ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ НИЗКОСОРТНОГО ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ

Байбатырова Б.У., Бахов Ж.К.,Исаева Р.А.,Шынгисбаева Р.А.

Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова, г.Шымкент, Казахстан

В связи со снижением содержания основных компонентов в фосфоритах бассейна Каратау невыгодной становится переработка большой части сырья по традиционным технологиям. Это обусловлено образованием большого количества отходов при переработке сырья низкого качества. Поиск новых научно обоснованных технологических решений, позволяющих глубоко переработать сырье с не дорогими энергозатратами, является одной из актуальных проблем казахстанских предприятий фосфорной подотрасли.

Обесфторенный кормовой фосфат является одним из полезных продуктов, который может быть получен из никосортного фосфатного сырья. От удобрительных фосфатов кормовые фосфаты отличаются жесткой регламентацией не только содержания полезных компонентов, но и вредных для животных примесей – соединений фтора, мышьяка, тяжелых металлов. В принципе, содержание мышьяка и тяжелых металлов в исходном сырье незначительно и их концентрации обычно не превышают предельно-допустимые нормы. Однако, содержание фтора в каратауских фосфоритах всегдо больше допустимого. Поэтому основной операцией в технологии кормовых фосфатов является обесфторивание исходного фосфатного сырья.

Нами предложен более эффективный и экологически совершенный метод получения обесфторенных фосфатов, предусматривающий предварительную механическую активацию исходного фосфорита. Отличительной особенностью технологии является жидкофазное истирание фосфорита в присутствий акриловых полиэлектролитов, которое значительно повышает степень обесфторивания и содержание в продукте усвояемой формы Р₂О₅ . Основные сопутствующие апатиту минералы фосфорных руд играют положительную роль при наращивании реакционной спосбоности фосфотного вещества в ходе механической активации на разных ее этапах.

Анализ результатов исследований позволяет сделать вывод о том, что повышение степени обесфторивания и растворимости в слабой соляной кислоте трикальцийфосфата главным образом связано с разрушением его кристаллической структуры, нежели просто с повышением дисперсности материала. Разрушение структуры трикальцийфосфата вызывает изменение симметрии фосфат-иона – определяющего фактора растворимости трикальцийфосфата. Кроме того, при структурных изменениях в кристаллической решетке фторапатита происходит переход улетучивающихся карбонатов, сульфидов, фтористых и некоторых других соединений в относительно легкоразлагаемую при термическом воздействии форму.

Важной проблемой предприятий фосфорной промышленности является утилизации мелких фракций фосфоритных руд, образующихся при добыче и подготовке сырья к переработке.Это проблема возникла в результате как несовершенства способов добычи фосфоритов, так и ограниченностью возможности технологического оборудования перерабатывающих руду.

Получения гранул из мелких фракций фосфаритной руды, которые достигают 50...60% от всего объема добычи сырья, с целью вовлечения их в технологический цикл производства фосфора, имеет большое значение с точки зрения рационального использования ресурсов фосфатного сырья. Для облегчения грануляции частиц в фосфоритную муку следует добавить определенное количество жидкости, которая делает материал более пластичным. В качестве таких добавок нами использованы акриловые полиэлекторлиты. Рациональный и научно-обоснованный выбор связующих добавок является одним из эффективных путей решения проблемы повышения прочности, термостойкости фосфаритных гранул.

Для того, чтобы растворы акриловых полиэлектролитов использовать с большой пользой, их подавали в мокрые пылеулавливающие аппараты, а полимерсодержающий шлам, полученный при мокрой газоочистке, после отстайвания подали в качестве связующих на грануляцию фосфоритной муки. Добавки растворов полиэлектролитов, введенные в шламы пылеулавливания, играют многогранную роль в формировании фосфоритных гранул.Адсорбираясь на поверхности, способствуя тем самым, повышению смачиваемости, капиллярного всасывания влаги и увеличению числа межчастичных контактов, приводящих к формированию более сбалансированной и ненапряженной структуры, в упрочение которой свой вклад вносит еще склейвающее действие полимеров. В процессе сушки полимер продолжает играть полезную роль, изменяя поверхностное натяжение влаги, регулируя размер капилляров, уменьшения энергозатраты со снижением температуры фазовых переходов и оказывая существенное влияние на качественные характеристик фосфоритных гранул. За счет повышения прочностных их кондиционные фракций и снижается пылеобразование. В присутствии полимерных добавок требуемая прочность гранул на истирание достигается при 3,0...3,2% содержании ПШГ в исходной шихте.

Список литературы

1.Талхаев М.П., Борисов Л.И., Сухарников Ю.И., Гальперина С.Я. Производство фосфоритных окатышей. – Алма-Ата: Наука, 1989. -152с.

2. Воробьев О.Г., Реут О. Ч., Геотехнические системы. Генезис, структура, управление.Петрозаводск: ПетрГУ,1994.-84с.

3. Шакиров Б.С. Методология оценки экологической эффективности предприятий и создания ресурсосбергающих технологий в фосфорной промышленности. Автореф... докт.техн.наук.-Шымкент: КазХТИ, 1993. -34 с.