Рок фосфатные примеси и влияние на производство фосфорной кислоты

Горные примеси:

Все элементы в фосфоритах, кроме PO43- или Ca2 +, считаются примесями. Основными примесями являются MgO, Fe2O3, Al2O3, SiO2, Na2O, K2O, фтор, хлорид, уран, кадмий, нерастворимый, сульфат, карбонат и т. Д. Некоторые из этих примесей растворимы в фосфорной кислоте. Нерастворимые примеси не оказывают существенного влияния на процесс производства фосфорной кислоты, поскольку они выделяются гипсом во время фильтрации. Все проблемы создаются растворимыми примесями. Такие проблемы, как образование накипи, коррозия, образование осадка, повышение вязкости кислоты и нестабильность процесса, возникают из-за присутствия этих примесей в кислоте. Такая проблема может быть вызвана либо одним единственным ионом, либо присутствием сложной группы. Например, небольшое увеличение содержания калия, алюминия или железа в фосфорной кислоте может привести к образованию большого количества шлама в резервуарах для хранения. Иногда примеси, такие как кремнезем и алюминий, добавляются в реактор для улучшения фильтруемости гипса и уменьшения коррозии благодаря фиксации фтора в виде SiF4. Присутствие высоких хлоридов вызывает сильное увеличение скорости коррозии. В сочетании с фторидом, натрием или калием кремнезем может образовывать фосиликатные соли, которые вызывают сильное образование накипи на фильтровальной ткани, поддоне и трубопроводах при одновременном снижении скорости фильтрации. Некоторые из основных примесей:

Кальций:

Основное значение CaO состоит в том, что он потребляет серную кислоту по следующей реакции.

CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O

Качество породы оценивается по соотношению CaO / P2O5, а не только по содержанию CaO. При рассмотрении влияния CaO, Al2O3 и MgO в породе прослеживается четкая взаимосвязь между CaO / P2O5 и BPL, содержанием алюминия и MgO в породе. CaO / P2O5 может быть уменьшен на 0,05 путем увеличения BPL на 9 единиц, снижения MgO на 0,40% или увеличения Al2O3 на 0,25%.

Магний:

Магний присутствует в породе в основном в виде доломита (смесь кальция и карбоната магния). По существу весь Mg растворяется в пищеварении породы. Поскольку весь P2O5 в породе не растворяется, возможно иметь более высокое соотношение MgO / P2O5 в пищеварительной кислоте, чем в породе. Известно, что MgO оказывает значительное влияние на извлечение P2O5 на стадии кислотного расщепления. Основываясь на эксплуатационных данных, увеличение содержания MgO в породе на 0,1% приведет к снижению извлечения P2O5 как минимум на 0,25%. MgO также может влиять на производительность. На каждые 0,1% увеличения MgO наблюдается снижение на 4,3%.

Фториды:

Фтор удаляется в основном за счет испарения фосфорной кислоты до более высокой прочности P2O5. Выпаривая кислоту (в частности, до 54% ​​P2O5), выделяется фторид в виде газа SiF4, который абсорбируется в скруббере в виде кремнеземной кислоты (до концентрации 18%). Некоторое количество фтора также удаляется в зоне атаки реакционного резервуара. Это удаление может быть улучшено путем использования высокой температуры разбавления серной кислоты во время добавления. Большая часть удаляемого фтора должна быть заменена ионами сульфата или нитрата, чтобы сохранить баланс анион / катион в суспензии. Фторид, как и хлорид, быстро увеличивает скорость коррозии и требует специальной защиты.

Железо:

Железо в основном удаляется из фосфорной кислоты путем удаления шлама во время концентрации. Он выпадает в осадок при испарении кислоты. Осажденное железо может быть удалено центрифугированием или осветлением. Железо осаждается в виде сложных фосфатов железа, и экономически желательно использовать их в других продуктах удобрений. В отличие от MgO, который незначительно осаждается при концентрации кислоты, по существу, все железо с концентрацией выше 0,9% в породе будет осаждаться при концентрировании кислоты.

Уран:

Большинство фосфатных пород содержат небольшое количество урана. Количество настолько мало (около 1 фунта на тонну P2O5 для породы Флорида, как правило, меньше для других фосфатных пород), что оно оказывает незначительное влияние на способность превращать удобрение в кислоту.

Кадмий:

Кадмий, являющийся тяжелым металлом, является серьезной проблемой в Европе и других регионах мира как остаток в удобрениях. Это потому, что кадмий поглощается некоторыми растениями и проходит через пищевую цепь. Многие из мировых фосфатных пород содержат 10 частей на миллион кадмия.

Сульфат-ионы:

Все фосфаты содержат некоторое количество сульфата. Это соответствует свободному сульфату и выгодно при расчете серной кислоты, необходимой для расщепления фосфатной породы. Тем не менее, он является относительно постоянным и составляет около 0,8% в большинстве фосфатных пород.

Карбонат-ионы:

Карбонат содержится во всех фосфатных породах. Он присутствует в основном в форме известняка или доломита. Присутствие большого количества карбоната вызывает избыточное пенообразование в процессе расщепления породы и может привести к увеличению потерь фосфата из-за пенообразования и переполнения. Обычно пенообразование контролируется использованием пеногасителя. Количество карбоната в фосфатных породах должно хорошо коррелировать с содержанием MgO в породе.

Важность Нерастворимых:

Нерастворимым является материал, оставшийся после переваривания породы. Как правило, в результате переваривания нерастворимым остается кремнезем. На заводе значительная часть кремнезема растворяется в кислоте, образуя кремниевую кислоту. С другой стороны, некоторые виды, такие как железные пириты, не растворяются в пищеварении растений.

Низкосортная порода ограничивает производительность и извлечение P2O5 в процессе производства фосфорной кислоты. Переработка низкосортных рудных фосфатных руд является проблемой, которая потребует повышенного внимания в предстоящие десятилетия, поскольку общее качество каменных руд истощается.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *