Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рис.3.6. Рентгенограммы нитроаммофосфатных удобрений, получаемых разложением фосмуки экстракционной фосфорной кислотой с добавкой азотной кислоты. ЭФК: (норма HNO₃ на СаО, %) : ФС = 100 : (25%) : 30 (1); 100 : (40%) : 30 (2); 100 : (25%) : 40 (3); 4- 100: (40%) : 40 (4).

дикальцийфосфата 4,22; 3,04; 2,61; 2,60 А^о и монокальцийфосфата 11,75; 3,86; 2,94 А^о.

В сульфоаммофосфатных удобрениях, полученных при соотношениях ЭФК:H₂SO₄:ФС = 93:7:15, 93:7:20 и 93:7:30 дифракционные полосы 5,28; 3,73; 3,04; 1,99 А^о соответствует также моноаммонийфосфату, 2,78; 2,62; 2,22; 1,93 А^о - фторкарбонатапатиту, 6,41; 3,37; 2,95 А^о - дикальцийфосфату и 9,31; 3,88 А^о - монокальцийфосфату (рис. 3.5), которые характерны и для аммофосфата.
Дифракционные полосы 4,33; и 7,52; 2,87;2,05-2,06 А^о свидетельствует также о присутствии в продуктах сульфата аммония и гипса.
На рис. 3.6, где приведены рентгенограммы нитроаммофосфатных удобрений, полученных при массовом соотношении ЭФК: фосфорит 100:30 и 100:50 и при норме азотной кислоты 25 и 40% от стехиометрии на СаО, показывают, что в этих продуктах также содержатся моноаммонийфосфат, фторкарбонатапатит, дикальцийфосфат и в незначительном количестве монокальцийфосфат. Кроме этого, нитроаммофосфаты имеют в своем составе значительное количество нитрата аммония, на что указывают дифракционные полосы 4,92; 3,96-3,97; 3,04-3,06; 2,87-2,89; 2,23-2,25 А^о. Полосы 5,22; 5,21; 2,33; 2,19; 2,04 А^о можно отнести к четырехводному нитрату кальция.
Результаты ИК-спектроскопического исследования хорошо согласуются с данными рентгенографического анализа.
На рис. 3.7 представлены инфракрасные спектры фосфоритовой муки, нерастворимой части кислотнофосфатной пульпы, полученной разложением фосфоритовой муки экстракционной фосфорной кислотой при соотношении ЭФК:ФС = 100:20 и готового продукта - аммофосфата.



Рис. 3.7. ИК- спектры исходной фосфоритовой муки (1), нерастворимой части кислотнофосфатных пульп, полученных разложением фосфоритовой муки экстракционной фосфорной кислотой при ЭФК:ФС = 100:20 (2) и аммофосфата (3).
На ИК-спектре фосфоритовой муки полосы поглощения 723; 880, 1430 см^-1 относятся к кальциту. Полосы 566 600, 1060 см^-1 относятся фторкарбонатапатиту.
На ИК-спектре нерастворимой части пульпы полосы поглощения 565, 595, 1050, 1102 и 1460 см^-1 характерны для фторкарбонатапатита, что свидетельствует о недоразложении фосфатного сырья. Меньшей интенсивности частоты колебания 880 и 1430 см^-1 указывают на небольшое остаточное содержание кальцита после обработки фосфатного сырья фосфорной кислотой. Полосы поглощения 660, 1627 и 1682 см^-1 подтверждают присутствие в осадках водонерастворимого дигидрата сульфата кальция и дикальцийфосфата.
На ИК-спектре готового продукта - аммофосфата полосы поглощения 548, 930, 1402 и 1100 см^-1 принадлежат моноаммонийфосфату. Эти полосы поглощения, за исключением 900 см^-1, также характерны для монокальцийфосфата. Полосы поглощения 430, 1080 и 1402 см^-1 следует отнести к дикальцийфосату. Наиболее интенсивные полосы 1030, 1100, 1450 относятся к неразложенной фосфатной части удобрения.
На рис. 3.8 приведены ИК-спектры нерастворимой части кислотнофосфатной пульпы, получаемой разложением фосмуки экстракционной фосфорной кислотой с добавкой серной кислоты при соотношении ЭФК:H₂SO₄:ФС = 93:7:15 и при этом массовом соотношении продукта – сульфоаммофосфата, полученного аммонизацией и сушкой кислотнофосфатной пульпы. На нерастворимой части кислотнофосфатной пульпы также отчетливо проявляются полосы поглощения 600, 673, 1050 см^-1 недоразложенного фторкарбонатапатита, и 1430 см^-1 кальцита. Особенно четко проявляются полосы 600, 1120, 1627 и 1689 см^-1 которые характеризуют сульфат кальция и дикальцийфосфат.

Рис. 3.8. ИК- спектры нерастворимой части кислотнофосфатной пульпы, полученной разложением фосфоритовой муки экстракционной фосфорной кислотой с добавкой серной кислоты при ЭФК:H₂SO₄:ФС = 93:7:25 (1) и сульфоаммофосфата (2).

Рис. 3.9. ИК- спектры нерастворимой части кислотнофосфатной пульпы, полученной разложением фосфоритовой муки экстракционной фосфорной кислотой с добавкой азотной кислоты (1, 2) и нитроаммофосфата (3, 4). ЭФК: (норма HNO₃ на СаО, %) : ФС = 100 : (25%) : 30 (1, 3) и ЭФК: (норма HNO₃ на СаО, %) : ФС = 100 : (25%) : 40 (2, 4).

В продукте выраженные полосы поглощения 1408, 1465 см^-1 относятся к моноаммонийфосфату, а полосы поглощения 547, 1650 см^-1 можно отнести к солям моно- и дикальцийфосфата.

На рис.3.9 приведены ИК-спектры нерастворимой части кислотнофосфатных пульп, получаемых разложением фосмуки смесью экстракционной фосфорной и азотной кислоты (Кривые 1, 2). В них также наблюдаем аналогичную картину (как в рис.3.7 и 3.8). То есть имеются полосы поглощения недоразложенного фторкарбонатапатита, кальцита и гипса. В образцах удобрений нитроаммофосфата (Кривые 3, 4) наряду с монаммонийфосфат, моно- и дикальцийфосфатом также имеются водорастворимые соли - нитрата кальция и аммония, что подтверждается полосами поглощения 825, 1058, 1386, 1637, 1640 см^-1.