Технологическая схема производства суперфосфата

Для получения суперфосфата по непрерывному способу используют непрерывно действующий реактор – суперфосфатную камеру.

1. Природный фосфат из бункера и серная кислота дозировано подаются в смеситель с мешалками. Для этого процесса применяют 67-70%-ную серную кислоту, которую нагревают до 70ºС.

2. Под действием серной кислоты природный фосфат частично подвергается быстрому поверхностному разложению с образованием фосфорной кислоты и сульфата кальция.

3. Малорастворимый сульфат кальция кристаллизуется и выпадает в осадок. Это приводит к образованию загустевшей массы – пульпы, которая представляет собой смесь из не прореагировавшего фосфата, фосфорной кислоты и сульфата кальция.

4. Полученная пульпа из смесителя стекает в камеру вызревания. В камере вызревания в течение 30-60 минут завершается быстрый первый этап – схватывание и затвердевание суперфосфатной массы в результате быстрой кристаллизации малорастворимого сульфата кальция. В камере вызревания образовавшаяся фосфорная кислота реагирует с остатками природного фосфата с образованием дигидрофосфата кальция. Температура в камере вызревания поднимается до 110ºС за счёт выделения теплоты реакции. Повышение температуры вызывает испарение воды, поступившей в систему с серной кислотой. В этих условиях наступает перенасыщение раствора, и дигидрофосфат кальция постепенно выкристаллизовывается из раствора. Дигидрофосфат кальция при кристаллизации присоединяет воду и превращается в моногидрат Ca(H₂PO₄)₂·H₂O

5. Образование дигидрофосфата кальция и его кристаллизация протекает медленно и продолжается на складе при дозревании суперфосфата в течение 20 суток.

Устройство суперфосфатной камеры.

Камера вызревания или суперфосфатная камера – это вертикальный железобетонный цилиндр, стенки которого выложены кислотоупорными плитками из диабаза (Рис. 6. 3).

Рис. 6.3 Суперфосфатная камера непрерывного действия (вертикальный и горизонтальный разрезы): 1 - корпус камеры; 2 - полуцилиндр; 3 - неподвижный щит; 4 - карусель-фрезер; 5 - ножи; 6 - смеситель; 7 - место поступления пульпы; 8 - неподвижная крышка.

Этот цилиндр вместе с железобетонным днищем медленно вращается вокруг неподвижной чугунной трубы, предназначенной для выгрузки затвердевшей суперфосфатной массы.

Железобетонная крышка камеры неподвижно закреплена на опорах.
К ней подвешена вертикальная перегородка, отделяющая зону загрузки от зоны выгрузки. Фосфатную пульпу постоянно подают в зону загрузки из смесителя, закреплённого на крышке камеры.

В зоне выгрузки находится фрезер, имеющий крылья с ножами. Фрезер вращается в направлении, противоположном вращению камеры, которая совершает оборот за 1,5-2 часа. Готовый к выгрузке суперфосфат срезается ножами фрезера и проваливается в полую центральную трубу на транспортёр, передающий суперфосфатную массу на склад.

Простой суперфосфат содержит до 20% P₂O₅, (причём 5% P₂O₅ в виде свободной фосфорной кислоты), 20% влаги и до 50% CaSO₄ в виде балласта.

Наличие в нём влаги и фосфорной кислоты затрудняет хранение и применение. Поэтому целесообразно осуществлять нейтрализацию фосфорной кислоты добавлением молотого известняка или мела и проводить гранулирование.

Гранулирование суперфосфата, улучшающее его физические и агрохимические свойства, производят в наклонных вращающихся барабанах – грануляторах, куда непрерывно подают суперфосфат и вбрызгивают воду (Рис. 6.4):

Рис. 6.4. Схема установки нейтрализации и гранулирования суперфосфата: 1 - ленточный транспортёр, подающий суперфосфат; 2 - гранулятор; 3 - барабанная сушилка; 4 - грохот; 5 - подвод горячего воздуха; 6 - валковая дробилка; 7 - циклон.

Увлажнённый порошкообразный суперфосфат закатывают в гранулы. Наличие в суперфосфате большого количества сульфата кальция в виде балласта и сравнительно небольшого количества P₂O₅ делают его неэкономичным удобрением при дальних перевозках.

Более эффективными являются концентрированные фосфорные удобрения, содержащие до 50% P₂O₅. Для их производства необходима фосфорная кислота.

Фосфорную кислот у получают экстракционным способом: разложением природных фосфатовсерной кислотой.