Oktabr, 2025-Yil
324
ОБЗОР МЕТОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ НА
МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ
Нарзуллаева А.М.
Азимова Ф.А.
Бухарский государственный технический университет.
https://doi.org/10.5281/zenodo.17478421
В последние десятилетия на территории Узбекистана геолого-изыскательскими
работами открыто крупнейшее месторождение зернистых фосфоритов в Кызылкумском
бассейне, где наиболее перспективными являются двенадцать площадей в отложениях
среднего эоцена. Кызылкумские фосфориты по своим физико-химическим характеристикам
не имеют мировых аналогов, но по составу можно судить о некотором сходстве с
фосфоритами месторождений Северной Африки, Ближнего Востока и Афганистана,
достаточно широко встречающихся в мезокайнозойских формациях карбонатной группы
[1].
Во второй половине шестидесятых годов началось активное исследование
химического и минерального состава зернистых фосфоритов ЦК [2-6]. Наибольшее
внимание геологов привлекла территория западного Узбекистана, где выявлен ряд
промышленно пригодных видов фосфоритовых руд: зернистые (африканский тип),
желваковые (Чилисайский) и галыногравийный (флоридский) [7]. Из фосфоритов
зернистого типа выявлены Сардарьинская (167 млн.т), Караганская (160 млн.т) и еще
восемь с прогнозными ресурсами 50-60 млн.т.
Основной метод переработки фосфатного сырья на минеральные удобрения основан
на их сернокислотной экстракции природных фосфатов. Однако, этот метод имеет ряд
недостатков: дефицитность серной кислоты, больше отходов (фосфогипса), а также
предъявляются, достаточна высокие требования используемого фосфатного сырья. Поэтому
большой интерес представляют технологические решения, позволяющие вовлечь в
переработку бедное фосфатное сырье (содержание P
2
O
5
до 20%). Одним из таких решений
является способ переработки бедного фосфатного сырья на удобрения солянокислотным
разложением фосфатов. Исследования в этой области проведены еще в 30-е годы нашего
столетия. Однако имеющиеся в настоящее время литературные данные о физико-
химических основах и технологических условиях солянокислотной переработки природных
фосфатов на удобрения недостаточны для решения задач, связанных с широким
внедрением данного метода в промышленность. Они не позволяют с достаточной
достоверностью перерабатывать фосфатное сырье с высоким содержанием сопутствующих
примесей.
Возможности обогащения магнитной сепарацией мелкозернистой каменно-
фосфатной руды, описаны авторами [8,9]. Фосфатная руда с диапазоном размера частиц 53-
63 мкм была подвергнута двухступенчатому высокоградиентному разделению.
На первом этапе руда покрывалась магнетитом и под действием олеата натрия и
метасиликата натрия железо эффективно отделялось в качестве магнитного продукта.
Фосфорит и кремнезем оставались в немагнитной фракции.
Oktabr, 2025-Yil
325
На второй стадии фосфорит вновь покрывался магнетитом и обогащался в конечном
продукте в присутствии олеата натрия и метасиликата натрия.
Было установлено, что общее извлечение фосфора в оптимизированных условиях
оказалось достаточно низким, что говорит о неэффективности применения магнитной
сепарации для обогащения мелкозернистых фосфатных руд. Так как одним из
распространённых способов разложения фосфатного сырья является сернокислотный
способ, авторами [9] было проведено исследование кислотного разложения фосфатного
сырья с повышенным содержанием полуторных оксидов. Процесс разложения фосфатного
сырья в общем случае можно описать следующим уравнением:
7Ca
5
(PO
4
)
3
F+35H
2
SO
4
+17.5H
2
O=21H
3
PO
4
+35CaSO
4
*0.5H
2
O+7HF
После полного использования серной кислоты фосфорная кислота реагирует с
фторапатитом.
