Физико-химические свойства карбоната кальция и нитроаммофоски

Харичев О.Е., Ершова М.И., Ефремов Г.И., Тарчигина Н.Ф.

Одним из крупнотоннажных побочных продуктов при производстве нитроаммофоски, азотнокислой переработкой хибинского апатитового концентрата является конверсионный карбонат кальция. В настоящее время значительная часть получаемого на предприятия карбоната кальция не находит применения и направляется в отвалы. Необходимость затрат на транспортировку и захоронение, контроль состояния, выплата экологических штрафов -снижают в целом экономичность производства нитроаммофоски. Кроме того, не решается важная задача комплексной безотходной переработки ценного фосфорсодержащего сырья хибинского апатитового концентрата.

На решение этих проблем и были направлены исследования, которые включали следующие этапы: установление физико-химических характеристик: карбоната кальция конверсионного, нитроаммофоски марок NPK (МОР) 16:16:16 и NРK (MOP) 23:22:0; получение опытных образцов новых видов удобрений, методом смешения их с карбонатом кальция, варьируя при этом способ его введения в плав нитроаммофоски различных марок, а также влажность вводимого компонента.

Исследования проводились на приборе Axios Advanced, который является рентгенофлуоресцентным спектрометром и имеет возможность анализа различных образцов. Axios Advanced - последовательный спектрометр с одним гониометрическим измерительным каналом, работающим в полном диапазоне измерений.

Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА) - один из современных спектроскопических методов исследования вещества с целью получения элементного состава. Метод РФА основан на сборе и последующем анализе спектра, полученного путём воздействия на исследуемый материал рентгеновским излучением.

Опытные образцы удобрений с карбонатом кальция получали путем введения его в плав нитроаммофоски при следующих условиях: температура плава нитроаммофоски 140 ±5°С; механическое перемешивание с частотой вращения 200 об/мин; время смешения 30 секунд; расходные нормы карбоната кальция 5; 10; 15; 20; и 25 % от массы плава нитроаммофоски.

Как показали результаты рентгенофлуоресцентного анализа, введение карбоната кальция в плав NPK приводит к снижению в опытных образцах готового продукта суммы основных питательных веществ - азота, фосфора и калия с 49,7 % до 38,4 % для расходной нормы карбоната кальция 25 %, а также к увеличению в них массовой доли влаги почти в 2 раза. Величина водородного показателя (рН) полученных удобрений по сравнению с исходной нитроаммофоской марки 16:16:16 возросла незначительно с 4,7 до 5,1 в зависимости от количества вводимого карбоната кальция. Таким образом, результаты проведенных испытаний позволяют сделать следующие выводы: введение карбоната кальция в плав нитроаммофоски технологически возможно, как непосредственно в чистом виде, так и в смеси с хлористым калием.