Раздел 4. Производство технических, кормовых и пищевых фосфатов

Раздел 4. Производство технических, кормовых и пищевых фосфатов

Основные сферы применения неорганических фосфатов:

- в производстве удобрений (описано в ИТС НДТ N 2);

- в производстве кормовых фосфатов

- производство синтетических моющих средств (стиральные порошки и т.д.) - триполифосфат натрия;

- пищевые фосфаты.

Ключевые регионы потребления промышленных и пищевых фосфатов - США (29%), Китай (29%) и Европа (15%) (рисунок 4.1).

- Основные сегменты отрасли промышленных и пищевых фосфатов - детергенты (преимущественно триполифосфат натрия), водорастворимые удобрения (фосфаты аммония) и пищевые фосфаты (фосфаты натрия, калия и другие).

- Понижательная динамика мирового потребления фосфатов в последние годы обусловлена опережающими темпами сокращением спроса на триполифосфат для производства моющих средств, вследствие действующих ограничений по его использованию в развитых странах Европы, Америки, а также в Китае.

- Сокращение спроса на триполифосфат для моющих за последние 5 лет оценивается в 400 - 450 тыс. тонн (700 - 800 тыс. тонн продукта).

- Сокращение потребления фосфатов для производства детергентов в основном компенсировалось ростом потребления пищевых фосфатов, особенно в развивающихся странах Азии, а также ростом спроса на водорастворимые удобрения в Китае и, в меньшей степени в США и Европе;

- ТПФН (суммарно технический и пищевой) - остается основным торгуемым продуктом. Объем мировой торговли составляет 420 тыс. тонн или 730 тыс. тонн продукта. Основная доля торговли пока приходится на технический продукт (для производства моющих), которая впоследствии будет сокращаться;

- Ведущими экспортерами ТПФН пока выступают Китай, Тунис и России - то есть страны, экспортирующие технический продукт (Китай - технический + пищевой);

Рисунок 4.1 - Мировое потребление технических и пищевых фосфатов

4.1 Производство кормовых фосфатов

На территории РФ имеется три производства кормовых фосфатов:

1. АО "Апатит" (Балаковский филиал). (г. Балаково Саратовский области);

2. ООО ПГ "Фосфорит" (г. Кингисепп);

3. ОАО "Гидрометаллургический завод" (г. Лермонтов).

Сравнительный анализ продукции данных предприятий, исходя из их химического состава, представлен в таблице 4.1.

Из данных представленных в таблице 4.1 видно:

1. Ассортимент производимой продукции предприятиями РФ представлен основными марками кормовых фосфатов на основе фосфатов кальция, натрия и аммония;

2. Продукты производства БФ АО "Апатит", г. Балаково и ООО ПГ "Фосфорит", г. Кингисепп представляют собой кормовые фосфаты на основе различных форм фосфатов кальция со схожей растворимостью в 0,4%-ном растворе соляной кислоты (HCI) - имитации желудочного сока;

Таблица 4.1. Сравнительная характеристика кормовых фосфатов

Наименование показателя	Производители и продукты
	БФ АО "Апатит"		ООО ПГ "Фосфорит"		ОАО "Гидрометаллургический завод"
	Фосфаты обесфторенные кормовые, ТУ 2182-686-0020 9438-2012		Дефторированный фосфат, ТУ 2182-001-56937109-2006		Диаммонийфосфат кормовой ТУ 2182-538-00209438-2008	Моноаммоний-фосфат кормовой ТУ 2182-436-00209438-2008
	(марка А)	Требования к продукции на экспорт
			Марка "Р"	Марка "G"
1	2	3	4	5	6	7
1. Массовая доля , растворимого в 0,4%-ном растворе соляной кислоты (HCI), %: в пересчете на фосфор, %	511 22,00,4	- -	41 -	41 -	531 -	611 -
2. Массовая доля фосфора общего, % не менее	-	22,0	-	-	-	-
3. Массовая доля кальция, %	161	н.м. 15,0	30	30	-	-
4. Массовая доля азота (натрия), растворимого в 0,4%-ном растворе соляной кислоты, %	-	-	5 (Na)	5 (Na)	211 (N)	121 (N)
5. Показатель активности водородных ионов, ед. рН, не менее	н.м. 3,4 -	3,54,5 -	-	-	-	-
6. Массовая доля фосфора, растворимого в 2%-ой лимонной кислоте, % от общего фосфора не менее	-	95	-	-	-	-
7. Массовая доля фосфора, растворимого в растворе цитрата аммония, % от общего фосфора не менее	-	95	-	-	-	-
8. Массовая доля фосфора, растворимого в воде, % от общего не менее	-	75	-	-	-	-
9. Массовая доля влаги, % не более	4	4	-	-	0,5	0,3
10. Массовая доля веществ, нерастворимых в HCI, % не более	-	2,0	-	-	-	-
11. Массовая доля фтора, % не более	0,2	0,2	0,2	0,2	0,02	0,02
12. Массовая доля мышьяка, % не более	0,001	0,001	0,0002	0,0002	0,001	0,001
13. Массовая доля свинца, % не более	0,002	0,0015	0,002	0,002	0,001	0,001
14. Массовая доля кадмия, % не более	0,00004	0,001	0,00004	0,00004	0,00004	0,00004
15. Массовая доля ртути, % не более	0,00001	0,00001	0,00001	0,00001	0,00001	0,00001
16. Применение	Фосфаты обесфторенные кормовые предназначаются в качестве кормовой добавки для обогащения и балансирования рационов сельскохозяйственных животных, в т.ч. и птицы, по фосфору и кальцию, а также для приготовления комбикормов		Высокоэффективная, экологически чистая кормовая добавка для высокопродуктивного животноводства и птицеводства с повышенным содержанием лимонорастворимой формы фосфора. Дефторированный фосфат - это негигроскопичный, неслеживающийся порошок или гранулы, от светло- до темно-коричневого цвета, без запаха. ДФФ используется в виде молотого продукта (марка "Р") или гранул (марка "G"). Применяется для обогащения комбикормов, в том числе комбикормов для рыб промышленного выращивания, и скармливания животным смеси с концентратами, силосом, зелеными кормами, измельченными корнеплодами		Диаммонийфосфат кормовой на основе экстракционной фосфорной кислоты предназначен в качестве кормовой добавки в рацион жвачных животных	Моноаммонийфосфат кормовой предназначен в качестве кормовой добавки для рационов жвачных животных

3. Все представленные продукты - кормовые фосфаты - произведены на основе апатитового концентрата и по содержанию примесей имеют близкие значения (см. таблицу 4.2).

В соответствии с данными литературных источников и информацией изложенной в технических условиях, представленные кормовые фосфаты имеет схожую сферу применения.

Таблица 4.2. Примерная доля (%) различных кормовых фосфатов в общем их количестве

Вид	Монокалцийфосфат	Динатрийфосфат	Диаммонийфосфат	Обесфторенный фосфат	Преципитат
Коровы и быки-производители	20 - 30	15 - 20	10 - 15	30 - 35	15 -20
Молодняк крупного рогатого скота	15 - 20	10 - 15	5 - 10	15 - 20	45 - 50
Овцы и козы	10 - 15	-	25 - 30	30 - 35	25 - 30
Свиньи	-	-	-	45 - 50	50 - 55
Птица	-	-	-	75 - 80	20 - 25
Лошади	-	-	-	75 - 80	20 - 25

4.2 Производство дефторированного фосфата (ДФФ)

Производство фосфата дефторированного (кальция фосфата кормового) осуществляется методом гидротермокислотной переработки Ковдорского апатитового концентрата в присутствии фосфорной кислоты, едкого натра и кварцсодержащей добавки во вращающихся обжиговых печах (см. рисунок 4.2).

Мощность производства фосфата дефторированного составляет 222 тыс.т/год натуры содержащей не менее 41% .

Количество технологических линий - 5.

В состав производства фосфата дефторированного входит установка получения гидрооксида аммония (аммиачной воды).

Производство фосфата дефторированного осуществляется методом гидротермокислотной переработки апатитового концентрата с добавкой фосфорной кислоты и каустической соды во вращающихся обжиговых печах.

Узлы приема сырья, его хранения, а также все технологическое оборудование, находящееся по технологической цепочке после обжиговых печей, являются общими для всего производства, включающее бункера для приема клинкера, его размола, рассева, затарки и отгрузки.

Сырьем для производства ДФФ являются:

- Экстракционная фосфорная кислота,

- Апатитовый концентрат,

- Каустическая сода.

4.2.1 Процесс производства дефторированного (кормового) фосфата

Процесс производства дефторированного (кормового) фосфата состоит из следующих основных стадий (см. таблицу 4.3):

- Прием и хранение апатитового концентрата, едкого натра, кварцсодержащей добавки и фосфорной кислоты;

- Дозирование апатитового концентрата, фосфорной кислоты, едкого натра и кварцсодержащей добавки, приготовление шихты в смесителях;

- Гидротермокислотная переработка шихты (обесфторивание);

- Классификация продукта после печи, фасовка готового продукта марки "6";

- Размол клинкера, охлаждение и фасовка готового продукта марки "Р";

- Приготовление аммиачной воды;

- Очистка отходящих газов от пыли и фтористых соединений;

- Утилизация тепла и приготовление питательной воды для котлов - утилизаторов.

- Подача апатитового концентрата осуществляется пневмотранспортом с давлением 0,4 - 0,7 МПа (4 - 7 ), поступающего из компрессорной.

Воздух, транспортирующий апатит в силос, бункера очищается в циклонах, рукавных фильтрах и вентиляторами выбрасывается в атмосферу.

Песок кварцевый доставляется в цех автотранспортом.

Раствор каустической соды (едкого натра) поступает в цех в цистернах и раскачивается в хранилище.

Из хранилища раствор едкого натра подается на технологические нитки.

Экстракционная фосфорная кислота поступает в цех в железнодорожных цистернах и раскачивается в хранилище, из которого затем подается на технологические нитки.

Основное технологическое оборудование и оборудование, которое дает значительные эмиссии представлено в таблице 4.4.

