Екологічно доцільна комплексна переробка фосфатних руд з допомогою сульфатів та гідросульфатів лужних металів

Існуючі методи переробки фосфоритів і апатитів на добрива з використанням кислот є доцільними для високоякісної сировини. Наявність породоутворюючих мінералів у вітчизняних рудах призведуть до труднощів при їх переробці традиційними методами, погіршать техніко-економічні показники і якість одержуваних добрив.
Отже, пошуки нових, більш ефективних та економічно доцільних шляхів переробки вітчизняних фосфатно-калійних руд, які б враховували їх мінералогічні та технологічні особливості, є надзвичайно актуальною проблемою, вирішення якої має велике народногосподарське значення.
       Галургійна технологія переробки калійних полімінеральних руд характеризується низьким ступенем вилучення К2О, сульфатної сірки та магнію. До 50% К2О та 45% SO42-  вихідної руди у вигляді нерозчинного залишку направляється на хвостосховище. Ця технологія зумовлює екологічну небезпеку і наносить значні матеріальні втрати для калійної галузі виробництва. Технологія переробки калійних руд має бути комплексною, що дозволить одержувати різноманітні добрива і цінні для промисловості продукти. В першу чергу, це безхлорні калійні і калійно-магнієві добрива: калімагнезія (30% К2О, 10% МgО), лангбейніто-полігалітовий концентрат (20% К2О, 10% МgО), сульфат калію з 48-50% К2О, кухонна сіль, металічний магній, хлор, бром, каустична сода. Запаси полімінеральних  та інших солей сульфатного типу в Україні становлять понад 10 млрд.т. Відходи сульфату натрію нагромаджуються у процесах очищення нафти, нафтових фракцій, при переробці полімінеральних калійних руд (галіто-лангбейнітові залишки).
       Дана робота спрямована на вдосконалення технологічних основ процесів екстракційної переробки фосфатної сировини сульфатами та гідросульфатами лужних металів. Проведені теоретичні розрахунки показали, що взаємодія Са3(РО4)2 з гідросульфатами лужних металів можлива при температурі вище 298К. Обмін між трикальційфосфатом і гідросульфатами лужних металів відбувається з виділенням тепла. Експериментальні дослідження проводились з чистим Са3(РО4)2, хібінським апатитом та висококарбонатним фосфоритом Незвиського родовища, який вміщував до 23% Р2О5. Для розкладу Са3(РО4)2 використовували гідросульфат калію та його суміші з сульфатною кислотою. Досліджено вплив температури, витратних коефіцієнтів та тривалості процесу на ступінь перетворення Са3(РО4)2. Розклад Са3(РО4)2 для одержання простого суперфосфату проводився в інтервалі температур 373?403К з добавкою розчинів 70% сульфатної кислоти. Як показали результати досліджень, з підвищенням температури до 403К кислі фосфати переходять в рідку фазу, за рахунок чого в'язкість пульпи трикальційфосфату з гідросульфатними розчинами значно зменшується і це призводить до збільшення переходу Р2О5 в лимоннорозчинну форму. Із збільшенням температури вище 403К спостерігається зниження ступеню перетворення трикальційфосфату, що можна пояснити нестійкістю кислих фосфоровмісних солей і їх ймовірною ретроградацією з однієї сторони та випаровуванням води, що переводить процес в тверду фазу. Із збільшенням тривалості розкладу апатиту спостерігається ріст ступеня перетворення P2O5 в лимоннорозчинну форму. За 20 хвилин переходить в лимоннорозчинну форму – 54% Р2О5, за 40 хвилин–56% Р2О5, за 60 хвилин –59% Р2О5. Після дозрівання суперфосфату на 20-й день ступінь розкладу трикальційфосфату складає відповідно 61,5%, 67,8% і 69,3%. Вміст рідкої фази в пульпі має значний вплив на ступінь перетворення. Зменшення концентрації гідросульфату калію не приводить до збільшення ступеня перетворення, збільшення добавки розчину сульфатної кислоти до гідросульфатів покращує розклад трикальційфосфату. Кращими результатами є заміна на 50% гідросульфату калію сульфатною кислотою.
       На основі теоретичних розрахунків та експериментальних досліджень можна зробити висновок, що ефективним і економічно та екологічно доцільним методом переробки фосфатних руд України може бути їх розклад сумішами сульфатної кислоти з сульфатами та гідросульфатами лужних металів. Таким чином, на основі даної продукції та переробки твердих і рідких відходів можна одержувати складні РК, NРК і NРКМg – добрива із широким спектром співвідношення корисних компонентів (N:Р:К), що суттєво покращить екологічну ситуацію довкілля.
 
Екологічно доцільна комплексна переробка фосфатних руд з допомогою сульфатів та гідросульфатів лужних металів / Василінич Т.В., Петрук Г.Д. // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф.: тези допов. – С. 276.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”
Вінницький національний технічний університет
Секція 6 “Екологія людини. Хімія довкілля та екотоксикологія”
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet