Физико-химические особенности кислотного разложения и получения экстракционной фосфорной кислоты на основе марокканских фосфоритов

Представлены результаты исследований по установлению физико-химических особенностей кислотной переработки североафриканских (марокканских) фосфоритов, а также их влияния на технологический процесс получения экстракционной фосфатной кислоты (ЭФК). Установлены значительные различия в характере протекания и количественных показателях процесса кислотного разложения, сингонии и размеров образующихся кристаллов сульфата кальция для различных марок фосфоритов, что обусловлено существенным влиянием на процесс разложения не только технологического режима проведения процесса, но и в значительной степени различиями в минералогическом составе фосфатных руд. Повышенное содержание в фосфоритах марки К-9 и К-10 карбонатапатитов обусловило более высокую реакционную способность в области низких концентраций серной кислоты. В то же время высокая реакционная способность карбонатапатитов приводит к ряду негативных процессов, в частности обильному пенообразованию и пассивации зерен фосфатного сырья мелкокристаллическим осадком сульфата кальция, образующимся за счет быстрого пересыщения системы, что, в свою очередь, приводит к резкому снижению степени разложения. Установлено значительное отличие характера кристаллизации сульфата кальция для условий получения ЭФК от известных данных, что позволило сделать вывод о том, что скорость и характер процесса перекристаллизации сульфата кальция в системе CaO-P₂O₅-H₂O определяются не только температурой, сульфатным режимом и содержанием Р₂О₅ в жидкой фазе, но также природой и составом фосфатного сырья. На основании экспериментальных данных сделаны выводы о снижении мощности производства ЭФК при переходе с апатитов на североафриканские фосфориты от 21,89 до 24,23 % (в зависимости от марки марокканского фосфорита), увеличении нагрузки на фильтры и уменьшении количества выделяющихся в газовую фазу соединений фтора.

1. Гаврилюк, А. Н. Исследование особенностей сернокислотного разложения различных марок марокканских фосфоритов / А. Н. Гаврилюк, О. Б. Дормешкин, И. А. Русак // Тр. БГТУ. Сер. 2. Хим. технология неорган. веществ. – 2022. – № 2. – С. 115–126.

2. Физико-химические особенности кислотного разложения сирийских фосфоритов и фосфоритов Каратау / О. Б. Дормешкин [и др.] // Тр. БГТУ. Сер. 3. Хим. технология неорган. веществ. – 2009. – № 3. – С. 98–102.

3. Кононов, А. В. Основы технологии комплексных удобрений / А. В. Кононов, В. Н. Стерлин, Л. И. Евдокимова. – М.: Химия, 1988. – 320 с.

4. Технология фосфорных и комплексных удобрений / под ред. С. Д. Эвенчика, А. А. Бродского. – М.: Химия 1997. – 174 с.

5. Копылев, Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты / Б. А. Копылев. – Л.: Химия, 1981. – 224 с.

6. Дормешкин, О. Б. Влияние видов фосфатного сырья на технологический процесс производства экстракционной фосфорной кислоты и комплекных удобрений / О. Б. Дормешкин, А. Н. Гаврилюк, Г. Х. Черчес // Тр. БГТУ. Химия и технология неорган. веществ. – 2013. – № 3. – С. 71–77.

7. Непряхин, А. Е. Фосфатно-сырьевая база России: новые технологии и перспективы освоения / А. Е. Непряхин, П. П. Сенаторов, М. И. Карпова // Горная техника. Дробильно-размольное, сортировочное и обогатительное оборудование. – 2009. – № 4. – С. 136–144.

8. Пагалешкин, Д. А. Пути реализации принципов наилучших доступных технологий применительно к производству сложных сульфатсодержащих NPK/NPKS-удобрений / Д. А. Пагалешкин // Тр. НИУИФ: к 100-летию основания ин-та: в 2 т. – Вологда: Древности севера, 2019. – Т. 2. – С. 277–284.

9. Дыбина, П. В. Расчеты по технологии неорганических веществ / П. В. Дыбина, А. С. Соловьева, Ю. И. Вишняк. – М.: Высшая школа, 1967. – 524 с.