4.2.1.1 Приготовление шихты в смесителях

Из приемного бункера апатитовый концентрат подается в двухвальный смеситель.

Апатитовый концентрат смешивается в двухвальном смесителе с фосфорной кислотой.

Далее пульпа через слив поступает в установленный последовательно за двухвальным смесителем одновальный смеситель, в который подается раствор едкого натра, поступающий из хранилища по кольцевому трубопроводу. Сюда же весовым дозатором подается песок кварцевый.

Шихта после одновального смесителя поступает по загрузочному устройству во вращающуюся печь обжига.

4.2.1.2 Гидротермокислотная переработка шихты (обесфторивание)

Обжиг шихты осуществляется во вращающейся печи, представляющей собой металлический футерованный внутри огнеупорным материалом цилиндрический корпус (барабан) диаметром 3,6 м и длиной 100 м, установленный на шести роликоопорах с уклоном 3,5 град.

Выгрузочный участок печи снабжен рекуператорами, проходя через которые клинкер охлаждается, а воздух, поступающий в печь для сжигания природного газа, нагревается.

Холодная зона печи имеет свободный вход в пыльную камеру, через которую по загрузочной форсунке шихта поступает на обжиг.

Процесс обесфторивания протекает при температуре 1340 - 1400°С.

Механизм процесса в общем виде описывается уравнением:

Получаемая пастообразная шихта направляется в прокалочные вращающиеся печи обжига. Для прокалки реакционной массы в печах сжигается природный газ. За счет вращения и наклона печи, загружаемая в печи шихта перемещается вдоль печи. Под действием высоких температур и раскаленного водяного пара происходит обесфторивание шихты.

Отходящие из вращающейся печи газы с температурой поступают в пыльную камеру, где за счет изменения скорости и направления движения газового потока происходит грубая очистка газа от пыли. Затем в котлах-утилизаторах газы охлаждаются с частичным пылеотделением и далее проходят тонкую очистку от пыли в групповом циклоне.

Очищенные от пыли газы после групповых циклонов поступают на очистку от фтористых соединений в два последовательно установленных пенных абсорбера. В первом улавливается основное количество фтористых соединений. Данный абсорбер орошается циркуляционным раствором из сборника, в котором за счет подачи гидроксида аммония (аммиачной волы) с массовой долей аммиака 10 - 25% поддерживается рН раствора в пределах 5,5 - 7,0. Гидроксид аммония подается с установки приготовления аммиачной воды. Во втором абсорбере улавливается оставшаяся часть фтористых соединений и аммиак, выделяющийся из циркуляционного раствора, орошающего первый абсорбер. Данный абсорбер орошается циркуляционным раствором, который подпитывается водой.

Очищенные газы проходят через осевой брызгоуловитель и с помощью вентилятора выбрасываются в атмосферу.

Отработанные абсорбционные стоки отправляются в цех нейтрализации и очистки промышленных стоков.

4.2.1.3 Отделение размола и фасовки готового продукта

Клинкер из печей обжига системой конвейеров транспортируется в отделение размола.

Клинкер транспортируется на классификатор, после чего в зависимости от крупности продукта поступает либо в силос для дальнейшей фасовки, либо на дополнительный помол в шаровые мельницы.

После шаровой мельницы продукт охлаждается в холодильных барабанах и пневмокамерными насосами измельченный продукт транспортируется в силос готового продукта.

Готовый продукт марки "Р" с силоса подается в бункера и с помощью упаковочной машины затаривается в мешки.

Запыленный воздух, отходящий от мельниц, бункеров, узлов транспортировки, пересыпки и затарки подвергается двухступенчатой очистке сначала в циклонах, а затем в рукавных фильтрах.

Запыленный воздух от узла грохочения подвергается одноступенчатой очистке в циклонах.

4.2.1.4 Отделение химводоподготовки

В отделении химводоподготовки производится приготовление питательной волы для питания котлов-утилизаторов и установки приготовления аммиачной воды.

Осветление воды осуществляется на механических фильтрах; фильтрующим материалом является кварцевый песок. Умягчение веды производится в Na-катионовых фильтрах.

4.2.1.5 Установка приготовления аммиачной воды

На установке осуществляется приготовление аммиачной воды для отделения абсорбции цеха КОФ.

Сущность технологического процесса получения гидрооксида аммония (аммиачной воды) заключается в испарении жидкого аммиака и последующем растворении газообразного аммиака в воде.

Процесс испарения жидкого аммиака и превращение его в газообразный протекает в теплообменнике с поглощением тепла; процесс растворения газообразного аммиака в воде - в абсорберах с выделением тепла.

Рисунок 4.2 - Производство дефторированного фосфата

Таблица 4.3 - Стадии процесса производства ДФФ

N подпроцесса	Вход	Подпроцесс	Выход	Основное оборудование	Эмиссии (наименование)
1.1	Апатитовый концентрат, едкий натр, кварцсодержащая добавка, фосфорная кислота, сжатый воздух	Прием и хранение сырья	Апатитовый концентрат, едкий натр, кварцсодержащая добавка, фосфорная кислота	Бункерные траншеи, конвейеры, бункера, пневмокамерные насосы, ц/б насосы, силосы, циклон, рукавный фильтр, вентилятор, хранилища.	Пыль апатита
1.2	Газообразный аммиак, химочищенная вода	Приготовление аммиачной воды	Гидроксид аммония (аммиачная вода)	Теплообменник, абсорбер, емкости, насосы, дыхательные клапаны.	Газообразный аммиак
1.3	Апатитовый концентрат, едкий натр, кварцсодержащая добавка, фосфорная кислота, сжатый воздух, вода	Смешение: дозирование сырья и приготовление шихты	Пульпа, шихта	Автоматический весовой дозатор, смесители, циклон, рукавный фильтр, вентилятор	-
1.4	Шихта, воздух для сжигания природного газа	Гидротермокислотная переработка шихты (обесфторивание)	Клинкер	Вращающаяся печь обжига, откатная горелка, рекуператоры	Печные газы
1.5	Клинкер	Классификация. Фасовка готовой продукции	Готовый продукт марки G	Бункера, питатели, конвейера, силосы, инерционный грохот, двухситный грохот, циклон, рукавный фильтр, вентилятор, магнитный железоотделитель.	Запыленный воздух
1.6	Клинкер	Размол клинкера	Очищенный воздух, готовый продукт марки Р	Конвейера, силосы, питатель, шаровая мельница, электромагнитный железоотделитель, циклон, рукавный фильтр, вентилятор,	Пыль (запыленный воздух)
1.7	Клинкер	Охлаждение клинкера	Охлажденный продукт	Холодильный барабан	Пыль (запыленный воздух)
1.8	Продукт	Фасовка и хранение готового продукта	Продукт	Фасовочная машина	Пыль
1.9	Отходящие из вращающейся печи газы, ретурная пыль, сжатый воздух аммиачная вода, оборотная вода	Очистка отходящих газов от пыли и фтористых соединений	Очищенные от пыли и фтористых соединений газы	Пыльная камера, котел-утилизатор, групповой циклон, пенный абсорбер, насосы, циркуляционные сборники, осевой брызгоуловитель, вентилятор	Пыль, фтористые соединения, аммиак
1.10	Отходящие газы, образовавшиеся в печи	Утилизация тепла с получением перегретого пара	Охлажденные отходящие газы, перегретый пар со сниженным давлением	Котел-утилизатор, пароперегреватели, экономайзер, редукционная установка	-
1.11	Вода из реки	Приготовление питательной воды	Питательная вода для котла-утилизатора	Механические фильтры, установка умягчения, емкости, насосы, подогреватель, деарационно-питательная установка	-

Таблица 4.4 - Оборудование производства ДФФ (основное технологическое оборудование и оборудование, которое дает значительные эмиссии)

