Основы технологии фосфорных удобрений

К фосфорным удобрениям относятся природные фосфаты и про­дукты их переработки. В отличие от других видов минеральных удобрений фосфорные удобрения обладают различной растворимостью, по которой они 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 делятся на концентрированные (более 30% Р₂О₅) 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 переработки природных фосфатов в фосфорные удобрения является превращение исходного фосфорсодержащего сырья в такие соединения фос­фора, которые легко усваиваются растениями и являются вы­сококонцентрированными, то есть содержат возможно больше Р₂О₅ в усвояемой форме при минимальном количестве баллас­та и вредных примесей.

Важнейшими представителями фосфорных удобрений являются простой и двойной суперфосфат, которые выпускаются в виде порошка или гранул.

Простой суперфосфат получают камерным методом при разложении природных фосфатов (апатитового концентрата или фосфоритной муки) серной кислотой.

Основными стадиями в производстве простого суперфосфата являются (рис. 4):

- 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 полученного в камере суперфосфата на складе дообработки;

- дробление простого суперфосфата;

-грохочение (отделение крупных и мелких фракций);

- гранулирование простого суперфосфата.

Рис. 4. Принципиальная схема производства простого суперфосфата

Существенным недостатком технологии производства простого суперфосфата является образование побочных продуктов - фосфогипса СаSО₄, а также выделение очень вредного газообразного фтористого водорода (НF) на всех стадиях производства, при этом содержание Р₂О₅ в простом суперфосфате не превышает 20%.

Двойной суперфосфат, как более концентрированное удобрение, получают путем разложения природных фосфатов фосфорной кислотой, при этом производство двойного суперфосфата осуществляется двумя методами: камерным (не отличается от схемы получения простого суперфосфата) и поточным (бескамерным).

К недостаткам камерного способа относится наличие длительного складского дозревания продукта, сопровождающегося неорганизованными выделениями вредных фтористых соединений в атмосферу, и необходимость применения концентрированной фосфорной кислоты (50-55% Р₂О₅).

Основными стадиями в производстве двойного суперфосфата поточным методом являются (рис. 5):

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

- разложение фосфатного сырья (0,5-1 ч при температуре 95⁰С) 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).

Рис. 5. Принципиальная схема производства двойного суперфосфата