способ получения дикальцийфосфата

Формула изобретения

Способ получения дикальцийфосфата, включающий смешение фосфорной кислоты с известняком при 60-80°С в безретурном режиме с последующим дозреванием и сушкой продукта топочными газами при 120-145°С до остаточного содержания влаги 1,5-2,5%, отличающийся тем, что смешение ведут в двух последовательно соединенных двухвальных смесителях в течение 4-8 мин при добавлении абсорбционной жидкости в количестве 40-70% от массы известняка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения минеральных добавок для корма животных, а именно к производству дикальцийфосфата (кормового преципитата).

Согласно требованиям ГОСТ 23999-80 (Кальция фосфат кормовой) и ТУ 113-08-416-87 (Преципитат (дикальцийфосфат) кормовой из экстракционной фосфорной кислоты) одним из основных показателей качества кормовых фосфатов является содержание фосфора, растворимого в 0,4%-ном растворе соляной кислоты. Содержание общего фосфора, растворимого в 20%-ном растворе соляной кислоты, определяется по ГОСТ 20851.2-75, изм.2, раздел 1.

Наиболее точно характеризует качество и ценность минеральной добавки содержание усвояемого фосфора, извлекаемого раствором лимонной кислоты (ГОСТ 20851.2-75, раздел 3) и раствором лимоннокислого аммония (цитрата аммония) с рН 7 (ГОСТ 20851.2-75, раздел 5Б), соотношение содержания лимонно- и цитратно-растворимого усвояемого фосфора к содержанию общего фосфора в продукте.

Известен способ получения дикальцийфосфата путем обработки размолотого мела или известняка фосфорной кислотой концентрацией 73% H₃PO₄ в присутствии ретура при вводе водной суспензии дикальцийфосфата, при этом ее концентрация 350-850, предпочтительно 650-750 г/л, температура 45-90°С. Полученную смесь выдерживают, сушат, продукт измельчают [а.с. № 597663, кл. С05В 3/00, С01В 25/32].

Недостатком данного способа является ретурность процесса, использование дорогостоящей термической фосфорной кислоты, необходимость приготовления суспензии дикальцийфосфата и низкое содержание в продукте лимонно- и цитратно-растворимого усвояемого фосфора.

Известен способ получения кормовых фосфатов кальция, включающий смешение экстракционной фосфорной кислоты (45% P₂O₅) с кальцийсодержащим реагентом и ретуром при мольном соотношении CaO:P₂ O₅=1,3-1,6 с последующей сушкой до влажности 1,5-3,5% на первой стадии процесса, смешением полученного продукта с экстракционной фосфорной кислотой до соотношения СаО:P₂O₅ =1,0-1,3 и сушкой при 145-170°С на второй стадии [а.с. № 1463733, кл. С01В 25/32].

Недостатком данного способа является ретурность процесса и низкое содержание в продукте лимонно- и цитратно-растворимого усвояемого фосфора, которое не превышает 85-90% от количества общего фосфора из-за высокой температуры сушки продукта на второй стадии процесса.

Известен способ получения дикальцийфосфата, включающий смешение экстракционной фосфорной кислоты, содержащей 62-70% P₂ O₅, 2-4% SO₄ ^2- и 0,5-1,5% Fe⁺³, с тонкоизмельченным известняком при 60-70°С в безретурном режиме с последующим дозреванием, сушкой продукта топочными газами при 100-120°С [а.с. № 1346632, кл. С05В 3/00, С01В 25/32].

Недостатком этого способа является также низкое содержание в продукте лимонно- и цитратно-растворимого усвояемого фосфора (85-90% от общего фосфора), которое обусловлено малой реакционной способностью фосфорной кислоты концентрацией 62-70% Р₂О₅ , из-за наличия полиформ и неполным протеканием реакции разложения известняка.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения дикальцийфосфата, включающий смешение экстракционной фосфорной кислоты, содержащей 45-50% P₂O₅ и нагретой до 60-80°С, с тонкоизмельченным известняком в двухвальном смесителе в течение 3 мин в ретурном или безретурном режиме с последующим дозреванием, сушкой продукта топочными газами в барабанной сушилке при температуре отходящих газов 120-145°С до остаточного содержания влаги 1,5-2,5%, улавливанием пыли продукта в циклонах и фильтрах или очисткой отходящих газов из сушильного барабана в скрубберах мокрой очистки [Тенденция развития производства кормового дикальцийфосфата и комплексных минеральных добавок на его основе. Обзорная информация. Серия «Минеральные удобрения и серная кислота». М.: НИИТЭХИМ, 1987].

Недостатком этого способа является также низкое содержание в продукте лимонно- и цитратно-растворимого усвояемого фосфора (85-90% от общего фосфора), которое обусловлено неполным протеканием реакции разложения известняка.

Цель изобретения: повышение качества дикальцийфосфата путем увеличения содержания лимонно- и цитратно-растворимого усвояемого фосфора.