Наименование оборудования	Модель (типоразмер)	Основное	Природоохранное	Назначение оборудования	Технологические характеристики	Фирма-производитель (проектировщик)
Конвейер ленточный		+		Предназначен для транспортировки апатитового концентрата в бункер перегрузочного узла	Q = 240 т/ч; L = 156,7 м; B = 800 мм; Эл. двигатель: N = 55 кВт; n = 10 об/мин	Белохолуницкий машинный завод, г. Белая Холуница
Вентилятор	ВЦ4-75-6,3	+	+	Предназначен для системы аспирации	Q = 10000  Напор - 2000 Па (200 ) Эл. двигатель: N = 11 кВт; n = 1460 об/мин	ОАО Дукс, г. Москва
Хранилище фосфорной кислоты		+		Предназначено для приема и хранения фосфорной кислоты	Диаметр - 9 м; Н = 6 м; = 300 ; 1 мешалка Корпус: гуммировка - "Полан-2М" Футеровка: керамическая плитка ПШ-1	Завод Химмаш, г. Дзержинск
Хранилище едкого натра		+		Предназначено для приема и хранения едкого натра	Ст. 20 Диаметр - 9 м; Н = 6 м	Завод Химмаш, г. Дзержинск
Дозатор весовой автоматический	"Шенк" MTD - Е1020	+		Предназначен для дозирования апатитового концентрата в двухвальный смеситель	Q = 20 т/ч; Температура = 80°C; Эл. двигатель: SEW N = 0,37 кВт	SCHENK, Германия
Смеситель шнековый одновальный		+		Предназначен для смешивания пульпы апатит - ЭФК с едким натром и водой	Q = 12 т/ч, диаметр шнека = 600 мм; Эл. двигатель: 4А-160М-4, N = 18 кВт, n = 1500 об/мин	ООО КРСС, г. Кингисепп
Смеситель шнековый двухвальный		+		Предназначен для смешивания апатитового концентрата с фосфорной кислотой и кварцевым песком	Сборка Корпус-12 х 18Н10Т Валы - 06ХН28МДТ Q = 12 т/ч, диаметр шнека = 600 мм; Эл. двигатель: АО2-82-4, N = 22 кВт, n = 1500 об/мин	Завод горного оборудования, г. Усолье
Печь вращающаяся с пыльной камерой		+		Предназначена для гидротермокислотной переработки шихты обесфторивания шихты	Сборка Корпус - ст. 3 Подрекуператорная обечайка - ст. 09Г2С-3; футеровка корпуса - кирпич шамотный и периклазо-хромитовый; футеровка пыльной камеры - кирпич шамотный Q = 12 т/ч; диаметр = 3,6 м; L = 100 м; Число оборотов от 0,647 до 0,43 об/мин	Волгацеммаш, г. Тольятти
Котел-утилизатор	РК-12/14-Ф	+		Предназначен для охлаждения отходящих газов и получения пара	Сборка корпус - ст. 25 Q по пару = 12 т/ч; Температура на входе не более 830°С Давление 1,4 МПа; Габариты: (6,0 х 4,8 х 13,5) м	Г. Белгород, "Энергомаш"
Грохот инерционный	ГИТ 41-А	+		Предназначен для предварительной классификации готового продукта	Q = 70 т/ч; Эл. двигатель 4А180М4У3 N = 15 квт, n = 730 об/мин.	Рудгормаш, г. Воронеж
Абсорбер	К-50/4,5	+	+	Предназначен для очистки отходящих газов от фтористых соединений	Корпус - ст. 3 Футеровка Диаметр = 4,8 м, Н = 16,7 м; Разряжение: 0,0350 - 0,065	Завод Химмаш, г. Дзержинск
Брызгоуловитель осевой		+		Предназначен для отделения капель жидкости от газовой смеси	корпус - ст 3 Закручиватель - ст. 12 х 18Н10Т Гуммировка - резина ИРП-1390 Химзащита - грунт ХС-01 эмаль ХВ-124 Диаметр 1,6 м; высота 6 м	Уралхиммаш, г. Свердловск
Мельница шаровая	МЦ 2,6 х 13	+		Предназначена для размола клинкера	Q = 45 т/ч; диаметр = 2,6 м; L = 13 м n главного привода = 18,53 об/мин; n вспомогат. привода = 0,233 об/мин Сборка корпус - ст. 3 Футеровка-бронеплиты ст. Г13 х 2Л	Волгацеммаш, г. Тольятти
Барабан холодильный	Б 2,2-204У-02	+		Предназначен для охлаждения продукта перед подачей его в бункер готовой продукции	Диаметр = 2,2 М, L = 20 м; Q = 45 т/ч,	Химмаш, г. Бердичев
Упаковочная машина	HAVER ROTO-Packer	+		Предназначена для фасовки готового продукта	Q = 1200 - 1400 мешков/ч; число штуцеров: 6	HAVER & BOECKER, Германия
Агрегат фильтровальный	Тип: FH	+		Предназначен для улавливания пыли	Q = 1500  Р = 0,02 N = 15 кВт	ЗАО "СовПлим", г. Санкт-Петербург

4.2.2 Расходные нормы сырья и энергоресурсов при производстве дефторированного фосфата

Расходные нормы сырья и энергоресурсов приведены в таблице 4.5.

Таблица 1.1 - Материальный баланс производства ДФФ

Расход				Выход
Сырье, материалы, энергоресурсы				Продукция, полупродукты, побочные продукты, энергоресурсы
Наименование	Единица измерений	Расход на 1 т продукции*(2)		Наименование	Единица измерений	Выход на 1 т продукции
		Минимальное	Максимальное			Минимальное	Максимальное
Апатит, 100%	кг/т	318,1	318,1	Дефторированный фосфат	т натуры	1	1
ЭФ К, 100%	кг/т	119	121
Сода каустическая 100%	кг/т	95	98
Аммиак, 100%	кг/т	13,6	13,6
Электроэнергия	т. кВт. ч/т	0,056	0,058
Сжатый воздух		700	790
Природный газ	т.	0,192	0,194

4.3 Производство фосфатов обесфторенных кормовых (кормовой монокальцийфосфат)

Способ производства: нейтрализация полифосфорной кислоты мелом с последующей сушкой продукта.

Две технологические нитки мощностью 100 и 160 тыс т в год

4.3.1 Характеристика производимой продукции

Выпускаемая продукция - кормовые фосфаты кальция: монокальцийфосфат (МКФ), монодикальцийфосфат (МДКФ), дикальцийфосфат (ДКФ).

Монокальцийфосфат, дикальцийфосфат, монодикальцийфосфат кормовой - высококонцентрированные минеральные добавки, содержащие два основных питательных элемента: фосфор и кальций.

4.3.2 Описание технологического процесса

Гибкая технологическая схема предназначена для выпуска монокальцийфосфата (МКФ), монодикальцийфосфата (МДКФ) и дикальцийфосфата (ДКФ) с использованием плужного смесителя без стадии дозревания.

Обеспечение установки кормовых фосфатов по гибкой технологической схеме на базе осветленной полифосфорной кислоты.

Дозировка мела и ретура в смеситель производится ленточными дозаторами.

Сушка продукта производится в сушильном барабане с помощью газового калорифера.

Далее происходит предварительная классификация продукта на грохоте и размол крупной фракции.

Охлаждение и дополнительная классификация МКФ и МДКФ производится в аппарате "КС", дополнительная классификация ДКФ производится на грохоте.

Отходящие газы после БГС, аппарата КС и системы аспирации проходят сухую очистку в циклонах и мокрую очистку в АПС.

Очистка парогазовой смеси из плужного смесителя производится в аппарате "Вентури".

На складе готового продукта предусмотрены две установки фасовки - фасовка в МКР по 800 кг и фасовка в мешки по 50 кг.

4.3.3 Химизм и физико-химические основы производства

Получение фосфатов кальция основано на нейтрализации фосфорной кислоты природным мелом и/или известняком.

При нейтрализации 1-го иона водорода фосфорной кислоты (рН - 3,0 - 4,0) происходит образование монокальцийфосфата по реакции:

Реакция экзотермична (протекает с выделением тепла).

При температуре выше 120°С образуется безводный монокальцийфосфат , при температуре более 160°С - кислый пирофосфат кальция .

При замещении двух водородов фосфорной кислоты кальцием в процессе нейтрализации фосфорной кислоты мелом (рН - 5,5 - 6,5) образуется дикальцийфосфат по реакциям:

Эти реакции также сопровождаются выделением тепла, но в меньшей степени, чем при образовании монокальцийфосфата. В системе СаО - - ниже 36°С стабилен (брушит), при более высокой температуре - (монетит).

При 40 - 50°С осаждается как метастабильная (неустойчивая) фаза.

При более высокой температуре выделяется безводная соль. При температуре более

175°С происходит отщепление конституционной воды с образованием пирофосфата кальция .

В воде монокальцийфосфат обладает инконгруентной растворимостью с образованием и свободной :

Максимальная концентрация в водном растворе, при которой визуально не наблюдается выделение в твердую фазу , находится в диапазоне 8 - 10% (в зависимости от температуры).

Дикальцийфосфат растворяется в воде незначительно (%).

С повышением температуры растворимость его снижается.

При нейтрализации фосфорной кислоты мелом в избыточном количестве (125 - 175%) по отношению к норме на образование монокальцийфосфата (на замещение кальцием 1-го иона водорода кислоты) может быть получен смешанный продукт - монодикальцийфосфат (рН - 3,8 - 4,5).

Соотношение моно- и ди- форм может колебаться в широких пределах.

Наибольшее предпочтение в странах Евросоюза отдается марке монодикальцийфосфата, содержащей 50% моно- и 50% дикальцийфосфата.

Примеси, содержащиеся в фосфорной кислоте и меле в процессе нейтрализации, вступают во взаимодействие по реакциям:

(при получении монокальцийфосфата)

(при температуре свыше 100°С)

При температуре менее 100°С образуется примесь ардеалита , что, как правило, имеет место при производстве ди- и монодикальцийфосфатов.

Примеси полуторных окислов осаждаются в виде аморфных фосфатов:

Примеси фтора осаждаются в основном в виде фторида и кремнефторида кальция:

Для обеспечения минимального содержания свободной фосфорной кислоты в монокальцийфосфате и монодикальцийфосфате и полного ее отсутствия в дикальцийфосфате процесс нейтрализации кислоты ведется, как правило, с небольшим избытком мела до содержания его в готовом продукте до 1 - 3%.

На скорость и степень разложения мела фосфорной кислотой и гранулообразование значительное влияние оказывают: дисперсность мела, влажность реакционной массы в смесителе, количество ретура, подаваемого на стадию разложения, интенсивность перемешивания реагентов. Для достижения приемлемых показателей разложения мела предусматривается использование мела с содержанием не более 3% частиц размером более 100 мкм. Наибольшее влияние на степень разложения реагентов и гранулоообразование оказывает влажность реакционной массы в смесителе, которая обеспечивает максимальную скорость диффузии раствора монокальцийфосфата к зернам через мелкокристаллические слои и .

4.3.4 Описание технологического процесс

Технологическая схема производства фосфатов кальция включает следующие основные стадии:

- узел приема и подачи мела на производство;

- узел приема и подачи фосфорной кислоты;

- узел нейтрализации, сушки и грануляции;

- узел подачи топочных газов в БГС;

- узел классификации;

- узел очистки отходящих газов;

- узел фасовки и отгрузки готового продукта.

Схема процесса производства фосфатов обесфторенных кормовых представлена на рисунке 4.3.

4.3.4.1 Узел приема и подачи мела на производство

Мел природный технический зафасованный в "биг-бэги" по 0,5 - 1,5 тонны поступает на склад цеха по производству кормовых фосфатов кальция автомобильным транспортом.

4.3.4.2 Узел приема и подачи фосфорной кислоты на производство

Обесфторенная фосфорная кислота с содержанием около 62 - 64% (ФК) поступает по трубопроводу в приемный сборник фосфорной кислоты поз. Е 513.

Приемный сборник стальной футерованный снабжен перемешивающим устройством.

Из приемного сборника фосфорная кислота подается в плужный смеситель "Ldige".

4.3.4.3 Узел нейтрализации, сушки и грануляции

Мел из элеватора поступает в бункерный виброактиватор.

Ретур, состоящий из части готового продукта (отбор после грохота), пыли фосфатов кальция из циклонов и некондиционного продукта узла классификации поступает в бункерный виброактиватор.

Далее мел и ретур параллельно поступают на ленточные дозаторы.

Запыленный воздух от виброактиваторов и дозаторов поступает на сухую очистку в циклон.

После дозаторов мел и ретур в заданном соотношении смешиваются в винтовом конвейере и далее по течке поступают в плужный смеситель "Ldige". Регулирование производительности осуществляется за счет изменения числа оборотов основного ротора с плужками автоматическим преобразователем частоты.

В плужном смесителе происходит разложение мела обесфторенной фосфорной кислотой с одновременным гранулированием реакционной массы при определенной влажности для каждого вида фосфатов кальция. Заданная влажность реакционной массы в смесителе поддерживается подачей в него абсорбционных стоков. Запыленные водяные пары совместно с выделяющимся при разложении мела углекислым газом, поступают на систему очистки.

Из плужного смесителя реакционная масса подается в сушильный барабан БГС. Сушка реакционной массы осуществляется топочными газами.

Высушенный и гранулированный в барабане продукт с температурой 70°100°С и влажностью не более 3%, через течку поступает в элеватор и далее направляется на узел классификации.

Газы после сушильного барабана с температурой 90°120°С направляются на узел очистки отходящих газов.

4.3.4.4 Узел подачи топочных газов в БГС

Топочные газы для сушки продукта при температуре 300600°С поступают прямотоком из газового калорифера. Температура топочных газов на выходе из сушильного барабана составляет 90120°С.

4.3.4.5 Узел классификации

После БГС продукт подается в грохот.

Крупная фракция продукта (более 2 мм) после рассева поступает на размол на цепные дробилки. Дробленый материал по течкам поступает в ретур.

Часть продукционной фракции 0-2 мм после грохота при помощи поворотной заслонки может подаваться на скребковые конвейеры и через виброактиватор и дозатор возвращаться в смеситель "Ldige"в качестве ретура.

Остальная часть фракции 0-2 мм из грохота, в случае получения монокальцийфосфата и монодикальцийфосфата через поворотную заслонку подается в сепаратор-холодильник "кипящего слоя" (КС).

Воздух для охлаждения и отдувки подается в классификатор вентилятором.

В сепараторе-холодильнике наряду с охлаждением продукта до температуры не более 60°С происходит отдувка гранул от пылевой фракции (отдуваются частицы размером менее 0,2 мм).

Товарная фракция на узел фасовки готового продукта.

4.3.4.6 Узел очистки отходящих газов

Газы после сушильного барабана проходят сухую очистку в циклоне и далее поступают на систему мокрой очистки газов. Уловленная пыль продукта в циклоне через шлюзовой питатель поступает в скребковый конвейер и возвращается в смеситель в качестве ретура.

Аспирационная очистка запыленного воздуха от элеваторов, грохотов, бункеров узла отгрузки готового продукта производится в сухом одиночном циклоне. Частично очищенный воздух после циклона подается на абсорбцию в АПС.

Уловленная в циклоне пыль продукта, возвращается в смеситель "Ldige" в качестве ретура.

Запыленный воздух после сепаратора-холодильника проходит сухую очистку в циклоне и далее подается на основную систему мокрой очистки газов в абсорбер АПС. Уловленная в циклоне пыль продукта возвращается в смеситель "Ldige" в качестве ретура.

Газы после сухой очистки в циклонах и парогазовая смесь от баковой аппаратуры проходят мокрую очистку в аппарате АПС. Подача раствора на АПС осуществляется из сборника абсорбционного раствора. Отработанный раствор из АПС стекает в абсорбционный сборник.

Избыток абсорбционных стоков подается в плужный смеситель.

Очищенные газы после основной системы мокрой очистки хвостовым вентилятором выбрасываются в выхлопную трубу.

Запыленные водяные пары из смесителя совместно с выделяющимся при разложении мела углекислым газом поступают на систему мокрой очистки газов, состоящей из скруббера "Вентури" и брызгоуловителя.

Орошение "Вентури" осуществляется посредством ввода в него через форсунку всей подпиточной воды, требующейся для подачи в технологический процесс.

Газы после мокрой системы очистки выбрасываются в атмосферу вентилятором через выхлопную трубу.

Рисунок 4.3 - Процесс производства фосфатов обесфторенных кормовых

4.3.5 Расходные нормы сырья и энергоресурсов при производстве фосфатов кальция

Общие сведения, расходные нормы сырья и энергоресурсов приведены в таблицах 4.9 и 4.10.

Таблица 4.9 - Общие сведения производства фосфатов кальция

N подпроцесса	Вход	Подпроцесс	Выход	Основное оборудование	Эмиссии (наименование)
1.1	ПФК МЕЛ	Прием сырья	Сырье	Емкости, дозаторы, бункера	Пыль, проливы
1.2.	ПФК МЕЛ	Нейтрализация	Реакционная масса	Смеситель	брызги
1.3	Реакционная масса	Сушка	Гранулированный продукт	сушильный барабан	Пыль
1.4	Продукт	Рассев	Фракции продукта	Грохота	Пыль
		Дробление		Дробилки	Пыль
1.5	Продукт	Охлаждение	Продукт	Классификатор	Пыль
1.6	Продукт	Фасовка	Готовый продукт	Фасовочная машина	Пыль
	-	Складирование	Готовый продукт	Склад готовой продукции	-
	-	Отгрузка	Готовый продукт	Мостовой кран	-

Таблицы 4.10 - Расход сырья и энергоресурсов производства фосфатов кальция (цех N 1, 2)

Расход				Выход
Сырье, материалы, энергоресурсы				Продукция, полупродукты, побочные продукты, энергоресурсы
Наименование	Единица измерений*(1)	Расход на 1 тонну продукции*(2)		Наименование	Единица измерений	Выход на 1 тонну продукции
		По проекту	Достигнутые			По проекту	Достигнутые
Кислота полифосфорная	т	1,02	ФОК-1/ФОК-2 1,03/1,02	Готовый продукт	т	1000	-
Мел природный тонкодисперсный	т	0,774	0,84/0,82	-	-	-	-
Электроэнергия	кВт/час	50	41,75/38,35	-	-	-	-
Газ природный		50	36,50/24,53	-	-	-	-
Вода		-	1,18/0,6264	-	-	-	-

Таблица 4.11 - Описание технологических мероприятий производства фосфатов кальция

Описание мероприятия	Объект внедрения	Эффект от внедрения			Капитальные затраты	Эксплуатационные затраты
		Снижение эмиссий основных загрязняющих веществ	Энергоэффективность, в отн. ед.	Ресурсосбережение, в отн. ед.
Замена теплогенератора ТМГ-2 на автоматическую горелку ГСС-3000 ИС ТЕСКА	Стадия сушки	-	+	+	100 - 190 тыс. евро	-
Замена грохота двухситного ГИЛ-52Н На установку для просеивания "RHEWUM"	Стадия рассева - дробления	-	+	+	241 000 (без СМР)	-
Установка дробилки цепной двухроторной 504-W-24-C	Стадия рассева - дробления	+	+	-	130 000 (без СМР)	-
Установка автоматической пакетоформирующей установки PLS-C500	Хранение и фасовка	+	-	-	150 - 200 тыс. евро	-

4.4 Производство триполифосфата натрия

4.4.1 Характеристика производимой продукции

4.4.1.1 Натрия триполифосфат технический модифицированный (ТУ 2148-095-23380904)

Триполифосфат натрия имеет формулу . Молекулярная масса соли 368 г/моль, ее истинная плотность 2500 . Известны две безводные кристаллические формы: высокотемпературная (форма I) и низкотемпературная (форма II). Переходу от формы II до формы I соответствует температурный интервал от 410 до 425°С. Первая форма триполифосфата натрия называется также "комкующейся", так как растворение ее в воде приводит к образованию плотных комков. Триполифосфат натрия плавится при температуре 622°С, причем плавление сопровождается разложением триполифосфата натрия до метафосфата натрия и пирофосфата натрия .

В промышленности триполифосфат натрия получают путем прокаливания смеси фосфатов натрия, образующихся при реакции термической или экстракционной фосфорной кислоты с карбонатом натрия (кальцинированной содой).

Технический триполифосфат натрия производства представляет собой свободно текущий порошкообразный материал белого цвета. Основной составляющей продукта является триполифосфат натрия; кроме того, в нем содержатся небольшие количества примесных компонентов - главным образом сульфат натрия ().

