, резко повышается реакционная активность фосфорной кислоты. 2.6. Снизить вязкость фосфорной кислоты в экстракционной пульпе (В. Ф. Кармышов Химическая переработка фосфоритов Каратау, г. Москва, Химия,1983 г., стр. 270), что значительно интенсифицирует процессы упаривания и дефторирования в газовую фазу экстракционной пульпы. 2.7. Интенсифицировать процесс дефторирования в газовую фазу в видеи 4 при упарке фосфорной кислоты, так как 24 является дефторирующим реагентом(В.Ф. Кармышов Химическая переработка фосфоритов,г. Москва, Химия, 1986 г., стр. 270). 2.8. Интенсифицировать процесс очистки жидкой фазы экстракционной фосфорной пульпы от 4-22, так как 4-22 при содержании О 3-5,5(6-7 24) и в присутствии сульфатов 4, (4)24 и других интенсивно кристаллизуется и высаливается. Это позволит значительно сократить его отложение на стенках аппаратов и коммуникаций на стадии фильтрации экстракционной пульпы. Снижение же забивок основного оборудования и коммуникаций отделения фильтрации гипсом сократит простои, уменьшит трудозатраты на чистку и промывку оборудования, что повысит производительность технологической системы. 2.9. Ликвидировать наличие кремнефторидов натрия и калия, превратив их в сульфаты, что также устранит инкрустацию ими оборудования и коммуникаций, забивку фильтровальной ткани и ликвидирует потери К 2 О с фосфогипсом при утилизации коттрельной пыли и пыли после электрофильтров (отход производства кормовых обесфторенных фосфатов). 2.10. Интенсифицировать процесс сернокислотного разложения фосфатного сырья за счет а) повышения концентрации и реакционной активности оборотной фосфорной кислоты б) устранения локальных пресыщений иона 4-2 так как содержащаяся в оборотной фосфорной кислоте серная кислота равномерно распределяется по всей зоне интенсивного разложения фосфатного сырья. 2.11. Почти полностью устранить потери Р 25 изза а) потерь с фосфогипсом Р 2 О 5 в виде недоразложившейся части фоссырья и выкристаллизованных фосфатов б) изоморфно сокристаллизованной сульфатом кальция Р 2 О 5 в виде 4 В.Ф. Кармышов Химическая переработка фосфоритов,г. Москва, Химия, 1983 г., стр. 94). 2.12. Интенсифицировать фосфорнокислотное разложение фосфатного сырья за счет повышения реакционной активности фосфорной кислоты, ввиду снижения в ней концентрации солей, особенно солей магния. 3. Применении магнитного поля для активации ионов серной и фосфорной кислот, воды и солей для улучшения кристаллизации солей и высаливания - новизна. Магнитная обработка означает, что ведется обработка магнитным полем электромагнита постоянного тока или постоянного магнита (С. С. Душкин.,В.Н. Евстратов Магнитная водоподготовка на химических предприятиях,Москва, Химия, 1986 г., стр. 68). Параметры магнитной обработки Напряжение магнитного поля 1000 - 4500 Э(80 360 кА-м). Длительность обработки (продолжительность воздействия магнитного поля на экстракционную фосфорную пульпу) - 0,3 - 0,5 секунд. Скорость пульпы по трубопроводу - не более 1 м/сек. Магнитная обработка пульпы позволяет 3.1. Интенсифицировать процесс кристаллизации всех солей, находящихся в пульпе,что позволит активизировать образование центров кристаллизации, процесс роста кристаллов, их высаливание из фосфорнокислого раствора, что повысит концентрацию Р 2 О 5 в жидкой фазе пульпы. Положительную роль в усилении этих процессов играют частицы 2 и сульфата железа,содержащиеся в экстракционной пульпе. При воздействии магнитного поля они являются активными кристаллическими затравками. Наличие ионов железа и частиц 2 в пульпе повышает магнитную восприимчивость ее, из-за чего возрастает эффект воздействия магнитного поля (С.С. Душкин., В.