Фосфор в природе; суперфосфат – распространённое минеральное фосфорное удобрение, виды, применение при обработке почвы и подкормки растений. Получение двойного суперфосфата: химизм процесса, способы и параметры производства, технологические расчеты.
Аннотация к работе
Фосфор в суперфосфате присутствует в основном в виде монокальцийфосфата и свободной фосфорной кислоты. Удобрение содержит гипс и др. примеси (фосфаты железа и алюминия, кремнезем, соединения фтора и др.). Получают суперфосфат из природных фосфатов (апатита и фосфорита) или апатитового концентрата, обрабатывая их серной кислотой, по реакции: САЗ(РО4)2 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 2CASO4. Для получения двойного суперфосфат апатит или фосфорит обрабатывают фосфорной кислотой. Обогащенный суперфосфат получают при разложении фосфатного сырья смесью H2SO4 и Н3РО4; по составу это продукт промежуточный между простым и двойным суперфосфатами и содержит 24-32% усвояемого Р2О5.И Бранд решил попытать счастья в алхимии. Бранд провел уже множество опытов с различными веществами, но ничего дельного у него не получалось. В результате Бранд получил новое вещество, которое обладало удивительным свойством - светиться в темноте. Так в 1669 г. был открыт фосфор, играющий исключительно важную роль в живой природе: в растительном мире, в организме животных и человека. Счастливый ученый не замедлил воспользоваться необычным свойством нового вещества и стал демонстрировать светящийся фосфор знатным особам за довольно высокое вознаграждение.Фосфор по своей важности ничуть не уступает азоту. Он участвует в великом природном круговороте веществ, и, не будь фосфора, растительный и животный мир был бы совсем иным. Однако фосфор встречается в природных условиях не так уж часто, в основном в виде минералов, и на его долю приходится 0,08% массы земной коры. Фосфор редко встречается в больших количествах, и в целом его следует отнести к рассеянным элементам. В свободном виде в природе он не обнаружен, так как обладает очень важным свойством - легко окисляется, но содержится во многих минералах, число которых уже составляет 190.Фосфорные удобрения, содержат в качестве основного питательного элемента фосфор . Различают следующие виды фосфорных удобрений : O водорастворимые - аммофос , диаммофос , суперфосфаты ; Степень растворимости фосфорных удобрений определяет желательные размеры их частиц. Водорастворимые удобрения используют в основном в виде гранул (1-4 мм), цитрато-и лимоннорастворимые - обычно в виде порошков , труднорастворимые - только в виде тонкодисперсных порошков .Двойной суперфосфат - концентрированное водорастворимое удобрение, получаемое разложением молодого природного фосфата фосфорной кислотой. По внешнему виду это гранулированный продукт серого цвета различных оттенков - от светло-серого, почти белого, до темно-серого, - содержащий некоторое количество жидкой фазы. Монокальцийфосфат - самое концентрированное водорастворимое бесхлорное фосфорно-калийное удобрение с общим содержанием питательных элементов 86%. Высокое содержание фосфора и калия обеспечивает его эффективное использование на почвах с низким уровнем плодородия.При разложении фосфатов фосфорной кислотой происходят следующие основные реакции: Ca5(PO4)3F 7Н3РО4 5Н2O = 5Са(Н2РО4)2*Н2О HF Увеличение нормы фосфорной кислоты сверх оптимальной незначительно повышает степень разложения фосфата, но значительно ухудшает физические свойства двойного суперфосфата и увеличивает содержание в нем свободной кислотности. Процесс разложения фосфатов фосфорной кислотой состоит из двух стадий - растворения фосфата в растворах фосфорной кислоты, вначале ненасыщенных, а затем насыщенных фосфатами кальция. В производстве двойного суперфосфата растворение природного фосфата в Н3РО4 (5-10 мин) сопровождается образованием частично нейтрализованного раствора фосфорной кислоты (I стадия), а затем, после его насыщения, в течение длительного времени - образованием также твердой фазы (II стадия). При значительном избытке кислоты по отношению к реагирующему фосфату и абсолютно малой степени нейтрализации кислоты скорость разложения фосфата достаточно велика даже при использовании кислоты относительно небольшой концентрации.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 камерногосуперфосфата; 24-разбрасыватель суперфосфата на складе. При разложении апатитового концентрата фосфорной кислотой образуется плотный и мажущийся продукт, выгрузка которого из суперфосфатной камеры и его дообработка на складе затруднительны. Суперфосфат получается плохого качества (содержит много влаги и сильно мажется) и при работе на фосфорной кислоте концентрацией ниже 51% Р2О5. Подвижное со
План
Содержание
Введение
1. Открытие фосфора
2. Фосфор в природе
3. Фосфорные удобрения
4. Двойной суперфосфат
5. Химизм процесса
6. Способы и параметры производства
7. Технологические расчеты
Список литературы
Введение
Суперфосфат - смесь Ca(H2PO4)2*H2O и CASO4. Это наиболее распространенное минеральное фосфорное удобрение. Фосфор в суперфосфате присутствует в основном в виде монокальцийфосфата и свободной фосфорной кислоты. Удобрение содержит гипс и др. примеси (фосфаты железа и алюминия, кремнезем, соединения фтора и др.). Получают суперфосфат из природных фосфатов (апатита и фосфорита) или апатитового концентрата, обрабатывая их серной кислотой, по реакции: САЗ(РО4)2 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 2CASO4.
Для получения двойного суперфосфат апатит или фосфорит обрабатывают фосфорной кислотой.
Производят несколько видов суперфосфатов. Простой суперфосфат - серый порошок, почти не слеживаемый, среднерассеваемый; в удобрении 14-19,5% усвояемой растениями P2O5. Его получают действием H2SO4 на природные фосфаты (апатиты , фосфориты ). Гранулированный суперфосфат получают из простого (порошковидного), увлажняя его и окатывая в гранулы (диаметр их в основном 2-4 мм) во вращающихся барабанах. Имеет повышенную рассеваемость. Обогащенный суперфосфат получают при разложении фосфатного сырья смесью H2SO4 и Н3РО4; по составу это продукт промежуточный между простым и двойным суперфосфатами и содержит 24-32% усвояемого Р2О5. Двойной суперфосфат производят действием Н3РО4 на природные фосфаты . Он содержит 45-48% усвояемой растениями P2O5, очень мало гипса, выпускается преимущественно гранулированным. В состав аммонизированного суперфосфата, кроме 14-19,5% Р2О5 входит не менее 1,6% аммиака; марганизированного суперфосфата - 1,5-2,5% марганца; борного суперфосфата - 0,1-0,3% бора; молибденового суперфосфата - 0,1% молибдена.
Суперфосфат применяют на всех почвах в качестве основного предпосевного, припосевного (лучше гранулированный суперфосфат) удобрения и в подкормки. Особенно эффективен на щелочных и нейтральных почвах. В кислой почве фосфорная кислота удобрения превращается в труднодоступные растениям фосфаты алюминия и железа. В этом случае действие суперфосфата повышается при смешивании его перед внесением с фосфоритной мукой, известняком, мелом, перегноем при применении на известкованных полях. Суперфосфат ускоряет рост и цветение растений, способствует быстрому созреванию плодов и развитию корневой системы. Хранится в закрытых складских помещениях, исключающих попадание осадков и грунтовых вод.