Таблица 4.12. Показатели качества технического триполифосфата натрия

Наименование показателей	Норма
	Полиформат 1211	Полиформат 1212 "А"	Полиформат 1212 категории 1	Полиформат 1213 категории 2	Полиформат 1226	Полиформат 1231	Полиформат 1232	Полиформат 1233
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1 Внешний вид	Белый свободно текущий порошок без посторонних включений				Белый кристаллический порошок без посторонних включений	Белые свободно текущие гранулы, свободные от посторонних включений	Хорошо сыпучие голубые гранулы, свободные от посторонних включений	Хорошо сыпучие зеленые гранулы, свободные от посторонних включений
2 Массовая доля триполифосфата натрия (), %, не менее	94,0	94,0	94,0	90,0	72,0	94,0	75,0	75,0
3 Массовая доля оксида фосфора (), %	55,5 - 57,5*(1)	55,5 - 57,5*(1)	56,0 - 57,0*(1)	55,0 - 56,0*(1)	43,0 - 46,0	Не менее 55,5	-	-
4 Массовая доля первой формы (фазы) триполифосфата натрия, %	10 - 70	10 - 60	10 - 60*(2)	10 - 60*(2)		-	-	-
5 Массовая доля соединений железа в пересчете на , %, не более	0,010	0,010	0,006	0,010	0,010	0,010	-	-
6 Массовая доля нерастворимых в воде веществ, %, не более	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	-	-
7 Степень прозрачности раствора триплифосфата натрия с массовой долей 1%, не менее	-	-	90	85	90	-	-	-
8 pH раствора триполифосфата натрия с массовой долей 1%, ед pH	9,2 - 10,3	9,2 - 10,3	9,4 - 10,0	9,4 - 10,0	9,0 - 9,8	9,4 - 10,0	9,4 - 10,0	9,4 - 10,0
9 Степень белизны, %, не менее	-	-	83	80	85	-	-	-
10 Цвет по Хантеру:*(3) L а b	не менее 95 - -	не менее 95 - -	- - -	- - -	- - -	Не менее 90 - -	от 40 до 55 вкл. от 0 до -5 вкл. от -35 до -45 вкл.	от 50 до 60 вкл. от -30 до -35 вкл. от -2 до +2 вкл
11 Скорость гидратации:  мин - среднее за отчетный период, °С	91 - 92	81 - 88	-	-	-	-	-	-
- для индивидуальных поставок, °С	88 - 95	78 - 91	-	-	-	-	-	-
мин - среднее за отчетный период, °С	94 - 96	84 - 95	-	-	-	-	-	-
- для индивидуальных поставок, °С	91 - 99	81 - 98	-	-	-	-	-	-
Разность скоростей гидратации, °C, не менее	1,5	1,5	-	-	-	-	-	-
12 Массовая доля летучих веществ, %	0,3 - 1,2	не менее 0,1	-	-	20 - 24		Не более 15	Не более 15
13 Насыпная плотность, *(4)	-	-	-	-	-	1100200	1100200	1100200
14 Прочность частиц на истирание, %, не более*(4)	-	-	-	-	-	20	20	20
15. скорость растворения, сек, не более*(4)	-	-	-	-	-	-	200	200
16 Гранулометрический состав, %: Массовая доля фракций, проходящих через сито с сеткой: - 1000 микрон (N 1 по ГОСТ 6613), не менее	-	-	99*(2)	98*(2)	-	-	-	-
- 500 микрон (N 0,5 по ГОСТ 6613), не менее	-	-	85*(2)	85*(2)	-	-	-	-
- 250 микрон (N 0,25 по ГОСТ 6613)	-	-	-	-	Не менее 90	Не более 5	-	-
- 0,150 мм, не менее	75	75	-	-	-	-	-	-
Массовая доля остатка на сите: - 1600 микрон	-	-	-	-	-	Отсутствие	-	-
- 1180 микрон	-	-	-	-	-	-	не более 15	не более 5
- 1000 микрон	-	-	-	-	-	не более 15	-	-
- 425 микрон	не более 5,0	не более 5,0	-	-	-	не менее 50	не менее 90	не менее 90
- 250 микрон						не менее 90	-	-
Средний гранулометрический состав (d 50), микрон	-	-	-	-	-	-	от 650 до 800 вкл.	от 650 до 800 вкл.
*(1) Превышение верхнего предела нормы допускается. *(2) Норма для показателя может быть изменена или уточнена по согласованию с потребителем. *(3) Нормы приведены для красителей BASF, при использовании красителей с аналогичными или близкими характеристиками нормы могут быть изменены по согласованию с потребителем. *(4) норма для показателя гарантируется и определяется периодически 1 раз в 6 мес.

- Триполифосфат натрия, благодаря своей способности удерживать во взвешенном состоянии суспензии многих труднорастворимых соединений, широко применяется совместно с органическими поверхностно-активными веществами в качестве активного компонента синтетических моющих и чистящих средств - в большинстве последних триполифосфат натрия составляет до 50% от массы. Триполифосфат натрия применяются также в нефте- и горнодобывающей промышленности, в производстве синтетического каучука, в текстильной и кожевенной промышленности в качестве диспергатора, в лакокрасочной промышленности в качестве эмульгатора, при производстве цемента, в бумажной промышленности, производстве керамики и др.

- Гарантийный срок хранения триполифосфата натрия - 12 месяцев со дня изготовления продукта.

4.4.2 Описание технологического процесса и схемы

4.4.2.1 Прием сырья

Очищенная от взвеси обессульфаченная экстракционная фосфорная кислота поступает в первый реактор каскадного реакторного узла. Сода с помощью пневмонасоса по пневматическому трубопроводу перекачивается в расходные бункеры каскадного реакторного узла через разгрузители. Очищенный воздух из-под крышки бункера очищается в рукавных элементах и выбрасывается в атмосферу. Кроме этого, сода, уловленная рукавным фильтром, возвращается в шнек подачи соды. Отработанный воздух, выходящий из-под крышек бункеров, очищается от пыли в рукавных фильтрующих элементах, установленных на крышках бункеров, после чего выбрасывается в атмосферу.

Аммиачная селитра прибывает в крытых железнодорожных вагонах упакованная в мешки и разгружается на склад готовой продукции, откуда по мере необходимости доставляются в операционный цех. Активный уголь, упакованный в мешки, привозится на склад автотранспортом.

4.4.2.2 Первая стадия нейтрализации фосфорной кислоты

В отличие от реакторных узлов второй стадии нейтрализации, работающих периодически, каскадный реакторный узел приспособлен для непрерывной работы. Сода из бункера поступает на весовой дозатор. Весовой дозатор подает соду во второй реактор реакторного каскада в таком соотношении с количеством подаваемой фосфорной кислоты, чтобы обеспечить необходимое значение рН суспензии. Фосфорная кислота для нейтрализации подается в первый реактор каскада, и по перетоку постоянно перетекает во второй реактор, где происходит реакция нейтрализации фосфорной кислоты содой. Для предотвращения выброса пены из реактора уровень в нем не должен превышать 1,5 м. Для уменьшения пенообразования может дополнительно применяться синтетический пеногаситель на основе кремнийсодержащих полимеров.

Нейтрализованная пульпа из второго реактора по нижнему перетоку поступает в реактор N 3 каскада. Из этого реактора часть готовой пульпы при помощи погружного насоса возвращается во второй реактор. Готовая пульпа при помощи насоса постоянно откачивается в промежуточную емкость.

Дозировка реагентов осуществляется таким образом, чтобы обеспечить величину рН суспензии от 4,7 до 5,2 ед. рН, что отвечает "металлическому титру" (атомному соотношению Na:P), близкому к единице.

На первой стадии нейтрализации происходят следующие физико-химические превращения:

В результате в осадок выделяется основное количество примесных компонентов фосфорной кислоты: фосфаты кальция (около 90%), алюминия и железа (около 98%), а также кремнефториды щелочных металлов (около 90%), и образуется суспензия с соотношением Ж:Т от 10 до 15. Нейтрализация сопровождается выделением значительного количества (до 40  на 1 т кислоты) и, как следствие, вспениванием реакционной массы. Во избежание выброса пены степень заполнения реактора не должна превышать 70%.

На первой стадии нейтрализации происходит удаление из фосфорной кислоты фтора в виде кремнефторида натрия. Растворимость кремнефторида натрия уменьшается с увеличением рН суспензии; при значениях рН от 4,0 до 5,0 содержание фтора в растворе минимально. При значениях рН более 5,5 осадок кремнефторида натрия разлагается по реакции:

Фтор в виде фторида натрия (NaF) переходит в жидкую фазу (концентрация фтора увеличивается). В связи с этим необходимо особое внимание обращать на качество фильтрата 1-ой стадии нейтрализации, не допуская значительного количества взвесей.

Для очистки фосфорнокислотных растворов от окрашивающих примесей используется активный уголь.

Готовая пульпа 1-ой ступени, поступающая из реакторных узлов высоконапорным насосом под давлением нагнетается в один из двух автоматизированных плиточно-рамных фильтр-прессов периодического действия. При необходимости суспензия в емкости поз. 14-3 подогревается острым паром.

Фильтр-пресс первой ступени нейтрализации представляет собой аппарат горизонтального типа с подвижными фильтровальными плитами, скользящими на роликах по направляющей. Разделение суспензии осуществляется через фильтровальную салфетку, изготовленную из суперкаландрированной полипропиленовой ткани и крепящуюся на поверхности плиты. Аппарат работает в режиме фильтрование - продувка - разгрузка. После накопления слоя осадка в межрамном пространстве фильтра и снижения производительности по суспензии до 9 , подача пульпы в него прекращается.

- Осадок с влажностью от 30 до 40% путем последовательного автоматического разъединения плит сбрасывается в бункер фильтра, снабженный винтовым шнеком. Последним осадок по мере поступления перемещается в течку, через которую он сбрасывается в емкость с установленной лопастной мешалкой, где смешивается с промышленной водой с образованием пульпы. Пульпа кека при помощи погружных насосов подается в бак и также перефильтровывается на фильтр-прессе.

Репульпированный шлам при помощи погружных насосов по мере накопления откачивается в приемный бак репульпированного шлама. Пульпа шлама фильтруется на фильтр-прессе. Отфильтрованные растворы промывки шлама сливаются через сборный коллектор фильтра в баки фильтрата. Отмытый осадок при помощи винтового шнека, установленного под бункером фильтра, сбрасывается на репульпацию в насос-дробилку мокрого размола, где он смешивается с подгипсовой водой с образованием суспензии отмытого шлама. Полученная водная пульпа шлама по линии насосом - дробилкой откачивается в бак. Поступающая в бак пульпа отмытого шлама непрерывно откачивается в бак гидрошлама схемы получения экстракционной фосфорной кислоты.

4.4.2.3 Упарка разбавленных растворов

Для повышения концентрации растворов после фильтрации репульпированного шлама на фильтр-прессе N 5 используется установка упарки растворов фосфатов натрия топочными газами с мощностью по упаренной воде до 14 т/ч.