Способ осуществляют путем смешения экстракционной фосфорной кислоты с тонкоизмельченным известняком при 60-80°С в безретурном режиме при добавлении абсорбционной жидкости узла мокрой очистки отходящих газов сушильного барабана в количестве 40-70% от массы известняка с последующим дозреванием и сушкой продукта топочными газами при 120-145°С до остаточного содержания влаги 1,5-2,5%, причем смешение реагентов проводят в течение 4-8 минут в двух последовательно соединенных двухвальных смесителях.

Отличительными признаками предлагаемого способа получения дикальцийфосфата является то, что смешение проводят в двух последовательно соединенных двухвальных смесителях при добавлении абсорбционной жидкости, ее количество, продолжительность смешения реакционной смеси. При проведении процесса в заданных пределах получают дикальцийфосфат с содержанием лимонно- и цитратно-растворимого усвояемого фосфора не менее 95% от общего фосфора за счет лучшего перемешивания реакционной смеси и более полного протекания реакции разложения известняка в смесителях.

Повышение расхода абсорбционной жидкости выше 70% от массы известняка вызывает увеличение влажности и комкование реакционной массы в смесителях. Уменьшение расхода ниже 40% от массы известняка снижает содержание лимонно- и цитратно-растворимого усвояемого фосфора в реакционной массе после смесителя, соответственно, и в готовом продукте. Расход абсорбционной жидкости в пределах 40-70% от массы известняка обеспечивает поддержание влажности реакционной массы, выходящей из второго смесителя, на уровне 20-25%, при этом реакционная масса из смесителя выходит рассыпчатой и достигаются оптимальные условия протекания реакции разложения известняка.

Продолжительность перемешивания реакционной смеси меньше 4 мин недостаточна для полного протекания реакции разложения известняка в двухвальных смесителях и получения дикальцийфосфата с высоким содержанием лимонно- и цитратно-растворимого усвояемого фосфора. Увеличение времени смешения реагентов свыше 8 мин практически не приводит к повышению качества продукта.

Целесообразность выбранных интервалов показателей процесса приведена в примерах и в таблице.

Пример 1. 5,8 т ЭФК концентрацией 50% P₂O₅ смешивают с 4,2 т тонкоизмельченного известняка Тургоякского месторождения, содержащего 96% СаСО ₃, добавляют 2,1 т абсорбционной жидкости. Расход абсорбционной жидкости составляет 50% от массы известняка. Процесс смешения реагентов ведут при 65°С в безретурном режиме в течение 6 мин в двух последовательно соединенных двухвальных смесителях. Получают влажную рассыпчатую массу с содержанием (в %): влаги - 25; общего фосфора в пересчете на P₂O₅ (P₂O_5oбщ) - 33,7; лимонно-растворимого усвояемого фосфора в пересчете на P₂O₅ (Р₂O_5лим) - 33,6; цитратно-растворимого усвояемого фосфора в пересчете на P₂O₅ (Р₂O_5цитр) - 33,5; соотношение Р₂ O_5лим/P₂O_5oбщ - 99,7; Р ₂O_5цитр/P₂O_5oбщ - 99,4. Массу дозревают и сушат топочными газами при температуре 130°С в барабанной сушилке до влажности 2%. Готовый продукт содержит в %: P₂O_5oбщ - 44,0; Р₂O _5лим - 43,5; Р₂O_5цитр - 43,0; Р ₂O_5лим/P₂O_5oбщ - 98,9; Р₂O_5цитр/P₂O_5oбщ - 98,4; Са - 23.

Пример 2. 5,8 т ЭФК концентрацией 50% P₂O₅ смешивают с 4,2 т тонкоизмельченного известняка месторождения Шахтау, содержащего 95% СаСО₃ , добавляют 2 т абсорбционной жидкости. Расход абсорбционной жидкости составляет 48% от массы известняка. Процесс смешения ведут при 65°С в безретурном режиме в течение 6 мин в двух последовательно соединенных двухвальных смесителях. Получают влажную рассыпчатую массу с содержанием (в %): влаги - 24; P ₂O_5oбщ - 33,8; Р₂O_5лим - 33,45; Р₂O_5цитр - 33,4; Р₂ O_5лим/P₂O_5oбщ - 99,0; Р ₂O_5цитр/P₂O_5oбщ - 98,8. Массу дозревают и сушат топочными газами при температуре 130°С в барабанной сушилке до влажности 2%. Готовый продукт содержит в %: P₂O_5oбщ - 44,0; Р₂O _5лим - 42,7; Р₂O_5цитр - 42,5; Р ₂O_5лим/P₂O_5oбщ - 97,0; Р₂O_5цитр/P₂O_5oбщ - 96,6; Са - 23.

В таблице представлены условия проведения процесса.

Концентрация ЭФК 48-50% P ₂O₅, известняк Тургоякского месторождения, температура реакционной массы в смесителях 70°С, дозревание, сушка продукта при температуре 130°С, остаточная влага в продукте 2%. Смешение реагентов ведут в двух последовательно соединенных двухвальных смесителях при добавлении абсорбционной жидкости.

Предложенный способ позволяет повысить качество дикальцийфосфата за счет увеличения содержания лимонно- и цитратно-растворимой форм усвояемого фосфора.