Способ получения простого суперфосфата

Способ получения простого суперфосфата

Изобретение относится к способу получения простого суперфосфата. Целью является удешевление процесса получения продукта за счет снижения расхода чистой серной кислоты при улучшении его качества. С этой целью в реактор загружают смесь серной кислоты и азотно-кислого раствора, взятого в количестве 75-90% от его общего количества при соотношении и HNO, 1:(О,21-1,93). Смесь нагревают до температуры 50°С и загружают фосфат. Затем в пульпу вводят отработанную серную кислоту в количестве 72-83% от стехиометрии и оставшееся количество азотно-кислого раствора. Полученную суперфосфатную массу высушивают при температуре 105°С в течес iS ние 2,5 ч и складируют. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 С 05 В 1/02

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3860326/31-26 (22) 04. 12. 84 (46) 15. 10.86. Бюл. Р 38 (72) M.Ñ.Àëîñìàíîâ, В.Ф.Кармышов, 3.P.ÐàìàçàHîâà, Я.M.Билалов, А.Ш.Курбанов, С.M.Èáðàãèìoâà, А.П.Джафаров, М.О.Гумбатов и А.К.Рзаева (53) 631.855 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 941333, кл. С 05 В 1/00, 17. 11.80.

Авторское свидетельство СССР

Ф 990750, кл, С 05 В 1/02, 1983, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОСТОГО СУПЕРФОСФАТА (57) Изобретение относится к способу получения простого суперфосфата. Целью является удешевление процесса получения продукта за счет снижения расхода чистой серной кислоты при улучшении его качества. С этой целью в реактор загружают смесь серной кислоты и азотно-кислого раствора, взятого в количестве 75-907 от его общего количества при соотношении Н 804 и НМО 1:(0,21 — 1,93). Смесь нагревао ют до температуры 50 С и загружают фосфат. Затем в пульпу вводят отработанную серную кислоту в количестве

72-83Х от стехиометрии и оставшееся количество азотно-кислого раствора.

Полученную суперфосфатную массу высушивают при температуре 105 С в тече- с

Ж ние 2,5 ч и складируют. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам получения простого суперфосфата путем кислотного разложения фосфатного сырья.

Целью изобретения является удешевление процесса получения продукта путем снижения расхода дорогостоящей серной кислоты при повышении качества продукта.

Пример 1. В реакторе емкостью

0,6 л, снабженном мешалкой, смешивают

52,5 г 40%-ной Н 804 и 12,86 ã 35%ного (по HNO>) аэотнокислого раствора до соотношения Н SO4 . HNÎэ в смеси

1:0,21 (количество аэотнокислого раствора составляет 75% от его общего количества). о

Смесь нагревают до 50 С и при интенсивном перемешивании добавляют

100 г апатитового концентрата. Затем„ продолжая перемешивание, в пульпу постепеннно вводят 50,6 r 907.-ной отработанной серной кислоты с процесса алкилирования, взятой в количестве 72% от стехиометрии, и начиная с момента загустевания массы в систему вводят остальное — 4,3 r азотнокислого раствора. Полученную суперфосфатную массу выцелживают в термостате при 105 С в течение 2,5 ч.

Полученный продукт после семисуточного дозревания содержит, мас.7″.

Р О оьы 20,1; Р,О5 св 19,58; Р О, св ,8; Н О 11,13; Кр 97,41; И 0,53;

6,8; Н О 11,13; N 0,53; Мо 0,02; Со

Пример 2. Продукт получают аналогично примеру 1.

Готовый продукт содержит, мас.7.».