Фильтрат от фильтр-пресса N 5, представляющий собой разбавленный раствор фосфатов натрия (преимущественно мононатрийфосфата ), накапливается в баках-сборниках фильтрата. Из приемных баков раствор, имеющий температуру 50 - 60°С при помощи горизонтального насоса с постоянным регулируемым расходом подается во входной коллектор теплообменного аппарата. В этот же коллектор поступает и горячий раствор из нижней части испарителя. Фильтрат и циркуляционный раствор смешиваются в коллекторе перед теплообменником, нагреваются в трубках и поступают по раздельным линиям в газоход и на верхнюю решетку испарителя. Нагрев растворов производится паром, поступающим в межтрубное пространство теплообменника. Температура технологических растворов на входе в теплообменник составляет 60 - 70°С, на выходе - 90 - 99°С. Отвод парового конденсата производится через конденсатоотводчик в бак - сборник конденсатора. Нагретый раствор подается в испаритель.

Испарение воды в аппарате происходит за счет тепла топочных газов, получаемых в результате сгорания природного газа в топке. Первичный и вторичный воздух для сжигания природного газа поступает в топку от дутьевого вентилятора.

Топочные газы направляются в нижнюю часть испарителя. Регулирование температуры топочных газов в указанном диапазоне проводится за счет изменения расхода газа и вторичного воздуха.

Испаритель представляет собой аппарат пенного типа с двумя провальными решетками. Для снижения температуры топочных газов на входе в аппарат, часть оборотных растворов разбрызгивается форсункой в вертикальном участке газохода, соединяющего топку и испаритель. Частично охлажденные газы с брызгами раствора проходят над поверхностью раствора, и уносятся в вертикальную часть аппарата, снабженную двумя щелевыми решетками. Горячий раствор из теплообменного аппарата подается на верхнюю решетку аппарата. Попадая на поверхность решетки, раствор в восходящем потоке газа создает кипящий слой из крупных капель, интенсивно испаряющих воду. Избыток раствора постоянно проваливается через щели на нижнюю решетку, создавая кипящий слой в средней части аппарата и далее собирается в нижней части аппарата, представляющей из себя накопительный бак.

Упаренные растворы имеют высокую температуру (70 - 80°С). Для предотвращения накопления осадков в баке-сборнике и испарителе необходимо периодически проводить их осмотр и чистку. Большое количество нерастворимого осадка и быстрое зарастание установки указывает на большое количество осадка в исходном растворе, вызванное, например, разрывами ткани на фильтр-прессе.

Охлажденные до температуры не более 90°С топочные газы с парами и брызгами раствора проходят через брызгоуловитель с сепаратором, встроенные в верхнюю часть испарителя. Капли раствора отбрасываются направляющими пластинами сепаратора к стенкам брызгоуловителя и стекают с них обратно на верхнюю решетку аппарата.

Тепло, уносимое из испарителя с газами в виде пара, утилизируется в конденсаторах. Подпитка конденсаторов производится подгипсовой водой или водой заводского водооборота. Нагрев воды в конденсаторах осуществляется за счет конденсации водяного пара из влажного горячего воздуха, выходящего из испарителя; нагретая до температуры порядка 70 °С вода стекает в нижнюю конусную часть аппарата, и через гидрозатвор попадает в оборотные баки. Из оборотных баков нагретая вода подается в бак кислой воды производства экстракционной фосфорной кислоты или для репульпации шлама.

Охлажденные в конденсаторе газы выбрасываются в атмосферу хвостовым вентилятором.

4.4.2.4 Вторая ступень нейтрализации

Фильтрат первой ступени по мере необходимости погружным насосом откачивается в операционный цех. Из сборника щелок первой ступени периодически направляется в реакторы - нейтрализаторы второй ступени куда с помощью дозаторов вводится оставшееся количество соды для доведения рН суспензии до 6,0 до 6,5 ед. ("металлический титр" от 1,60 до 1,65). В процессе нейтрализации раствора дигидрофосфата натрия по реакции:

получается смесь ортофосфатов натрия, в соотношении, необходимым для получения триполифосфата натрия.

Одновременно происходит разложение остатка растворенных кремнефторидов:

Часть образовавшихся фторидов реагирует с остатками фосфата кальция с осаждением нерастворимого :

В осадок выделяются также оставшиеся в растворе и .

Примерное распределение потока соды между обеими ступенями нейтрализации отвечает отношению 2:1.

Полученная в реакторах суспензия погружными насосами подается в бак - усреднитель, снабженный змеевиком, а также паровым барботером для поддержания температуры в пределах от 70 до 80 С#.

Далее суспензия горизонтальным высоконапорным насосом подается на фильтр - прессы второй ступени нейтрализации работающие в режиме фильтрование-продувка-разгрузка. Во время разгрузки осадок поступает в бункер и удаляется при помощи винтового шнека в течку, из которой насосом - дробилкой поступает в баки - репульпаторы. Фильтрат, поступающий из фильтра в дальнейшую переработку, должен быть прозрачным, поскольку появление нерастворимого остатка приведет к ухудшению качества триполифосфата натрия.

В баки, зумпфы, реакторы периодически загружается аммиачная селитра в количестве от 2 до 4 кг на 1 т получаемого продукта. Добавление аммиачной селитры необходимо для окисления органических и других примесей, придающих цветность продукту, а также для повышения содержания триполифосфата натрия. Кроме аммиачной селитры в реакторы 2-ой стадии дозируют активный уголь.

При охлаждении из растворов II стадии нейтрализации выпадают кристаллы смешанных фосфатов натрия, которые могут привести к забивке аппаратуры, появлению гарнисажа в баках, изменению состава раствора. С целью избежания этих явлений растворы и пульпы II стадии нейтрализации подогреваются паром.

Отфильтрованные щелока второй стадии нейтрализации после фильтрации на пресс-фильтрах имеют концентрацию от 15% . Для увеличения концентрации растворов, подаваемых на сушку, до значений 24,0% и более они предварительно упариваются за счет использования тепла отходящих газов аппаратов БГС. С этой целью щелока из бака - сборника фильтратов направляются в системы абсорбции аппаратов БГС. Насос непрерывно подает щелока на орошение аппаратов Вентури, в которых происходит испарение воды, а также поглощение из отходящих газов не задержанной в циклоне пыли триполифосфата натрия и фтористых газов. За счет упарки щелоков увеличивается концентрация .

4.4.3 Получение триполифосфата натрия

Очищенный от примесей щелок примерного состава , содержащий сульфат натрия, а также незначительные количества остальных примесей насосом подается на мокрую абсорбцию сушильных и прокалочной систем, где он дополнительно упаривается и растворяет в себе пыль триполифосфата натрия. За счет этого концентрация раствора повышается до 24 - 25% . Далее щелока через пневматические форсунки направляется в аппараты БГС сушильного цикла.

При сушке и прокалке продукта протекает сложная химическая реакция с образованием промежуточных форм - пирофосфатов натрия и в конечном итоге, триполифосфата натрия:

При избытке мононатрийфосфата (металлический титр ниже 1.64) параллельно протекает реакция:

с образованием малорастворимого полифосфата натрия. Повышение температуры продукта выше 350°С также способствует протеканию этого процесса.

При этом прозрачность водного раствора получающегося триполифосфата натрия уменьшается.

Раствор через форсунку распыляется сжатым воздухом на завесу, которая образуется за счет захвата находящегося в аппарате сухого материала подъемно-лопастной насадкой и его ссыпания вниз в результате вращения барабана.

Завеса частиц материала, на которую осуществляется подача раствора, обеспечивает развитую поверхность контакта фаз, быструю сушку и требуемый гранулометрический состав полупродукта (от 1 до 5 мм). Сушка материала осуществляется горячими топочными газами, полученными при сжигании природного газа в топке. Высушенный продукт из разгрузочной камеры сушильных барабанов транспортируется на сборный ленточный конвейер и далее подается в загрузочную камеру прокалочного аппарата БГС.

Реакция образования триполифосфата натрия на 90 - 95% проходит уже в сушильных барабанах. Это происходит из-за большого времени нахождения материала внутри барабана (за счет обратного шнека и подпорного кольца), высокой температуры на входе в барабан, а также из-за значительного содержания паров воды, которые играют роль катализатора. Процесс дегидратации смеси ортофосфатов протекает в диапазоне температур от 300 до 450°С. Указанная температура обеспечивается за счет подачи прямотоком в барабан топочных газов с температурой от 900 до 1000°С. Температура газов на выходе из сушильного барабана находится в интервале от 240 до 280°С.

В прокалочном барабане завершаются процессы дегидратации ортофосфатов и образования конденсированных форм (в основном триполифосфата), а также протекает процесс образования I-ой формы триполифосфата натрия.

Температура отходящих газов на выходе из прокалочного барабана должна быть в интервале от 300 до 400°С. Горячий материал поступает в холодильник кипящего слоя. Холодильник кипящего слоя представляет собой противоточный аппарат воздушного охлаждения. Горячий продукт через затворный механизм поступает на наклонную верхнюю решетку аппарата, где он продувается и транспортируется к противоположному концу аппарата в кипящем слое при помощи воздуха, поступающего из-под решетки. Нагретый воздух очищается от пыли в групповом циклоне и в мокром абсорбере, затем, при помощи вентилятора выбрасывается в атмосферу.

Охлажденный продукт из холодильника направляется на технологические цепочки получения порошкового и гранулированного триполифосфата натрия.

При получении порошкового продукта триполифосфат натрия поступает на две молотковые мельницы. Измельчение материала в мельницах происходит за счет помола гранул продукта вращающимися билами мельницы; мелкие частицы воздушным потоком выносятся в циклон, где происходит разделение готового продукта и воздуха. Размолотый триполифосфат натрия из циклона направляется на склад. Очищенный воздух из циклона вентилятором направляется обратно в мельницу.

Измельченный продукт, поступающий на склад направляется либо в бункеры затарки с последующей упаковкой в полипропиленовые контейнеры или мешки, либо для последующей отгрузки готового продукта навалом.

При получении гранулированного триполифосфата натрия продукт поступает на молотковые дробилки. Для обеспечения максимального выхода товарного продукта в дробилке не устанавливается сито. Измельченный продукт подается в пневмоклассификатор. В пневмоклассификаторе за счет многократного пересеивания частиц продукта на внутренних насадках происходит эффективное отделение пыли (частиц с размерами до 0,25 мм) от крупных гранул потоком воздуха, поступающего под решетку классификатора из атмосферы цеха. Отделение пыли от воздуха осуществляется в циклонах и рукавном фильтре; очищенный от пыли воздух выбрасывается при помощи вентилятора через выхлопную трубу в атмосферу.