Н. Евстратов Магнитная водоподготовка на химических предприятиях,Москва, Химия, 1986 г., стр. 23-52). Большую роль имеет тот факт,что выделяющиеся в твердую фазу кристаллы 4 -2 2 и частицы кремнезема имеют разный знак заряда их поверхностей. Поэтому кристаллы гипса взаимодействуют с частицами кремнезема, за счет чего увеличиваются в размере (Б. А. Копылев,Технология экстракционной фосфорной кислоты,Ленинград, Химия, 1981 г., стр. 25). Под воздействием магнитного поля этот эффект усиливается, что интенсифицирует процесс очистки жидкой фазы пульпы от 2 что очень важно, так как в фосфорите Каратау и отходах большое содержание 2 . Это подтвердилось во время проведения лабораторных научно-исследовательских работ при анализе кристаллов под микроскопом. Было отчетливо видно как кристаллы 4-22 были покрыты мелкими частицами 2. Без обработки пульпы магнитным полем этот эффект отсутствует кристаллы 4-22 в несколько раз меньше и мелкие кристаллы 2 находятся между ними. 3.2. Интенсифицировать процессы фильтрации омагниченной экстракционной фосфорной пульпы,промывки твердого осадка фильтратами и водой за счет а) Образования больших размеров кристаллов 2-22 и взаимодействия их с частицами кремнезема. б) Уменьшения смачиваемости омагниченной фосфорной кислотой или водой твердых поверхностей частиц гипса, кремнезема и других частиц. Под влиянием магнитного поля происходит эффект оттягивания молекулы кислоты или воды от поверхности частиц и они стекают с этой поверхности. (С.С. Душкин., В. Н. Евстратов Магнитная водоподготовка на химических предприятиях, Москва, Химия, 1986 г., стр. 49). 3.3. Повысить реакционную активность омагниченной фосфорной кислоты за счет увеличения подвижности молекул воды, кислоты и их ионови,и Н 24- (С.С. Душкин., В. Н. Евстратов Магнитная водоподготовка на химических предприятиях, Москва, Химия, 1986 г., стр. 38). 4. Упаривании очищенной омагниченной продукционной экстракционной фосфорной кислоты в присутствии серной кислоты до 351 мас. Р 2 О 5 - новизна. Так как омагниченная продукционная экстракционная фосфорная кислота, очищенная от солей, и в ней присутствует большое содержание серной кислоты, являющейся ингибитором вязкости фосфорной кислоты, то есть реагентом, снижающем ее вязкость, то ее можно упарить до 45- 50 2 О 5. Но так как фосфорная кислота, очищенная от солей и омагниченная, то ее реакционная активность высокая и ее достаточно упарить до 351 мас. Р 2 О 5 чтобы потом ею разлагать фосфатное сырье или фосфорсодержащие отходы. Присутствие ионов 4 и серной кислоты в упаренной фосфорной кислоте также интенсифицирует фосфорнокислое разложение фосфатного сырья а) повышает растворимость Са(Н 2 РО 4)2. Поэтому при разложении фосфатного сырья фосфорной кислотой не образуется экранирование зерен фоссырья непроницаемыми для кислоты пленками соли Са(Н 2 РО 4)2. б) Активизирует 25 фосфатного сырья, что улучшает его разложение серной и фосфорной кислотами. Серная кислота интенсифицирует процесс дефторирования в видеи 4 . 5. Разложении фосфатного сырья или отходов очищенной фосфорной кислотой, активизированной магнитным полем, ионами 4 и серной кислотой,5 с концентрацией 351,0 мас., в количестве 0,100,15 т или 0,3-0,35 т Р 2 О 5 на 1 т ЭФК с получением обессульфаченной ЭФК или фосфорнокислой пульпы монокальцийфосфата (суперфосфата) новизна. Коэффициент разложения фоссырья при таких условиях составит 85-90. 6. Нейтрализации полученной обессульфаченной ЭФК при рН 4,5-5 фосфорнокислой пульпы и монокальцийфосфата (суперфосфата) аммиаком при рН 2-3 с последующей сушкой - грануляцией, после чего коэффициент разложения достигает 99-100. В результате этого получают концентрированное удобрение аммофос улучшенный, или аммофос улучшенный калийный, или супераммофос, или супераммофос калийный - новизна. Способ химической Переработки фосфатного сырья и отходов с получением новых высокоэффективных минеральных удобрений осуществляется по следующей технологической схеме (Фиг. 1) Фосфатное сырье подается в бак 1 (поз.1) двухбакового экстрактора. Бак 1 является первой сульфатной стадией разложения фосфатного сырья. Вместо подачи фосфатного сырья подается очищенная от примесей омагниченная оборотная фосфорная кислота после карусельного вакуумфильтра ВКФ-100(поз. 5),в которой предварительно растворяют аммиак. В бак 1 также подается серная кислота с концентрацией 92-94. Технологический режим в баке 1 (поз. 1) - 1-я стадия разложенияпульпы - 85-95 С ЖТ - (2-3) 1 Содержание в жидкой фазе пульпы Р 2 О 5 - 221 3- 10,25 Ионы 4- 1,0-1,5 Образовавшаяся пульпа в баке 1 - первой стадии разложения по перетоку поступает в бак 2(поз. 2) двухбакового экстрактора. Бак 2 - 2-я стадия разложения, где в основном заканчивается разложение фосфатного сырья,гидратация 40,5 Н 2 О в 4-2 Н 2 О