Р 05 ов 4,1 9,84; Р О св 19,33; P Изобретение относится к способу гранулирования фосфорных удобрений, широко используемых в сельском хозяйстве , и позволяет увеличить прочность гранул при сохранении качества продукта

Источник

Суперфосфат простой

Минеральные удобрения , статья из раздела: Базовые удобрения

Суперфосфат простой

K

Fe

Микроэлементы, %

Sе

Ag

B

Mo

Mn

Cu

Zn

Co

I

V

Простой суперфосфат – фосфорное удобрение. Содержит 16–20 % P₂O₅ в водорастворимой форме. Эффективно используется под любые культуры и на любых типах почв – как непосредственно, так и в составе тукосмесей. Получают удобрение в результате разложения природных фосфатов. [4]

Нажмите на фотографию для увеличения

Содержание:

Физические и химические свойства

Суперфосфат представляет собой рассыпчатый порошковидный или гранулированный продукт серого цвета с различными оттенками – от почти белого до темно-серого. Темно-серый суперфосфат содержит некоторое количество жидкой фазы.

Фосфор в суперфосфате находится в виде Ca(H₂PO₄)₂ х H₂O и свободной фосфорной кислоты. Твердая фаза удобрения состоит из Ca(H₂PO₄)₂ х H₂O, CaSO₄ с примесью CaSO₄ х 0,5H₂O, неразложимых минералов и кремнегеля SiO₂ х H₂O. Доля твердых веществ – 65–72 %, в том числе, 50–55 % CaSO₄.

Жидкая фаза включает в себя водный раствор фосфорной кислоты, насыщенный монокальцийфосфатом (Ca(H₂PO₄)₂). Как примеси в этом растворе присутствуют катионы натрия, калия, магния, алюминия, железа двух- и трехвалентного, а также анионы SiF2-6, AlF3-6 и прочие.

Качество данного удобрения оценивается по содержанию усвояемого оксида фосфора P₂O₅, который присутствует в суперфосфате в виде различных соединений: H₃PO₄, Ca(H₂PO₄)₂, Mg(H₂PO₄)₂, CaHPO4, фосфатов железа и алюминия.

Физические характеристики:

• Насыпная плотность порошковидного суперфосфата из апатитового концентрата – 1,0–1,1 т/м 3 , а из фосфорита Каратау – 0,5–1,0 т/м 3 .
• Насыпная плотность гранулированного продукта в неуплотненном слое – 0,84–0,87 т/м 3 , а в уплотненном – 0,95–0,98 т/м 3 .
• Удельная теплоемкость высушенного порошковидного не нейтрализованного суперфосфата, полученного из апатитового концентрата – 1,004, а суперфосфата с влажностью 15,1 % – 1,444 Дж/гК.
• Теплоемкость гранулированного продукта зависит от влажности и колеблется от 0,967 до 1,03 Дж/гК.
• Гигроскопичность (по шкале Пестова) нейтрализованного суперфосфата из апатитового концентрата при влажности 10–15 % оценивается в 3–5 баллов. При нейтрализации свободной кислотности известняком или аммиаком гигроскопичность снижается. Сушка увеличивает гигроскопичность удобрения.

При одинаковых условиях гигроскопичность суперфосфата из фосфоритов Каратау, содержащего сильно гигроскопичный мономагнийфосфат, на 1,5–3 балла выше, чем из апатита.

Суперфосфаты из фосфоритов Каратау отличаются большой влагоемкостью.

Слеживаемость

Рассеиваемость

Удобрения , содержащие Суперфосфат

Применение

Сельское хозяйство

Простой суперфосфат применяют в качестве удобрения для всех сельскохозяйственных культур на всех типах почв. [5]

Зарегистрированные и допущенные к использованию на территории России в качестве удобрения марки суперфосфата находятся в таблице справа. [2]

Промышленность

Простой суперфосфат применяют в небольших количествах в дрожжевой и сахарной промышленности, а также в качестве огнезащитного покрытия древесины. [4]

Поведение в почве

Механизм поведения суперфосфата зависит от свойств почвы.

Фосфорная кислота суперфосфата при внесении в почву может переходить в форму, труднодоступную для растений.

На черноземных типах почв с щелочной или нейтральной реакцией, с содержанием карбоната кальция либо кальция, поглощенного почвенным комплексом, монокальцийфосфат может переходить в дикальций- и трикальцийфосфат.