Очищенный от пыли гранулированный триполифосфат натрия поступает из пневмоклассификатора на грохоты. Для получения товарного триполифосфата натрия содержание мелких частиц на входе в грохот не должно превышать 2%. Содержание последних определяется расходом воздуха, проходящего через пневмоклассификатор: увеличение расхода воздуха уменьшает содержание пыли в продукте.

Продукт, проходя через грохот, разделяется на два потока: крупные частицы, отсеянные на сетке, а также пыль возвращаются на конвейер, товарная фракция грохота посредством транспортера направляется в бункер гранулированного продукта. По мере необходимости продукт из бункера посредством ленточного конвейера затаривается в полипропиленовые контейнеры.

Схема и описание процесса получения ТПФН приведена на рисунке 4.4 и в таблице 4.13.

4.4.3.1 Газоочистка

Горячие дымовые газы, выходящие из сушильного барабана с температурой от 220 до 250°С и содержащие пары воды и пыль фосфатов, подвергаются очистке от пыли в одиночном циклоне, снабженном двойным пылевым затвором.

Газы протягиваются хвостовыми вентиляторами через установку абсорбции, орошаемую циркулирующими растворами. Установка включает абсорбер Вентури, брызгоуловитель и бак сбора абсорбционной жидкости. Растворы разбрызгиваются в верхней части абсорбера Вентури форсункой; проходя совместно с нагретыми газами через аппарат, растворы поглощают пыль и частично упариваются, а затем сливаются в бак-сборник. Брызги упаренных растворов частично уносятся потоком газа в брызгоуловитель, где улавливаются и через слив в нижней части стекают в бак - сборник. Очищенные газы после брызгоуловителя хвостовыми вентиляторами направляются в высотную выхлопную трубу и выбрасываются в атмосферу.

Отходящие газы узла прокалки очищаются по аналогичной схеме. Газы с температурой от 300 до 400°С проходят последовательно одиночный циклон, орошаемый абсорбер, брызгоуловитель и вентиляторами выбрасываются в атмосферу. Орошение абсорбера осуществляется циркулирующими растворами, которые выводятся в бак щелоков.

Доочистка воздуха от пыли триполифосфата натрия, выбрасываемого после группового циклона после холодильника кипящего слоя, осуществляется в мокром абсорбере с провальной решеткой. Запыленный воздух входит через штуцер нижней части аппарата. На верхнюю часть щелевой решетки аппарата постоянно подается циркулирующий раствор из бака - сборника.

Рисунок 4.4 - Блок-схема получения ТПФН

Таблица 4.13 - Описание процесса получения триполифосфата натрия

N подпроцесса	Вход	Подпроцесс	Выход	Основное оборудование	Эмиссии (наименование)
1.1	, уголь активированный, аммиачная селитра,	Прием и хранение сырья	, уголь активированный, аммиачная селитра,	Емкости с перемешивающими устройствами
1.2	,	1-я Стадия нейтрализации	Раствор фосфата натрия, примеси (кек)	Реактор-нейтрализатор, баковая аппаратура
1.3	Раствор фосфата натрия, примеси (кек)	1-я Фильтрация	Фильтрат - раствор фосфата натрия (ж), примеси (кек) - ТВ	Фильтр пресс
1.4	Примеси (кек), вода	Репульпация, фильтрация	Отмытый кек, фильтрат	Фильтр пресс, баковая аппаратура
1.5	Фильтрат	Упарка	Упаренный фильтрат, пары воды	Испаритель - аппарат пенного типа с провальными решетками, газовая топка
1.6	Упаренный фильтрат,	2-я стадия нейтрализации Фильтрация	Раствор фосфата натрия с твердыми взвесями	Реактор-нейтрализатор, баковая аппаратура
1.7	Раствор фосфата натрия с твердыми взвесями	2-я Фильтрация	Раствор фосфата натрия, примеси (кек) - тв.	Фильтр пресс, баковая аппаратура
1.8	Примеси (кек) - тв.	Репульпация, фильтрация	Отмытый кек, фильтрат	Фильтр пресс, баковая аппаратура
1.9.	Объединенный фильтрат	Абсорбция от БГС	Упаренный фильтрат	Абсорбер Вентури
1.10.	Упаренный фильтрат	Сушка	Смесь фосфатов и полифосфатов натрия	Аппарат БГС, газовая топка	Пыль ТПФН,
1.11.	Смесь фосфатов и полифосфатов натрия	Прокалка	Триполифосфат натрия	Аппарат БГС, газовая топка	Пыль ТПФН,
1.12.	Триполифосфат натрия	Охлаждение	Триполифосфат натрия	Аппарат кипящего слоя	Пыль ТПФН,
1.13	Триполифосфат натрия	Дробление	Триполифосфат натрия	Молотковые мельницы, молотковые дробилки	Пыль ТПФН,
1.14.	Триполифосфат натрия	Классификация	Триполифосфат натрия	Пневмоклассификатор, грохот	Пыль ТПФН,
1.15	Отходящие газы	Очистка отходящих газов	Очищенные отходящие газы, абсорбционная жидкость и пыль в производство	Циклоны, рукавные фильтры, брызгоуловители, конденсаторы, абсорберы Вентури, абсорбер с провальной решеткой	Пыль ТПФН,

4.4.4 Нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов

Расходные нормы сырья и энергоресурсов приведены в таблице 4.14.

Таблица 4.14 - Нормы расхода сырья на 1 т триполифосфата натрия

Наименование сырья, материалов, энергоресурсов	Норма расхода достигнутая на момент составления технологического регламента
Апатитовый концентрат, натура, т	1.67
Фосфорная кислота	0.64
Сода кальцинированная, натура, т	0.78
Селитра аммиачная, натура, т	0.002
Уголь активированный, натура, т	0.0005
Топливо условное, т.у.т.	0.34
Пар, Гкал	0.49
Электроэнергия, квт*ч	150
Сжатый воздух,	240
Вода оборотная	11.5

4.5 Текущие уровни эмиссий

4.5.1 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду при производство дефторированного фосфата

На установках по производству дефторированного фосфата технологические сточные воды могут образовываться при абсорбционной очистке отходящих газов; конденсации паров воды в газоходах и выхлопных трубах. Сточные воды могут периодически появляться при проливах кислот или реакционных смесей, в этом случае всегда предусматривается их отдельный сбор и переработка в технологии. Промышленные сточные воды подвергаются повторной переработке в технологии или совместно с абсорбционными стоками, содержащими аммиак и фтористые соединения направляются на станцию нейтрализации для дальнейшей очистки и последующего возврата на повторное использование в цех экстракционной фосфорной кислоты.

Таблица 4.15 - Выбросы в атмосферу производства дефторированного фосфата

Выбросы
Наименование ЗВ	Единицы изм.	Объем и (или) масса выбросов загрязняющих веществ до очистки в расчете на тонну продукции				Источники выброса	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на тонну продукции
		Регламентный*(1)	Минимальное*(2)	Максимальное*(2)	Среднее			Регламентный*(1)	Минимальное*(2)	Максимальное*(2)	Среднее
Валовые выбросы
Кальций фторид фосфат (пыль)	кг/т						Циклон, рукавный фильтр		0,102	0,204	0,153
Фтористые соединения (F)	кг/т						Установки очистки газов		0,006	0,122	0,064
Аммиак ()	кг/т								0,129	0,467	0,298
триКальций дифосфат (пыль)	кг/т						Циклон, рукавный фильтр		0,248	0,336	0,292

Таблица 4.16 - Методики определения загрязняющих веществ в выбросах производства дефторированного фосфата

Определяемая характеристика	Диапазон определений	Обозначение (наименование) документа на МВИ
Газообразные соединения фтора	(0,03 - 50,0) (3 - 70)	ПНД Ф 13.1.45-2003 П-СЛ-05-14-А-5 ОАО "ФОСАГРО - Череповец"
Аммиак	(10 - 10000) (0,2 - 200)	П-СЛ-05-14-А-5 ОАО "ФОСАГРО - Череповец" М-11, ООО НПФ "Экосистема"
Пыль	от 10  (0,010 - 100)	ГОСТ 33007-2014 М-20, ООО НППФ "Экосистема"

4.5.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду при производстве фосфатов обесфторенных кормовых

Отходы производства отсутствуют.

Абсорбционные стоки направляются на очистку на станцию нейтрализации.

Выбросы загрязняющих веществ после очистки представлены в таблице 4.17.

Таблица 4.17 - Выбросы в атмосферу производства фосфатов обесфторенных кормовых

Наименование загрязняющих веществ	Выбросы			Комментарии
	Метод очистки	Количество выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на тонну продукта, кг/т	Источник выброса	Процесс производства	Метод определения загрязняющих веществ
Кальция гидрофосфат дигидрат	Абсорбция	0,60 (0,53 - 0,62)	Выхлопная труба		ГОСТ Р 50820-95

4.5.3 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду при производстве триполифосфата натрия

В производстве триполифосфата натрия (ТПФН) источниками выделения загрязняющих веществ в атмосферу являются:

1 Аппараты БГС для сушки и прокалки триполифосфата натрия (триполифосфат натрия, фосфаты натрия, соединения фтора (фтористый натрий).

2 Реакторы и баковая аппаратура для переработки фосфорной кислоты и растворов фосфатов натрия (аэрозоли растворов фосфатов натрия, фосфорной () и кремнефтористоводородной () кислоты, углекислый газ, активный уголь).

З Устройства разгрузки кальцинированной соды (пыль ) при разгрузке из железнодорожных вагонов и транспортировке последней пневмотранспортом в бункера цеха.

4 Пересыпки продукта при транспортировке (пыль триполифосфата натрия).

5 Узел получения гранулированного продукта (пыль триполифосфата натрия).

6 Узел охлаждения триполифосфата натрия (холодильник кипящего слоя).

