д.т.н., профессор Молдабеков Ш.М., магистрант Дайрабаев А.Ж., докторант Омаров Б.Т.

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

ҚЫШҚЫЛДЫ ТҰЗДАР ҚОСПАСЫ БАР ФОСФОРИТ ҰНЫН БЕЛСЕНДІРУ

Қазіргі уақытқа дейін фосфор саласындағы өндірістер негізінен бай және қалыпты фосфорит кендерін өңдеуде. Сонымен қатар, кедей фосфориттер және фосфатты-сазды-кремнийлі сланецтер, олардың химиялық және минералогиялық құрамдарына және оларды қайта өңдеудің ғылыми негізделген әдістерінің болмауына байланысты фосфор өндірісінде қолданылмаған.

Табиғи фосфориттерді фосфорлы және фосфор мазмұндайтын кешенді тыңайтқыштарға өңдеу кезінде Р₂О₅ өсімдіктермен оңай сіңрілетін түріне өткізу химиялық белсендірудің міндеті болып табылады.

Фосфорит ұнының әсер ету тиімділігін жоғарылату оны түрлі қышқылдармен өңдеу арқылы жүзеге асады. Автор [1] жұмысында фосфорит ұнын фосфор, азот және тұз қышқылдарымен өңдеу нәтижелері келтірілген. Қышқылдар, сәйкесінше 3,8; 7,6 және 15,2% фосфорит массасына есептеліп алынған.

Аталған қышқылдармен өңделген және өңделмеген фосфорит ұнының агрохимиялық тиімділігі, судаерімтал фосфаттардың тиімділігімен салыстырылып зерттелген. Химиялық белсендірілген фосфорит ұнын қолдану нәтижесінде кейбір алқаптық сынақтар бойынша өнімділік екі есе артқан.

Автор [2] жұмысында Каратау бассейні Жаңатас кенорны фосфориттерін, аммоний сульфаты және нитраты ерітінділерімен белсендіру нәтижесінде алынған тыңайтқыштағы сіңірімді фосфаттың мөлшері 38-42 салыстырмалы % жоғарылаған, ал декарбонизация дәрежесі 24-41% құраған. Кальцит немесе доломит мазмұндайтын фосфорит сынамасын аталған шарттарда өңдеу нәтижесінде, сіңірімді фосфаттардың мазмұнының жоғарылауы байқалмаған.

Фосфорит құрамындағы фосфор пентатотығын өсімдіктермен сіңірімді түрге өткузуге мүмкіндік беретін белсендіру әдісін, химиялық өңдеу жолымен ғана емес, сонымен қатар термиялық әдіспен де жүргізуге болады.

Автор [3] жұмысында күйдіру үрдісінің фосфаттардың физика-химиялық және технологиялық қасиеттеріне ықпалын, сонымен қатар фосфориттің негізгі кентүзуші минералдарын зерттеу нәтижелері келтірілген. Күйдіру үрдісінде фосфориттердің технологиялық қасиеттері айтарлықтай өзгеретіні анықталған. Бұл байыту үрдісінің сатыларын: ұсақтау, глауконит типіндегі фосфориттерді флотациялау, қоюландыру және сүзгілеу анықтауға мүмкіндік береді. Күйдіру үрдісі кеннің сынғыштығын жоғарылатып, ұнтақтау уақытын қысқартады және ұнтақталған өнімнің гранулометриялық құрамын жақсартады.

Фосфоритті 700-900°С температура аралығында күйдіру кезінде, доломит және кальциттің декарбонизациялану үрдісінен бөлек фторкарбонатапатиттен СО₂ біртіндеп жоғалуы орын алатыны авторлар жұмысында [4] келтірілген. СО₂ жоғалуы негізінен 900°С температурада жүреді. 1150-1300°С температура аралығында фосфориттің балқуы басталады және СО₂ жоғалуы орын алады. 930-1400°С температура аралығындағы массаның жоғалуы 1,5% құрайды.

Тәжірибелік зерттеу жұмыстары «Активатор-М4» планетарлы диірменін қолдана отырып, төмендегі шарттарда орындалды. Бастапқы шикізат қоспаларының сынамалары алдын ала 1мм өлшемді електен өткенше ұнтақталып, механикалық белсендіруге ұшыратылды. Ұнтақтау денесі – диаметрі 6мм болат шарлар. Барабанның айналу жылдамдығы – 400 айн/мин. Шарлы жүктеме қатынасы – 10:1. Шарлы жүктеме қатынасы ұнтақтағыш дене мен белсендірілетін сынаманың массалық қатынасы бойынша анықталды. Белсендіру уақыты 15 минут.