Кислые почвы, не насыщенные основаниями, осаждают суперфосфат в виде малорастворимых в слабокислой среде и труднодоступных для корневых систем растений фосфатов алюминия и железа:

Интенсивность химического и коллоидно-химического поглощения почвой фосфорной кислоты суперфосфата находится в прямой зависимости от содержания в почве подвижных форм полуторных окислов.

Кислым почвам свойственны интенсивные процессы фиксации растворимых фосфатов на поверхности коллоидов почвы, которые богаты полуторными оксидами.

Закрепление фосфорной кислоты в почве происходит и в результате биологического поглощения ее почвенными микроорганизмами.

По интенсивности энергии, с которой происходит поглощение фосфорной кислоты, почвы можно расположить в следующей последовательности: красноземы, подзолистые почвы, черноземы, сероземы. [3]

Применение на различных типах почв

Суперфосфат применяется на всех типах почв, под все культуры. Эффективность удобрения можно повысить, используя приемы, уменьшающие химическое поглощение фосфорной кислоты почвой, а именно: применение гранулированных форм, рядковое внесение, локальное внесение. [3]

Календарь применения

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

Способы внесения

Действие суперфосфата на урожай зависит от способа его внесения. Основная часть дозы удобрения вносится под зябь в сочетании с рядковым внесением. В сильно увлажненных условиях, а также в условиях орошения часть удобрения может быть внесена при подкормке.

При внесении удобрения в основной прием важно выбрать правильную глубину заделки. Она должна осуществляться именно в тот слой почвы, где размещается основная масса корней удобряемой культуры. До посева суперфосфат рекомендуется вносить на глубину основной обработки.

Эффективность суперфосфата повышается при его внесении при посеве культур в лунки, гнезда и пр. При этом приеме лучше применять гранулированный суперфосфат.

Под сахарную свеклу, картофель суперфосфат вносят совместно с азотными либо азотными и калийными удобрениями.

Подкормки суперфосфатом дают эффект в следующих случаях:

• при внесении недостаточной дозы фосфорных удобрений в основной прием;
• в районах достаточного увлажнения или при орошаемом земледелии;
• на почвах с сильным химическим поглощением, особенно на кислых почвах со значительным содержанием полуторных оксидов.

В большинстве других случаев подкормки суперфосфатом дают гораздо меньший эффект, чем внесение аналогичных доз данного удобрения до посева или в рядки. [3]

Влияние на сельскохозяйственные культуры

Фосфор необходим растениям уже в самом начале их роста. Суперфосфат, как и прочие фосфорные удобрения, увеличивает урожайность и улучшает качество сельхозпродукции (повышается сахаристость у свеклы, крахмалистость у картофеля и прочее). У озимых культур повышается зимостойкость и ускоряется созревание. Многочисленными опытами установлено, что внесение 0,5 ц суперфосфата гранулированного на 1 га дает прибавку до 2,5–3 ц/га зерновых. [3]

Получение

Технология производства суперфосфата состоит из трех стадий: разложения фосфоритной руды серной кислотой, созревания и дозревания суперфосфата. В промышленном производстве используется непрерывный способ получения удобрения, когда подача руды и кислоты, а также выгрузка готового продукта проходят одновременно и непрерывно. [3]

Кроме того, при написании статьи использовалась следующие источники: [2][1]

Источник

Технологическая схема производства суперфосфата. Термофосфаты, плавленные фосфаты

Сущность производства простого суперфосфата заключается в сернокислотном разложении фторапатита, которое представляет собой многофазный гетерогенный процесс.

Сырьем для производства суперфосфата служат природные фосфаты – фосфориты и апатиты и башенная серная кислота. Между ними протекает следующая реакция:

Ca 3 (PO 4 ) 2 + 2H 2 SO 4 + nH 2 O = Ca(H 2 PO 4 ) 2 * H 2 O + 2[CaSO 4 * 2H 2 O]

Процесс разложения протекает в две стадии. Первая стадия – это реакция обменного разложения, идущая на поверхности твердых частиц фосфата при избытке серной кислоты, в результате чего образуется свободная фосфорная кислота. Эта реакция начинается сразу после смешивания фосфата с серной кислотой и заканчивается через 20–40 мин.

