Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Декабря 2011 в 16:21, курсовая работа
Суперфосфат простой Са(Н2РО4)5 содержит 16-20% Р2О5. Присутствие в фосфорите большого количества железа и алюминия (выше 3%) нежелательно, так как при производстве суперфосфата на их разложение затрачивается дополнительно серная кислота. Кроме того, они способствуют ретроградации - процессу обратного перехода фосфорной кислоты в малорастворимые соединения.
В готовом суперфосфате всегда содержится около 5-5,5% Р2О5 свободной фосфорной кислоты, что значительно ухудшает его качество, и до 40% гипса. Для устранения этого недостатка применяют нейтрализацию суперфосфата твердыми добавками (известью, мелом, доломитом, фосфоритной или костяной мукой) или аммиаком (газообразным и жидким). При получении простого суперфосфата концентрация Р2О5 в суперфосфате в 2 раза меньше, чем в исходном материале. Поэтому для его изготовления необходимо брать высокопроцентные фосфаты (32-40% Р2О5), чтобы получить суперфосфат с 16-20% Р2О5.
На рис. 1. представлена технологическая блок-схема производства двойного суперфосфата поточным методом с аппаратом БГС производительностью 180 тыс. тонн в год. Измельченный фосфорит из бункера и фосфорную кислоту из сборника подают в реактор I ступени. Из него реакционная пульпа перетекает в реактор II ступени. В оба реактора подают острый пар, обеспечивающий температуру реакционной массы 90-100?С. Из реактора II ступени пульпа поступает в аппарат БГС, где происходит завершающая стадия разложения фосфорита, сушка и грануляция пульпы. В аппарат БГС подается также ретур - тонко измельченный двойной суперфосфат после отделения товарного продукта. Отношение масс ретура и готового суперфосфата равно 3:1. Пульпа, поступающая в аппарат БГС, разбрызгивается форсунками и наслаивается на частицы ретура, образуя гранулы, которые высушиваются при 700?С топочными газами, поступающими в аппарат из топки. Сухой продукт направляется на грохоты, где его разделяют на три фракции. Крупную фракцию после измельчения в дробилке, смешивают с мелкой фракцией, прошедшей через второй грохот, и пылью из циклонов и в виде ретура возвращается в аппарат БГС. Товарную фракцию суперфосфата, прошедшую через второй грохот, с размером гранул 1-4 мм, направляют в барабан-аммонизатор, где остаточная фосфорная кислота нейтрализуется аммиаком. Из аммонизатора она попадает в холодильник кипящего слоя и затем на склад. Выделяющиеся из аппарата БГС фторсодержащие газы очищаются от пыли в циклоне и направляются на абсорбцию.
Основным аппаратом в поточной схеме является барабанная гранулятор-сушилка (аппарат БГС), представляющая барабан диаметром 4,5 м и длиной до 35 м, установленный под углом 3? и вращающийся с частотой 4 об/м. Барабан содержит внутри лопастную насадку переменной конфигурации, с помощью которой при вращении барабана создается завеса частиц суперфосфата, ссыпающегося с полок. Теплоноситель (топочные газы) и поток суспензии суперфосфата подаются по оси аппарата, что уменьшает нагрев его стенок и позволяет применять топочные газы, нагретые до 950?С. Производительность аппарата БГС составляет 40 т/час. [5, с 294-295]
Упаковывают гранулированный
двойной суперфосфат в
В себестоимости производства суперфосфата наибольшую долю (93-96%) составляет стоимость сырья, как и в производстве всех минеральных удобрений. Себестоимость гранулированного двойного суперфосфата выше, чем порошкообразного. Однако гранулирование способствует значительному улучшению качества и агрохимических свойств удобрения. Себестоимость продукта в поточном и камерном методах практически одинакова. При этом себестоимость P2O5 в них на 20% выше, чем в производстве простого суперфосфата. Однако, это компенсируется экономией при транспортировке, хранении и внесении в почву более концентрированного удобрения, каким является двойной суперфосфат.
Рис. 1. Блок-схема
технологического процесса производства
двойного суперфосфата:
1 - смешение измельченного фосфорита и
фосфорной кислоты;
2 - разложение фосфорита I ступени;
3 - разложение фосфорита II ступени;
4 - гранулирование пульпы;
5 - очищение фосфорсодержащих газов от
пыли;
6 - сушка гранул пульпы;
7 - получение топочных газов (в топке);
8 - грохочение сухого продукта;
9 - измельчение крупной фракции;
10 - отделение мелкой и средней (товарной)
фракции на втором грохоте;
11 - смешение измельченной крупной фракции
и мелкой;
12 - аммонизация (нейтрализация) остаточной
фосфорной кислоты;
13 - очищение газов, содержащих аммиак
и пыль;
14 - охлаждение нейтрализованной товарной
фракции двойного суперфосфата;
- предмет труда и побочные
продукты на всех стадиях
- стадии переработки продукции (операции);
- технологические (предметные) связи.
++++++++++++++++++++++++++++++
Фосфоросодержащие
удобрения — минеральные
удобрения, содержащие
фосфор и используемые
для улучшения фосфорного
питания растений.. К
ним относятся суперфосфат,
двойной суперфосфат,
аммофос, диаммофос,
орто- и мета- фосфаты
калия, преципитат, томасшлак,
фосфоритная мука, костяная
мука и др.
Все фосфорные удобрения - аморфные вещества, беловато-серого или желтоватого цвета. Основные из них - суперфосфаты. Фосфоритная мука - тонко размолотый природный фосфорит, соединения которого труднодоступны растениям. Это удобрение применяют на кислых подзолистых, торфяных, серых лесных почвах, а также на деградированных и выщелоченных черноземах и красноземах.
Фосфорные удобрения являются единственным источником пополнения запасов фосфора в почве. Фосфорные удобрения увеличивают урожай и улучшают его качество, ускоряют созревание растений, повышают их устойчивость к полеганию и засухе.
Промышленное производство фосфорных удобрений основано на переработке полезных ископаемых – апатитов и фосфоритов. Содержание P2O5 в фосфорной руде варьируется от 5 до 35%, поэтому они подлежат обогащению. В ходе переработки фосфорного сырья осуществляют перевод фосфора в усвояемую для растений форму.
Фосфорные удобрения
различаются между собой не только
по процентному составу, но и по степени
растворимости. По степени растворимости
фосфорные подразделяются на 3 группы:
• Содержащие фосфор в водорастворимой
форме, легкодоступные для растений - суперфосфаты
простой и двойной, аммонизированный,
обогащенный;
• Содержащие фосфор нерастворимый в
воде, но растворимый в слабых кислотах;
не могут непосредственно использоваться
растениями - фосфоритная и костная мука;
• Содержащие фосфор в виде не растворяющихся
в воде и слабых кислотах соединений,
который под воздействием почвенной кислотности
и корневых выделений растений постепенно
переходит в усвояемую растениями форму.
В настоящее время объемы производства чистых фосфорных удобрений (суперфосфат, двойной суперфосфат и др.) в России и в мире незначительны. Сам же фосфор, как питательное вещество, включается, в основном, в комплексные минеральные удобрения, в производстве которых используются также азот и калий. На территории России основными видами производимых фосфорных удобрений являются аммофос, диаммофос и азофоска (NPK). Комплексные фосфоросодержащие удобрения будут рассмотрены в отдельном разделе данной главы, сейчас же мы подробно рассмотрим простые фосфорные удобрения.
Свойства простых минеральных фосфорных удобрений
|
Суперфосфат простой – Ca(H2PO4)2. Содержит 16–20% Р2О5. Это основное фосфорное удобрение получают обработкой серной кислотой тонко размолотого апатита или фосфорита. Почти вся фосфорная кислота, находящаяся в суперфосфате, растворяется в воде и хорошо усваивается растениями. В составе удобрения находится около 6% азота, 10% серы, 17% кальция, 0,5% магния. Выпускается порошковидный и гранулированный суперфосфат. Гранулированный суперфосфат имеет ряд преимуществ перед порошковидным: обычно содержит больше фосфора (до 26%), не образует комков и не слёживается, его можно вносить в почву с помощью зернотуковых сеялок.
В процессе грануляции свободная фосфорная кислота нейтрализуется и суперфосфат высушивается, поэтому количество свободной фосфорной кислоты в нём снижается до 1-2,5%, а влаги – до 1-4%. Фосфор гранулированного суперфосфата меньше закрепляется почвенно-поглощающим комплексом, что особенно важно на кислых почвах, содержащих в повышенных количествах железо и алюминий, так как фосфор образует с этими элементами нерастворимые соединения.
Суперфосфат двойной - Ca(H2PO4)2. Отличается от простого суперфосфата повышенной концентрацией фосфора – до 45% и выше. Это наиболее распространенное фосфорное удобрение, как в странах СНГ, так и за рубежом.
Преципитат – СаНРО4 ×Н2О - содержит до 35% P2O5. Белый или светло-серый, не слеживающийся порошок, хорошо рассеивается при внесении в почву. Фосфор преципитата растворяется в лимоннокислом аммонии и достаточно хорошо доступен растениям. По своему действию на урожай растений он близок к суперфосфату, но пригоден лишь для основного внесения под вспашку. На кислых почвах и сероземах преципитат даже эффективнее суперфосфата. На черноземах эти два удобрения равноценны, или действие суперфосфата несколько выше, чем преципитата.
Фосфоритная мука - минеральное фосфорное удобрение, получаемое при тонком размоле фосфоритов — осадочных горных пород, образованных в основном минералами группы апатита. Содержит 19–30% P2O5 в виде Ca3(PO4)2. Поскольку фосфат кальция малорастворим в воде, фосфоритная мука может усваиваться растениями только на кислых почвах — подзолистых и торфяных, — в которых Ca3(PO4)2 постепенно переходит в доступный растениям гидрофосфат Ca(H2PO4)2•H2O. Усвоению фосфоритной муки благоприятствует тонкость помола, а также внесение её в почву совместно с кислыми удобрениями, например с (NH4)2SO4 или навозом. Применяется также для приготовления навозных и торфяных компостов. Основным достоинством фосфоритной муки как удобрения является её дешевизна; можно отметить также экологическую безвредность и длительное последействие.
Ниже приведены технические характеристики основных простых фосфатных удобрений.
Физико-химические характеристики суперфосфата простого гранулированного
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||