Двойной суперфосфат и технология его получения

Двойной суперфосфат – концентрированное минеральное фосфорное удобрение, состав которого можно отразить формулой Ca(H2PO4).H2O + H3PO4.
Производство двойного суперфосфата идет в две стадии: получение ортофосфорной кислоты путем обработки сырья (апатита или фосфорита) концентрированной серной кислотой (методом экстракции) [16, c. 199].:
[Ca3(PO4)2]3 × CaF2 + 10H2SO4 = 6H3PO4 + 10CaSO4 + 2HF
Затем полученной ортофосфорной кислотой ведут обработку ещё одной партии фосфатного сырья:
[Ca3(PO4)2]3 × CaF2 + 14H3PO4 + 10H2O = 10Ca(H2PO4)2 × H2O + 2HF
Двойной суперфосфат получают камерным и поточным способами. Схема получения двойного суперфосфата приведена на рисунках 2, 3.
Рисунок 2 – Схема получения двойного суперфосфата камерным способом [13, c. 5].
При камерном способе для разложения исходного сырья (апатита или фосфорита) применяется фосфорная кислота с концентрацией 50-54% P2O5, после смешения реагентов и созревания полученной смеси в камере проводят нейтрализацию двойного суперфосфата известняком. Степень разложения фосфата составляет 90%. На всех стадиях производства могут выделяются вода, фтороводород, тетрафторид кремния, углекислота, пылевые частицы (рисунок 2). Сотрудникам производства необходимо соблюдать меры безопасности при изготовлении двойного суперфосфата [16, c. 3].
Производство двойного суперфосфата полунепрерывным камерным способом представлено на рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема производства суперфосфата непрерывным способом:
1- транспортер для апатитового концентрата; 2 - бункер для апатитового концентрата; 3 - шнековый питатель; 4 - ковшовый элеватор; 5, 9 - шнеки; 6 - обратный шнек для избытка апатитового концентрата; 7 - бункер весового дозатора; 8 - весовой дозатор; 10 - смеситель; 11 - контрольные весы для проверки весового дозатора; 12 - бункер контрольных весов; 13 - резервуар для серной кислоты; 14 - центробежный кислотный насос; 15 - напорный бак для кислоты; 16 - кислотный смеситель; 17 - напорный бак для воды; 18 - газоотделитель для оксидов азота, выделяющихся при разбавлении башенной серной кислоты; 19 - концентратомер для кислоты; 20 - щелевой расходомер кислоты; 21 - суперфосфатная камера; 22 - фрейзер; 23 - транспортер для камерного суперфосфата; 24 - разбрасыватель суперфосфата на складе.
Основным недостатком камерного способа является выделение газообразных соединений фтора в атмосферу склада при обработке суперфосфата.
При разложении апатитового концентрата, фосфорной кислотой, образуется плотный и мажущийся продукт, выгрузка которого из суперфосфатной камеры и его дообработка на складе затруднительны

. Поэтому для улучшения физических свойств суперфосфата в смеситель вводят молотый известняк – 3-3,5 % от массы апатита, при разложении которого выделяется диоксид углерода, что придает суперфосфатной массе пористость и рыхлость.
Для связывания фтора, содержащегося в фосфорной кислоте и исходном фосфате, в смеситель может быть введен сульфат натрия в количестве, обеспечивающем связывание всей кремнефтористоводородной кислоты.
При работе на кислоте повышенной концентрации пульпа при смещении быстро густеет, перемешивание ее с известняком затрудняется, и камерный суперфосфат получается очень плотным