При этом температура в реакционном пространстве поднимается до + 110… 120 °С. После того как израсходуется серная кислота, начинается вторая стадия процесса – разложение оставшегося фосфата накопившейся фосфорной кислотой.

Образующийся монокальцийфосфат находится сначала в виде раствора, при перенасыщении которого происходит кристаллизация. Вторая стадия процесса протекает очень медленно (от 6 до 25 суток).

Технологическая схема производства суперфосфата складывается из следующих операций:

1. измельчение природных фосфатов,
2. дозировка серной кислоты и природных фосфатов,
3. смешивание реагентов в смесителе с получением пульпы,
4. схватывание и затвердевание суперфосфатной массы в реакционной камере,
5. дозревание суперфосфата на складе.

Для улучшения физических свойств суперфосфата его подвергают грануляции в специальных аппаратах – грануляторах.

Созревание начинается в реакционной суперфосфатной камере. Затем процесс созревания продолжается на складе, где суперфосфат вылеживается и перемешивается. При этом завершается взаимодействие Са3(РO4)2 с серной кислотой.

Содержание фосфора в удобрениях вычисляют в процентах Р2О5. Так, содержание Р205 в готовом суперфосфате из апатитов составляют 19–20%, а из фосфоритов – около 14–15%.

При разложении фосфатов серной кислотой выделяется большое количество фтороводорода и тетрафторида кремния, при взаимодействии которых образуется кремнефтористоводородная кислота. Выделившиеся газы направляются на водную абсорбцию или на производство кремнефторида натрия.

Основным аппаратом суперфосфатного производства служит суперфосфатная камера. В зону ее загрузки через люк в крышке камеры непрерывно поступает суперфосфатная пульпа. В зоне выгрузки у перегородки имеется фрезер, вращающийся в направлении, противоположном вращению камеры. Готовый суперфосфат срезается ножами фрезера и через полую центральную трубу выгружается из камеры.

Основным недостатком простого суперфосфата является относительно низкое содержание Р 2 O 5 в удобрении. Для получения более концентрированного фосфорного удобрения разложение природных фосфатов производят по уравнению реакции

Ca 3 (PO 4 ) 2 + 4H 3 PO 4 + nH 2 O = 2[Ca(H 2 PO 4 ) 2 * H 2 O]

При этом образуется так называемый двойной суперфосфат – концентрированное удобрение, содержащее 40–50% Р 2 O 5 , т.е. в 2–3 раза больше, чем простой суперфосфат, и относится к более ценным безбалластным удобрениям.

Технологические процессы производства двойного суперфосфата и простого суперфосфата аналогичны. Так же как и простой суперфосфат, двойной суперфосфат подвергают гранулированию и аммонизации.

Производство преципитата СаНРO 4 —2Н 2 0 заключается в нейтрализации фосфорной кислоты известняком, а затем известковым молоком. Образовавшийся осадок преципитата отфильтровывают от раствора и сушат. Это удобрение содержит 42% Р 2 O 5 в нитратно-растворимой форме. Но сравнительно высокая стоимость единицы Р 2 O 5 в преципитате ограничивает его производство.

Производство термофосфатов и плавленых фосфатов. Природные фосфаты переводят в усвояемое растениями состояние спеканием при +1200 °С со щелочами, в результате получаются термофосфаты. Сплавлением фосфатов с силикатами получают плавленые фосфаты.

Термофосфаты и плавленые фосфаты содержат 20–30% Р 2 O 5 в лимонно-растворимой усвояемой растениями форме и применяются на кислых почвах.

Удобрением, близким по составу к плавленым фосфатам, является томасшлак, получаемый при выплавке стали из чугуна с повышенным содержанием фосфора. Томасшлак содержит до 20% Р 2 O 5 в лимонно-растворимой форме.

Источник