Производство фосфорных удобрений

К фосфорным удобрениям относятся природные фосфаты и продукты их переработки. В отличие от других видов минеральных удобрений, фосфорные обладают разной растворимостью, по которой подразделяются на водорастворимые (группа I); растворимые в органических кислотах или усвояемые (группа II); нерастворимые или растворимые только в сильных минеральных кислотах (группа III). По содержанию питательного элемента фосфорные удобрения бывают концентрированные (более 30 % P2O5) и неконцентрированные (менее 30 % Р₂О5).

Методы переработки фосфатного сырья существенно зависят от состава руды и могут быть механическими и химическими.

Механической обработкой(измельчением) получают простейшее фосфорное удобрение ‑ фосфоритную муку.

Задачей химической переработкиприродных фосфатов в фосфорные удобрения является превращение исходного фосфорсодержащего сырья в такие соединения фосфора, которые легко усваиваются растениями и являются высококонцентрированными, т.е. в их состав входит максимально возможное количество Р2О5 в усвояемой форме при минимальном содержании балласта и вредных примесей.

Важнейшими фосфорными удобрениями являются простой и двойной суперфосфаты, которые выпускаются в виде порошка или гранул.

Простой суперфосфатполучают камерным методом при Разложении природных фосфатов (апатитового концентрата или фосфоритной муки) серной кислотой.

Основными стадиями производства простого суперфосфата являются:

• смешение апатитового концентрата или фосфоритной муки с серной кислотой;

• Разложение сырья при химическом взаимодействии исходных компонентов с образованием суперфосфата и фосфогипса;

отверждение получаемой суспензии в суперфосфатной камере

Дозревание суперфосфата на складе дообработки;

Дробление простого суперфосфата;

грохочение (отделение крупных и мелких фракций); гранулирование простого суперфосфата.

Существенными недостатками технологии производства простого суперфосфата являются образование побочных продуктов ‑ фосфогипса (CaSO₄) и выделение на всех стадиях производства очень токсичного газообразного фтористого водорода (HF). При этом содержание Р₂О5 в простом суперфосфате не превышает 20 %.

Двойной суперфосфатявляется более концентрированным удобрением, чем простой. Его получают путем разложения природных фосфатов фосфорной кислотой. Производство двойного суперфосфата осуществляется двумя методами: камерным (по схеме получения простого суперфосфата) и поточным (бескамерным).

К недостаткам камерного способа относятся длительное складское дозревание продукта, сопровождающееся неорганизованными выделениями вредных фтористых соединений в атмосферу, и необходимость применения концентрированной фосфорной кислоты, содержащей 50‑55 % Р₂О5.

Основными стадиями производства двойного суперфосфата поточным методом являются:

• смешение апатитового концентрата или фосфоритной муки с 32 %-ной фосфорной кислотой;

• разложение фосфатного сырья (процесс протекает 0,5‑1ч при температуре 95 °С) в реакторе-смесителе с образованием пульпы готового продукта;

• сушка в распылительной сушилке и получение порошкообразного удобрения;

• гранулирование части порошкообразного суперфосфата в грануляторе-смесителе;

• сушка гранул в барабанной сушилке;

• рассев гранул на грохоте и получение товарной фракции двойного суперфосфата (размеры частиц ‑ 1‑4 мм).

После рассева гранул суперфосфата на грохоте крупная фракция (размер частиц ‑ 4 мм и более) измельчается на молотковой дробилке и снова поступает на грохот, а мелкая, называемая ретуром (размер частиц ‑ 1 мм и менее), возвращается в гранулятор-смеситель.

В себестоимости производства суперфосфата наибольшая доля затрат (93‑96 %) приходится на стоимость сырья, при этом себестоимость гранулированного двойного суперфосфата выше, чем порошкообразного. Однако гранулирование способствует значительному улучшению качества и агрохимических свойств удобрений. Себестоимость двойного суперфосфата на 10‑13 % выше, чем простого, но это увеличение компенсируется экономией труда при его транспортировке и внесении в почву.