Изобретение относится в химической промышленности, а именно к способу обогащения, комплексной их переработке, технологии минеральных солей и производстве минеральных удобрений.
Известен способ получения минеральных удобрений [1] путем сернокислотного разложения фосфоритов до фосфорной кислоты и фосфогипса, отделение нерастворимого остатка вместе с фосфогипсом фильтрацией и переработки фосфорной кислоты в удобрения.
Недостаток способа состоит в том, что при использовании в качестве сырья фосфорита в результате сернокислотного разложения сырья получается суспензия, скорость отстаивания которой чрезвычайно мала. Из такой суспензии нельзя получить удобрение из-за высокого содержания нерастворимых примесей, а также значительное количество отходов фосфогипса до 1,4 т на 1 т удобрения.
Известно, что при применении метода флотации для фосфатных руд, содержащие в качестве примесей карбонаты, трудно поддаются традиционным методам обогащения. Флотационные свойства фосфатов и карбонатов близки, что затрудняет их эффективное разделение методом флотации. Обогащение этого типа руд методом обжига требует больших затрат электроэнергии, кроме того, этот метод применим к ограниченному кругу карбонатных руд [2].
Известен способ получения фосфатного концентрата [3], предусматривающий измельчение исходного сырья (фосфоритов) и последующую его обработку, а именно промывку, классификацию измельченного продукта для выделения отвальных хвостов, обжиг промытого продукта, гашение обожженного материала и отмывку свободного гидроксида кальция.
Известен способ получения фосфатного концентрата из карбонатсодержащего фосфатного сырья [4], предусматривающий измельчение исходного сырья с последующей его обработкой, сырье измельчают до 0,1-0,15 мм, обработку сырья осуществляют культуральной жидкостью штамма дрожжей Candida lipolytica ВКМ У-160 в течение 1,5-3 ч при комнатной температуре при соотношении сырье: культуральная жидкость 1:(5-10).
Данный способ [5] изобретения применим для различных литологических разновидностей фосфатной руды с карбонатно-силикатной матрицей вулканического и осадочного происхождения, и заключается в измельчении руды дроблением, гомогенизацией, размалыванием и удалении шлама до флотации апатита. При этом пульпу освобождённой от шлама и размолотой руды, характеризующуюся концентрацией твёрдых частиц выше 40%, сначала кондиционируют с реагентом-депрессором, полимером растительного происхождения, желатинизированным раствором гидроксида натрия, а затем подвергают кондиционированию с реагентом-поглотителем, содержащим сульфосукцинатную или сульфосукцинаматную группы. Указанную пульпу, кондиционированную с реагентами, направляют на флотацию апатита по схеме, включающей следующие стадии: "флотомашина для первичной флотации", "флотомашина для вторичной флотации", "очиститель" и "доочиститель". На всех стадиях схемы флотации добавляют газообразный диоксид углерода до насыщения такого газа при температуре и давлении пульпы. Система генерирования пузырьков для флотации действует независимо, питаясь атмосферным воздухом в машинах с самовсасыванием или сжатым воздухом во флотационных камерах с нагнетанием воздуха и флотационных колоннах. Готовый концентрат апатита представляет собой флотированную фракцию последней стадии очистки схемы флотации. Готовый концентрат содержал 37,3% P2O5 при степени извлечения апатита 64,35%.
Недостатком способа является слишком длительная сложная схема обогащения включающих:
- измельчение руды процедурами дробления, гомогенизацией, размалыванием в стержневых и шаровых мельницах для получения руды для соответствующего высвобождения апатита и жильных руд;
- освобождение от шлама в гидроциклонах различных размеров для эффективного удаления суспензии, вредной для осуществления способа флотации апатита;
- кондиционирование пульпы сначала с растительным полимером, желатинизированным раствором гидроксида натрия, а затем с реагентом-поглотителем, содержащим сульфосукцинатную или сульфосукцинаматную группы; - флотацию апатита по схеме с "флотомашиной для первичной флотации", "флотомашиной для вторичной флотации", "очистителем" и "доочистителем", скомпонованной из механических камер, флотационных колонн, или по смешанным схемам с обоими типами оборудования и низкий выход концентрата 61-64%.
Известен способ получения суперфосфата путем разложения фосфатного сырья отработанной серной кислотой [6], содержащей органические примеси.
Недостатки этого способа являются низкие физико-химические свойства суперфосфата и длительность срока вызревания продукта (24 суток).
Известен способ получения простого суперфосфата [7] путем разложения природного фосфата отработанной серной кислотой производства органического и нефтехимического синтеза, концентрацией 35-55% от веса природного фосфата.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения простого суперфосфата путем разложения фосфатного сырья отработанной серной кислотой с последующей переработкой реакционной массы на готовый продукт, разложение ведут в присутствии растворимого силиката натрия.
Приведенные примеры показывают, что поставленную цель можно достичь при добавлении силиката натрия 1, 2 и 3 г.
Результаты реализации предлагаемого изобретения позволяют сократить срок вызревания суперфосфата на 12-15 сут (в два раза), упростить процесс за счет уменьшения количества вводимых добавок, значительно сэкономить электроэнергию за счет уменьшения операции перелопачивания.
Недостатками известных способов являются сложность процесса за счет добавления большого количества ретура, неудовлетворительные физические свойства реакционной массы, обусловленные малой ее пористостью и длительность срока вызревания (15-24 сут). Кроме того, применение ретура готового продукта увеличивает себестоимость готового продукта и снижает производительность цеха, так как готовый продукт снова возвращается в технологический цикл.
Изобретения относится к способам комплексной безотходной переработки осадочных зернистых фосфоритовых руд месторождений Таджикистана.
Задачей изобретения является разработка безотходной технологии производства фосфорных минеральных удобрений из зернистых фосфоритовых руд месторождений Таджикистана.
Поставленная задача решается предлагаемым комплексным способом переработки осадочных зернистых фосфоритовых руд Южного склона Гиссарского хребта.
Принципиальная технологическая схема комплексной переработки зернистых фосфоритовых руд Таджикистана приведена на рисунке (фиг.)
Предложенный способ направлен на получение концентрата фосфорита и фосфорных минеральных удобрений, в частности (простого или двойного) суперфосфата, кремнезема (диоксида кремния), бентонитовых глин (бентофоса), а также и других соединений как сульфат алюминия и железа, используемых в промышленности и сельском хозяйстве [8]. Разработана технологическая схема производства фосфорных минеральных удобрений: фосфоритовой муки, суперфосфата и бентофоса из осадочных зернистых фосфоритовых руд Южного склона Гиссарского хребта. А из отходов производства получается сырьё для строительной керамики и литейных формовочных материалов.
Способ переработки осуществляется следующим образом.
Фосфоритовая руда, химический состав в мас.%:SiO2-39.6, Al2O3-10.7, Fe2O3-1.07, TiO2-0.15, MnO-0.09, CaO-18.3, MgO-2.5, Na2O-0.35, K2O-0.35, CO3-11.7, P2O5-12.0, F2-1.12, Sобщ-0.37, Н2О-0.96.
Сущность изобретение заключается в том, что, руда после дробления до размера 2мм и менее подвергается промывке на классификаторе
для обезшламливания - отделения глинистых частиц, фракции <0.01мм. Оставшийся после промывки предварительно обогащенный кварц-полевошпат-фосфатный концентрат высушивается и подвергается грохочению на трёхъярусном грохоте с поэтажным расположением сит размерами: верхняя -2мм, средняя- 0.5 и нижняя-0.3мм.
В результате грохочения и просеивания во фракциях ˃0.3мм, 0.5мм, 2мм и более отделяется в основном фосфоритные зёрна с выходом на промытую руду 25-30%. Во фракции <0.3мм (поддон) уходят зёрна кварца, полевых шпатов и карбонатных минералов с наибольшей примесью фосфатных зёрен 8-10% (на общую массу фракции <0.3мм). Общий выход фракции <0.3мм на промытую руду составляет 65-70%.
Полученный фосфатный концентрат фракций ˃0.3-2мм с содержанием P2O5 до 28-30% является технологическим сырьём для получения фосфорных минеральных удобрений согласно ГОСТ 22275-90. Концентрат апатитовый. Технические условия.
Из полученного фосфатного концентрата было получено кварц - полевошпатовый концентрат и 3 типа фосфорных минеральных удобрений:
1. Фосфоритовая мука - получено путем измельчения фосфатного концентрата на шаровой мельнице до размера зёрен 0.05мм и менее. Остаток в сите 0.2мм не более 10%. Полученная фосфоритовая мука отвечает по содержанию P2O5 не менее 27% первому сорту, согласно ГОСТ 5716-74. Мука фосфоритная. Технические условия.
2. Суперфосфат (простой) – получен по существующей в промышленности классической технологией [1] обработкой фосфоритовой муки с концентрированной серной кислотой в реакторе, оснащенной мешалкой. Время обработки 30 мин. Прореагировавшая пульпа выгружается в пластмассовые поддоны и оставляется на дозревание и периодически перемешиваются. После 10-15 дней суперфосфат после проверки на кислотность упаковываются в полиэтиленовые мешки. Полученный суперфосфат по содержанию общей P2O5 – 21- 22% растворимый в 2%-ной лимонной кислоте 15% и содержанием остаточного Н3РО4 до 5% отвечающий 2-ому сорту, согласно ГОСТ 5956-78. Суперфосфат гранулированный из апатитового концентрата без добавок и с добавками микроэлементов. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3, 4, 5, 6)
3. Бентофос – получен из вымытого шлама исходной фосфоритовой руды, состоящего в основном из глинистого минерала-бентонита с примесью кальцита. Бентонитовый шлам был обработан с фосфорной кислотой – Н3РО4. Разбавленная фосфорная кислота в свою очередь был получен путем обработки фракции фосфоритовой руды <0.3мм, соляной кислотой. При взаимодействии мелкозернистые зёрна
фосфатов с НCl образует фосфорную кислоту и кварцевый песок отделяется как чистый продукт с содержанием SiO2 более 90%. При обработке бентонита с разбавленной ортофосфорной кислотой содержащаяся в составе бентонита примеси кальцита и фосфоритовые зерна реагируя с кислотой образуют гидрофосфат (CaHPO4) и дигидрофосфат (Ca(H2PO4)2 ) кальция.
4. Кварцевый песок - получен из отходов фосфоритовых руд. Содержания в нем оксида
кремния составляет более 96.194% соответствующий ГОСТ 22551-77. Песок кварцевый, молотые песчаник, кварцит и жильный кварц для стекольной промышленности. Технические условия.
Существенным преимуществом заявляемого способа является его безотходность, побочные продукты процесса переработки можно применят в производстве. Это и является техническим результатом заявляемого изобретения.