Механикалық белсендіру жолымен Шолақтау фосфориті және қышқыл тұздары қоспаларынан алынған тыңайтқыштарды химиялық элементтік және электронды микроскопиялық зерттеу жұмыстары JSM-6490lV (Жапония) Jeol фирмасының растрлы электронды микроскопының және энергодисперсті талдау бағдарламасының көмегімен жүргізілді.

1:1 қатынас	1:0,5 қатынас	1:0,25 қатынас

фосфорит-аммоний сульфаты

фосфорит – аммоний нитраты

фосфорит – аммоний гидрофосфаты

фосфорит – қос суперфосфат

фосфорит – жай суперфосфат

фосфорит-монокалийфосфат

фосфорит – аммоний нитраты – калий хлориді

Сурет 1. 1:1, 1:0,5, 1:0,25 қатынаста белсендірілген Шолақтау фосфориті және қышқыл тұздар қоспасының микроскопиялық спектрлері

Шолақтау фосфориті және қышқыл тұздар қоспасын түрлі қатынаста механикалық белсендіру жолымен алынған сынамалардың химиялық талдау нәтижелері 1 кестеде келтірілген.

Зерттеу нәтижелері көрсеткендей, фосфорит кенін түрлі қышқыл тұздарымен түрлі қатынаста белсендіру жолымен алған тыңайтқыш сынамаларында өсімдіктермен оңай сіңірілетін Р2О5 мөлшері 24-49% аралығында. Анықталған мәліметтер елімізде тыңайтқыш өндірісін дамытуға өз үлесін қосары сөссіз. Ал еліміздегі фосфорит кенінің жалпы қоры минералды тыңайтқыштардың кез-келген түрін өндіруге жеткілікті.

Кесте 1. Шолақтау фосфориті және қышқыл тұздар қоспасын түрлі қатынаста механикалық белсендіру жолымен алынған сынамалардың химиялық құрамы

Қоспа түрі	Компоненттер, %
Қоспа түрі	Р₂О_5жал	Р₂О_5сің	Р₂О_5су.ер	Р₂О_5бос	MgO	F₂O₃	Al₂O₃	N	SO₃
Фосфорит–аммоний сульфаты (1:1)	36,77	36,65	29,29	1,61	0,22	0,35	0,36	18,75	2,3
Фосфорит–аммоний сульфаты (1:0,5)	26,87	26,74	19,42	1,24	0,54	0,33	0,63	16,27	0,85
Фосфорит–аммоний сульфаты (1:0,25)	24,76	24,58	17,38	1,07	1,29	0,62	0,69	9,55	0,42
Фосфорит – аммоний нитраты (1:1)	30,21	30,09	22,76	1,43	0,83	0,95	0,35	24,57	0,65
Фосфорит – аммоний нитраты (1:0,5)	35,99	34,85	21,14	1,02	1,19	1,17	1,30	15,33	0,33
Фосфорит – аммоний нитраты (1:0,25)	37,54	36,87	25,64	1,11	1,45	1,53	1,74	11,22	0,44
Фосфорит – аммоний гидрофосфаты (1:1)	60,55	59,63	38,45	2,13	0,67	0,37	0,81	10,53	-
Фосфорит – қос суперфосфат (1:1)	37,50	36,54	28,59	1,23	1,15	1,01	1,23	-	0,38
Фосфорит – жай суперфосфат (1:1)	33,19	32,05	25,84	1,08	1,52	0,80	1,35	-	0,44
Фосфорит – монокалийфосфат (1:1)	44,99	42,84	34,47	1,34	1,40	1,01	1,19	-	0,34
Фосфорит – аммоний нитраты – калий хлориді (1:0,5:0,5)	36,86	36,54	23,72	1,01	0,80	0,97	1,35	5,29	0,31

Әдебиеттер тізімі

1. Динку И. Повышение эффективности фосфоритной муки путем ее обработки небольшими количествами кислот: Автореф.дис... канд. с.- х. наук. М., 1958. - 17с.

2. Ирецкая С.Н., Ярош Е.Б., Дмитревский Б.А. Получение медленно- действующих удобрений из карбонатсодержащих фосфоритов и полупродуктов азотнокислотной переработки фосфатного сырья // Журнал прикладной химии - 1993. - Т. 66, №9. - с. 1921- 1926.

3. Можейко Ф.Ф., Поткина Т.Н., Гончарик И.И., Шевчук В.В. Влияние обжига на физико-химические свойства основных рудообразующих минералов фосфоритов // Весці Нац. Акадэміі навук Беларусі. Сер. хім. навук, 2012, №1. - С. 107-112.

4. Нуркеев С.С., Казова Р.А., Ахметбекова А. Физико-химические исследования термических превращений минералов фосфоритов // Вестник КазНТУ им. К.И. Сатпаева. 2005, № 3(47). - С. 82-87.