кристаллизация и формирование кристаллов 422. Для улучшения этих процессов в бак 2 подается серная кислота 24 концентрацией 9294 . Технологический режим в баке 2 пульпы - 70-80 С ЖТ - (2-3) 1 Содержание в жидкой фазе пульпы Р 2 О 5- 231 3- 2,50,5 Из бака 2 (поз. 2) экстракционная пульпа насосом перекачивается в бак 3 (поз. 3) - 3-ю стадию разложения. Переток между баком 3 (поз. 3) и баком 4 (поз. 4) заложен кислотоупорным кирпичом. В бак 3 подается серная кислота с концентрацией 92-94. Технологический режим в баке 3 - 3-ей стадии разложенияпульпы - 70-80 С ЖТ - (2-3) 1 Содержание в жидкой фазе пульпы Р 2 О 5- 271 3 - 5,50,5 На третьей сульфатной стадии - бак 3 (поз. 3) экстракционная фосфорная пульпа подвергается магнитной обработке на узле магнитной обработки(УМО) путем установки на линии, подающий пульпу на фильтрацию на карусельный вакуум фильтр КВФ-100 (поз. 5), электромагнита постоянного тока или постоянного магнита (поз. 12) с напряжением магнитного поля Н 1000-4500 Э (80360 кА/м). От этой линии также устанавливается ретурная линия,подающая омагниченную экстракционную пульпу в зону подачи серной кислоты в бак 3(поз. 3). Промывка осадка фосфогипса - противоточная. Первая и вторая промывка фильтратами, а третья горячей (75-85) водой. Промытый фосфогипс, содержащий -35 влаги и до 1,0 Р 2 О 5 (при существующем способе 2,5 и более Р 2 О 5, направляется гидротранспортом в отстойники. Фильтраты после промывки фосфогипса, как оборотная очищенная омагниченная фосфорная кислота после подачи в нее аммиака направляются на разложение фосфатного сырья в бак 1 (поз. 1). Продукционная экстракционная очищенная омагниченная фосфорная кислота (1-й фильтрат) направляется на упаривание в отделение выпарки(поз. 6). Фосфорная кислота упаривается до концентрации Р 2 О 5-351,0 мас. . В процессе упаривания происходит процесс дефторирования. Наличие в ЭФК серной кислоты(серная кислота является ингибитором вязкости) интенсифицирует процесс дефторирования в видеи 4. Затем упаренная фосфорная кислота с концентрацией Р 2 О 5-351,0 мас.подается в бак 4 (поз. 4), куда подается на разложение фосфатное сырье или фосфорсодержащие отходы(рудная фосфоритная мелочь, уносы из-под холодных воронок, забалансовое сырье Каратау) или фосфоркалийсодержащие отходы (коттрельная пыль, пыль после электрофильтров) в количестве 0,1-0,15 или 0,3-0,35 т Р 2 О 5 на 1 т Р 2 О 5 фосфорной кислоты с получением обессульфаченной фосфорной кислоты или фосфорнокислой пульпы монокальцийфосфата (суперфосфата). Технологический режим в баке 4 (поз. 4) зоне фосфорнокислотного разложения фосфатного сырья- 65-75 С ЖТ - (3-4) 1 Содержание в жидкой фазе пульпы Р 2 О 5 - 38 1 мас. Кр - 85-90 После бака . 4 (поз. 4) обессульфаченную фосфорную кислоту или пульпу направляют на нейтрализацию аммиаком в отделение нейтрализации (поз. 7). Часть этой пульпы по ретурной линии направляется в бак 4 (поз. 4) в зону подачи фосфатного сырья. 6 Нейтрализация обессульфаченной фосфорной кислоты производится при рН-4,5-5,а фосфорнокислой суперфосфатной пульпы производится при рН - 2-3 и температуре 105-115 С. После отделения нейтрализации (поз. 7) полученная аммофосная или супераммофосная пульпа поступает в отделение БСГ (поз. 8) на грануляцию-сушку с получением нового сложного концентрированного минерального удобрения аммофоса улучшенного,или аммофоса улучшенного калийного, или супераммофоса, или супераммофоса калийного. После классификации (поз. 9) удобрение направляется на склад. Внедрение способа химической переработки фосфатного сырья и отходов с получением новых высокоэффективных минеральных удобрений позволит 1. Впервые получить новые более дешевые,более эффективные и более экологически чистые(содержание фтора менее 1 , в аммофосе до 4),чем аммофос, минеральные удобрения - аммофос улучшенный, или аммофос улучшенный калийный,или супераммофос, или супераммофос калийный. 2. Повысить степень извлечения Р 2 О 5 из фоссырья в продукт с 80 до 93. 3. Впервые утилизировать при сернокислотной переработке магнийсодержащего фоссырья Каратау фосфор и фосфоркалийсодержашие отходы. 