30
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЫТОГО ОБОЖЖЕННОГО
ФОСКОНЦЕНТРАТА ЦЕНТРАЛЬНЫХ КЫЗЫЛКУМОВ И ПРОЦЕССА ЕГО
ПЕРЕРАБОТКИ НА ЭКСТРАКЦИОННУЮ ФОСФОРНУЮ КИСЛОТУ
Насриддинов А.У., УмаровШ. И., МирзакуловХ.Ч.
ТКТИ
В
рамках реализации задач, поставленных в Постановлении Президента Республики
Узбекистан № ПП-1975 от 27 мая 2013 года «О мерах по расширению производства
фосфоритного сырья», на Кызылкумском фосфоритном комбинате увеличена мощность
производства мытого обожженного фосконцентрата (МОФК) с 400 до 716 тыс. т в год со
средним содержанием Р
2
О
5
не менее 26%. Для вовлечение такого фосфоритного сырья в
производство экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) необходимы
сведения о физико-
химических и физико-механических свойствах, о пригодности его для производства ЭФК и о
важнейших технологических показателях процесса переработки.
Для исследований использовали МОФК состава (масс. %): Р
2
О
5
– 25,77; СаО – 52,70;
MgO – 1,20; Fe
2
O
3
– 0,63; Al
2
O
3
– 1,15; SO
3
– 2,67; Cl
-
- 0,04; CO
2
– 3,60; н.о. – 6,88; Н
2
О –
0,27.
К важным физико-механическим свойствам относятся насыпная плотность, угол
естественного откоса, текучесть, дисперсный состав, гигроскопичность, влагоемкость. Для
изучения свойств фосфатного сырья воспользовались известными методиками, описанными
в научно-технической литературе [1, 2].
При исходной влажности 0,27% свободная насыпная плотность МОФК равна 1,21 г/см
3
, а
с уплотнением – 1,52 г/см
3
. К числу параметров, позволяющих оценивать подвижность
сыпучего материала, относится угол естественного откоса его свободной поверхности. Чем
меньше
угол откоса, тем большей подвижностью обладают частицы сыпучей среды.
Величина угла естественного откоса МОФК составляет 28 градусов. Определение текучести
показало, что она для МОФК равняется 10 баллам. Гигроскопическая точка оказалась равной
51,5%. Низкое её значение объясняется наличием в составе МОФК гигроскопичного
вещества – СаО. Предельная влагоемкость МОФК - 4,0%, а при более высокой влажности
данное сырьё теряет свою рассыпчатость. В связи с этим при хранении и перевозке
необходимо предохранять его от увлажнения.
Изучением дисперсного состава выявлено, что 90,50% от общей массы МОФК
приходится на класс крупности от -0,5 до +0,05 мм. Наибольшее содержание Р
2
О
5
22,30-
28,90% сосредоточено во фракциях -1,0÷+0,05 мм. Эти
фракции характеризуются и
наименьшим содержанием MgO, Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
, CO
2
, Cl
-
и низким значением кальциевого
модуля.
В связи с тем, что в республике и за рубежом дигидратный способ производства ЭФК
является основным, проведены исследование по получению ЭФК из МОФК с содержанием
26,20% Р
2
О
5
.
Для приготовления оборотной фосфорной кислоты, в качестве исходной служила
продукционная ЭФК производства АО «Аммофос-Максам», имеющая концентрацию 18,50%
Р
2
О
5
.
На первой стадии работ проведены исследования по
динамике разложения МОФК
смесью серной и оборотной ЭФК при различном времени взаимодействия исходных
компонентов. Для этого использовали оборотную ЭФК, содержащую 15% Р
2
О
5
.
Эксперименты проводили следующим образом: навеску фосфатного сырья вносили в
ёмкость с предварительно термостатированной при 85
С оборотной ЭФК и в полученную
смесь в течение 5 минут подавали расчетное количество серной кислоты. После чего
начинался отсчет времени реакции. Норма серной кислоты - 103% от стехиометрического,
концентрация 93%. Расчет необходимого количества раствора разбавления осуществлялся на
основании заданного соотношения жидкой и твердой
фаз в продукционной пульпе
31
(Ж:Т=3:1). Степень разложения МОФК и извлечения Р
2
О
5
определяли через 15, 30, 60, 90,
120, 180 и 240 мин. Далее содержимое реактора фильтровали на воронке Бюхнера, с
использованием колбы Бунзена. Расчет производительности фильтрации проводили по
формуле:
ч
кг/м
,
S
t
M
G
2
где, М – вес сухого фосфогипса, кг;
t – время от момента заполнения воронки до ухода жидкости с поверхности осадка, час;
S – площадь поверхности воронки (S = πr
2
), м
2
.
Оставшийся на фильтре осадок отмывали 100 г горячей (80
С) водой от Р
2
О
5водн
.
Промытый осадок высушивали при 100
С. Полученные результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Влияние продолжительности сернофосфорнокислотного разложения МОФК на
технологические показатели
процесса при норме H
2
SO
4
- 103 %, концентрации Р
2
О
5
в
оборотной ЭФК – 15,0 %, соотношении Ж:Т = 3:1
Продолжи-
тельность
взаимо-
действия,
мин
Содержание компонентов, масс. %
К
разл.,
%
К
извл.,
%
Скорость
фильтра-
ции,
кг/м
2
ч
ЭФК
Сухой фосфогипс
Р
2
О
5
СаО SO
3
Р
2
О
5общ.
Р
2
О
5водн.
СаО
SO
3
15
19,12 1,37 3,43
2,93
0,19
29,62 38,41 90,79 88,44
956
30
19,21 1,18 3,41
2,56
0,23
29,81 40,33 93,71 91,68
1001
60
19,37 1,06 3,37
2,41
0,28
30,09 40,88 95,11 92,56
1156
90
19,66 0,84 3,35
2,28
0,32
30,37 41,37 95,35 93,11
1210
120
19,75 0,79 3,31
2,05
0,38
30,53 41,88 96,03 94,38
1243
180
19,80 0,75 3,24
1,98
0,40
30,82 42,26 96,18 94,66
1289
240
19,84 0,71 3,18
1,28
0,47
31,09 42,76 96,28 95,04
1310
Из таблицы видно, что при увеличении времени взаимодействия коэффициенты
разложения сырья и извлечения Р
2
О
5
в ЭФК увеличиваются, наблюдается и улучшение
показателей фильтрации. Так, МОФК в течение 15 мин. разлагается на 90,79%, за 30 мин –
на 93,71%, за 60 мин. – на 95,11% и за 240 мин. – на 96,28%.
При этом коэффициент
извлеченияи скорость фильтрации по сухому фосфогипсу увеличиваются от 88,44 до 95,04%
и от 956 до 1310 кг/м
2
·ч., соответственно.
Таким образом проведенные исследования физико-механических свойств нового вида
сырья - МОФК Центральных Кызылкумов с содержанием 26,20% Р
2
О
5
и процесса его
переработки на ЭФК показали, что сырье обладает свойствами, позволяющими его
транспортировку в цистернах, и возможность использования МОФК в производственных
условиях получения ЭФК с приемлемыми технологическими показателями.
Do'stlaringiz bilan baham: 