7 Неорганизованные выбросы пыли готового продукта (аэрофонарь здания, затарка в бигбеги).

Подавляющее количество аэрозолей и газов выделяется при сушке, прокалке, охлаждении и транспортировке триполифосфата натрия, поэтому эти системы оборудованы санитарной системой очистки отходящих газов от пыли. Все поступления в атмосферу от производства в целом учтены в общезаводской схеме выбросов, допускаемых санитарно-гигиеническими нормами. Краткие сведения о выбросах в атмосферу и отходах приведены в таблицах 4.18 и 4.19.

Выбросы сантехнической вентиляции подвергаются очистке перед выбросом в атмосферу.

4.5.3.1 Сточные воды

Сброса сточных вод во внешнюю среду производство фосфатов натрия не имеет.

Таблица 4.18 - Выбросы в атмосферу производства ТПФН

Наименование загрязняющих веществ	Выбросы
	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на тонну продукции, кг/т			Источники выброса/стадия процесса
		Минимальное	Максимальное	Среднее
	Установки очистки газов	1,076	1,801	1,446	Выхлопная труба
F	Установки очистки газов	0,054	0,177	0,145	Выхлопная труба

Таблица 4.19 - Отходы производства ТПФН

Отходы производства и потребления*(1)
Наименование отходов	Класс опасности	Единицы изм.	Объем и (или) масса образования отходов в расчете на тонну продукции
			Регламентный*(1)	Минимальное*(1)	Максимальное*(1)	Среднее
Всего	-	т/год	0,00461	0,0015	0,0032	0,0026
Шлам от зачистки хим. оборудов.	3	т/год		0,0003	0,0016	0,0015

4.6 Определение наилучших доступных технологий

В настоящее время в России предприятия производящие фосфаты обесфторенные кормовые, дефторированный фосфат и триполифосфат натрия существуют в единственном числе.

В соответствии с принятыми нормативными правовыми актами, наилучшую доступную технологию выбрать нельзя.

Однако, все представленные продукты производятся на основе апатитового концентрата и отличаются, кроме конечных продуктов, технологий удаления из него вредных примесей: обесфторивание, осаждение, гидротермокислотная переработка, перекристаллизация.

На территории РФ имеется три производства кормовых фосфатов:

1. АО "Апатит" (Балаковский филиал). (г. Балаково Саратовский области);

2. ООО ПГ "Фосфорит" (г. Кингисепп);

3. ОАО "Гидрометаллургический завод" (г. Лермонтов)

И одно производство триполифосфата натрия, ЗАО "Метахим" (г. Волхов, Ленинградская обл.).

На настоящее время существует возможность дальнейшей модернизации представленных технологических схем связанных с приростом мощности, расширением ассортиментного ряда, снижением себестоимости продукции и уменьшением воздействия на окружающую среду.

В составе представленных технологий рекомендуется по отдельным подпроцессам технологической схемы в качестве частных НДТ использовать ряд технологических и организационно-технических мероприятий, представленных в разделе 4.7.

4.7 Наилучшие доступные технологии

В настоящее время в России предприятия производящие фосфаты обесфторенные кормовые, дефторированный фосфат и триполифосфат натрия существуют в единственном числе.

В связи с этим, можно отметить только частные случаи технических решений, соответствующих НДТ:

- Внедрение частотных регуляторов в схеме управления электрооборудованием (насосы, дробилки, мешалки, вентиляторы, барабаны, транспортеры);

- Использование современных топочно-горелочных устройств с современной системой КИПиА, обеспечивающих постоянный температурный контроль процесса сушки, полноты сжигания топлива и минимизацию образования оксидов азота;

- Использование ленточных элеваторов;

- Подбор соответствующего размера и типа грохота и дробилки, в том числе использование грохотов с непосредственным возбуждением сита;

- Использование интенсивных смесителей для проведения реакции нейтрализации фосфорной кислоты мелом (двухвальных, турболопастного типа, плужкового типа);

- Использование тонкослойных отстойников и фильтров различных конструкций для отделения осажденных примесей;

- Очистка фосфорной кислоты и промежуточных продуктов: упарка, осветление, обессульфачивание и обесфторивание (огневая упарка) фосфорной кислоты, осаждение примесей с помощью соды, удаление фтора в процессе гидротермокислотной переработке апатита.

- Утилизация тепла отходящих газов;

- Очистка отходящих газов от пыли и фтористых соединений с использованием циклонов, пенных абсорберов, труб Вентури, рукавных фильтров;

- очистка абсорбционных жидкостей и их вторичное использование.

4.8 Перспективные технологии

Процесс переработки фосфатного сырья в конечные продукты включает основные переделы:

- обогащение фосфатного сырья в концентрат;

- разложение фосфатного сырья кислотами с получением фосфорной кислоты;

- очистка фосфорной кислоты от примесей;

- нейтрализация фосфорной кислоты натрием, кальцием, аммонием и/или другими ионами, чтобы производить необходимый неорганический фосфат,

- обезвоживание, сушку, прокалку (по необходимости), дополнительную обработку с получением продукта необходимого качества.

Неизменно, экстракционная фосфорная кислота, полученная из апатитов/фосфоритов, содержит примеси фтора, кальция, сульфатов, железа, алюминия, взвесей и др.

Для большинства случаев применения эти примеси должны быть удалены из кислоты, чтобы получать определенный уровень чистоты продукта.

Уровень чистоты фосфорной кислоты в основном определяет возможность получения того или иного продукта: технического, кормового, пищевого.

Следовательно, и необходимая очистка экстракционной фосфорной кислоты может быть осуществлена разными способами: упарка, осветление, обессульфачивание, обесфторивание, очистка органическими экстрагентами (например, трибутилфосфатом), вымораживание и т.д.

Процесс очистки фосфорной кислоты может быть организован в виде отдельного производства или быть в составе производств какого либо из продуктов. Например, в производстве триполифосфата натрия, осаждение примесей содой и дальнейшее их отделение является частью производственного процесса.

Аналогичные процессы очистки могут быть использованы при производстве очищенного моно- или диаммоний фосфата со ступенчатой аммонизацией фосфорной кислоты и отделением примесей после первой стадии нейтрализации.

Существуют также способы очистки уже готовых продуктов, например, с помощью перекристаллизации (фосфаты аммония, натрия и др.)

Таким образом, развитие технологий технических (кормовых, пищевых) фосфатов, обусловлено поиском экономически выгодных и технически совершенных способов очистки фосфорной кислоты, промежуточных и готовых продуктов.

Другим направлением развития производств является расширение ассортиментного ряда продукции.

Примерами могут служить:

1. Расширение ассортиментного ряда кормовых фосфатов, как в плане достижения требуемого гранулометрического состава, так и получение кормовых фосфатов с использованием калийных, магниевых, натриевых составляющих.

2. Увеличение ассортимента путем улучшения качества продукции: выпуск наряду с техническим триполифосфатом натрия пищевого триполифосфата натрия.

Определяющее влияние на перспективы развития производств оказывают технико-экономические факторы: производительность, расходные коэффициенты сырья и энергоресурсов, ассортиментный ряд продукции и ее качество, поиск и завоевание рынков сбыта, что задает вектор развития, определяемый следующими показателями:

- создание новых (модернизация существующих) универсальных технологических схем с возможностью производства широкого ассортимента технических, кормовых и пищевых фосфатов;

- увеличение производительности;

- снижение расходных коэффициентов сырья и энергоресурсов, комплексное использование сырья;

- улучшение качества продукции;

- улучшение качества сырьевых компонентов (использование приемов очистки фосфорной кислоты)

Важную роль играет правильный выбор типа аппарата, максимально соответствующего проводимому в нем процессу. Только высоконадежный, легко обслуживаемый, эффективный аппарат способен удовлетворить современным требованиям.

В настоящее время аппаратурное оформление большинства известных процессов определилось, и прогресс в этой области техники пойдет, по-видимому, по пути модернизации существующего оборудования. Наметились следующие основные направления их совершенствования:

- улучшение качества сырьевых компонентов;

- интенсификация перемешивания (разделения) в аппаратах;

- разработка коррозионно-эрозионноустойчивых материалов и конструкций, предотвращающих контакт агрессивных сред с деталями аппаратов;

- создание и совершенствование агрегатов, в которых возможно проведение ряда взаимосвязанных процессов, что исключает промежуточные передачи полупродуктов транспортными устройствами;

- приспособление аппаратов к конкретным процессам с учетом специфики их совокупной работы в составе технологических линий (оптимизация режимов ведения процессов, устранение адгезии, выпадения твердой фазы из жидкостей, пылегазовыделения и т.п.).

Примеры технологий, перспективность которых можно рассматривать с позиций энергоэффективности, ресурсосбережения, экологической и экономической целесообразности:

1) Модернизация отдельных стадий/аппаратов технологического процесса:

2) Использование современных топочно-горелочных устройств с современной системой КИПиА, обеспечивающих постоянный температурный контроль процесса сушки, полноты сжигания топлива и минимизацию образования оксидов азота;

3) Внедрение частотных регуляторов в схеме управления электрооборудованием (насосы, дробилки, мешалки, вентиляторы, барабаны, транспортеры);

4) Использование отходящих газов со стадии охлаждения на стадии сушки.

В остальном перспектива развития существующих производств фосфатов относится к совершенствованию аппаратурного оформления отдельных стадий процесса:

- узлов смешения компонентов и проведение химической реакции: смесители различных конструкций (плужные смесители, турболапастные грануляторы);

- процессы разделения - фильтры, фильтровальные ткани и способы их регенерации;

- процессы сушки, прокалки, обжига и получение топочных газов;

- утилизация тепла отходящих газов;

- совершенствование процессов гранулирования, рассева и дробления: различные типы грануляционного оборудования, в т.ч. установки компактирования, дробилок, грохотов, сит, воздушных сепараторов;

- процессы охлаждения в т.ч. с использованием кондуктивных теплообменников - холодильников.

- процессы очистки отходящих газов: мокрые абсорберы, скруббера, циклоны, рукавные фильтры.