4. Сократить удельные расходы на 1 т продукта фосфатного сырья без утилизации отходов в 1,2 раза, с утилизацией отходов - в 1,6 раза серной кислоты - в 2,0 раза, аммиака в 2 раза. 5. Впервые из магнийсодержащего фоссырья Каратау получить фосфогипс с содержанием Р 2 О 5 до 1,0. 6. Сократить выход отхода фосфогипса на 1 т продукта в 1,3 раза. 7. Повысить производительность действующей технологической системы производства аммофоса в 1,5 раза. 8. Повысить коэффициент усвоения питательных элементов растениями за счет уменьшения потерь удобрений из-за вымывания их почвенного слоя осадками и при поливе, а также благодаря положительному влиянию серы на усвоение растениями азота, фосфора и калия. 9. Повысить урожайность сельскохозяйственных культур при применении новых удобрений не только за счет усвоения питательных элементов растениями, но и благодаря улучшению агропроизводственных свойств почвы,то есть за счет повышения плодородия самой земли,так как в составе удобрений содержатся 4 22 О, который является химическим мелиорантом. 10. Улучшить качество сельскохозяйственной продукции, так как в новых удобрениях дополнительно содержатся такие очень необходимые питательные для растений элементы калий, кальций, сера и магний, а также за счет резкого снижения процесса нитрификации растений и почвы. 11. Значительно снизить себестоимость, как полученных новых удобрений,так и сельскохозяйственной продукции. 12. Улучшить экологию, как в районах производства удобрений (снижение содержания 25 в фосфогипсе, утилизация отходов), так и в местах их применения (снижение содержания фтора в удобрениях, сокращение их потерь из почвенного слоя при вымывании и при поливе, снижение нитратов в растениях и почве). 13. Повысить конкурентоспособность удобрений и сельскохозяйственной продукции. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ химической переработки фосфатного сырья и отходов с получением новых высокоэффективных минеральных удобрений,включающий разложение фосфатного сырья серной кислотой в присутствии оборотного раствора фосфорной кислоты в двухстадийном сульфатном режиме,фильтрацию экстракционной пульпы, нейтрализацию аммиаком продукционной фосфорной кислоты,грануляцию и сушку образовавшейся пульпы,отличающийся тем, что фосфатное сырье разлагают серной кислотой в присутствии омагниченного очищенного оборотного раствора фосфорной кислоты,дополнительно содержащего ионы 4 в количестве 1,0-1,5 мас., в трехстадийном сульфатном режиме с содержанием 3 в пульпе 1-я стадия - 10,25 мас., 2-я стадия - 2,50,5 мас., 3-я стадия 5,50,5 мас. образовавшуюся экстракционную пульпу подвергают воздействию магнитного поля электромагнита постоянного тока или постоянного магнита с напряжением Н 1000-4500 Э (80-360 кА/М), после чего фильтруют с получением фосфогипса с содержанием Р 2 О 5 до 1,0 мас. ,омагниченной очищенной оборотной фосфорной кислоты, которую направляют на первую стадию разложения фоссырья, и омагниченной очищенной продукционной фосфорной кислоты (ЭФК),которую упаривают до 351 мас.Р 2 О 5. 2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что упаренной до 351 мас. Р 2 О 5 фосфорной кислотой разлагают фосфатное сырье или фосфорсодержащий отход или фосфоркалийсодержащий отход в количестве 0,1-0,15 т Р 2 О 5 на 1 т Р 25 фосфорной кислоты, затем полученную обессульфаченную фосфорную кислоту нейтрализуют аммиаком при рН 4,5-5,0, после чего гранулируют-сушат, получая новое удобрение аммофос улучшенный или аммофос улучшенный калийный с содержанием аммофос улучшенный Р 2 О 5 - 521,0, азот -121 аммофос улучшенный калийный Р 2 О 5-511, азот-111, К 2 О-201. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что упаренной до 351 мас. Р 2 О 5 фосфорной кислотой разлагают фосфатное сырье или фосфорсодержащий отход или фосфоркалийсодержащий отход в количестве 0,3-0,35 т на 1 т Р 25 фосфорной кислоты, затем полученную фосфорнокислую пульпу монокальцийфосфата (суперфосфата) нейтрализуют аммиаком при рН 2,0-3,0, после чего гранулируютсушат, получая новое удобрение супераммофос или супераммофос калийный с содержанием супераммофос Р 2 О 5 - 51 1,0, азот- 41 супераммофос калийный Р 2 О 5 -491,0, азот- 31, К 2 О - 41. Фиг.1 Принципиальная технологическая схема химической переработки фосфатного сырья и отходов с получением новых высокоэффективных минеральных удобрений.