Ca
5
(PO
4
)3F+7H
3
PO
4
+5H
2
O=5Ca(H
2
PO
4
)
2
*H
2
O+HF
Присутствующие в фосфоритах полуторные оксида разлагаются смесью фосфорной
и серной кислоты
3Ca(H2PO4)2+R2O3+3H2SO4=3CaSO4+2Fe(H2PO4)3+H2O
При разложении фосфатов наступает стадия, когда концентрация фосфора и
количество жидкой фазы снижается, что приводит к пересыщению раствора по содержанию
полуторных оксидов. В этом случае происходит выпадение осадка в виде фосфатов
полуторных оксидов, однако часть железа и алюминия остается в жидкой фазе. Выяснено,
что снижение температуры и увеличение концентрации ионов в жидкой фазе приводит к
стабилизации пересыщенных растворов. Так же было установлено, что с ростом
температуры и содержанием сульфат ионов увеличивается скорость и степень разложения
железа и алюминия входящих в состав фосфатного сырья
За рубежом имеются довольно мощные промышленные предприятия по переработке
фосфатного сырья на удобрения солянокислотным способом.
В нашей стране исследования процесса солянокислотной переработки проведены на
образных вятского фосфорита и хибинского апатита. Исследования процесса
солянокислотного разложения различных образцов фосфоритов показали, что прокаленный
фосфорит имеет ряд преимущества перед первично обогащенным и флотационным
концентратом – снижается степень перехода в раствор оксидов, улучшаются структура
нерастворимого остатка и улучшения его отделения. Оптимальным количеством соляной
кислоты на разложение фосфорита является стехиометрическая норма, обеспечивающая
извлечение P
2
O
5
из фосфорита в раствор в течение 30-60мин. на 97-99%. Изменение
концентрации растворе соляной кислоты в пределах 5-20% HCl не оказывает заметного
влияния на переход Р
2
О
5
и СаО в жидкую фазу. Однако концентрация раствора соляной
кислоты существенно влияет на растворение соединений железа алюминия. Так, при
обработке фосфорита 10%-ной соляной кислотой в раствор переходит при 20С 27% R
2
O
3
, а
20%-ной НСl а аналогичных условиях- 36-40%. При изучении процессов отделения
нерастворимых остатков показано, что скорость седиментации твердой фазы возрастает с
уменьшением концентрации соляной кислоты. Наибольшая скорость осаждения
наблюдается при использовании 10%-ной соляной кислоты.
Oktabr, 2025-Yil
326
Поэтому данная концентрация кислоты признана авторами оптимальной, несмотря
на то, что применение разбавленной кислоты приводит к увеличению объема аппаратуры.
Список использованной литературы
1.
Геология месторождений фосфоритов, методика их прогнозирования и поисков. - М.:
Недра (ВНИИгеолнеруд). 1980. – С. 247.
2.
Баскаков М.П. Анализ осадочных формаций равнинного Узбекистана. – Ташкент:
Наука, 1964. – С. 140.
3.
Ильященко В.Я. Палеогеновые фосфориты востока и юга Узбекистана. // Узб. геолог.
журн. – 1966. – № 4. – С. 11-16.
4.
Вольфкович
С.И,
Логинова
А.И,
Соколовский
А.А.
О
производстве
дикальцийфосфата на основе солянокислотной переработке фосфатов – Хим.пр.
1945г.№3 1-7стр.
5.
Yaoyang Ruan. Review on Beneficiation Techniques and Reagents Used for Phosphate Ores
/ Yaoyang Ruan, Dongsheng He and Ruan Chi // Minerals - 2019. – P. 1-18
6.
Можейко, Ф.Ф. Влияние обжига на физикохимические свойства основных
рудообразующих минералов фосфоритов / Можейко Ф.Ф., Войтенко А.И., Поткина
Т.Н., Гончарик И.И., Шевчук В.В. // Известия национальной академии наук Беларуси.
Серия химических наук. Издательство: Республиканское унитарное предприятие
"Издательский дом "Белорусская наука" (Минск) – 2012 – 107-112 с
7.
Почиталкина, И. А. Поведение примесей фосфорита полпинского месторождения в
процессе кислотной экстракции. / И.А. Почиталкина, Кондаков Д. Ф., Винокурова О.
В. // Журнал неорганической химии. - 2018. - Т. 63. - N 5. - С. 550 - 553.
8.
Лихошерст, А. Е. Проблемы переработки фосфатного сырья, содержащего соединения
Fe +3 и Al +3 / А. Е. Лихошерст, И. А. Почиталкина // Наука и технологии: актуальные
вопросы, достижения и инновации. Сборник научных трудов по материалам VI
Международной научно-практической конференции. [Электронный ресурс]. – А.:
НИЦ ЭСП в ЮФО, 2020. – 19-23 с.
9.
Лихошерст А. Е., Почиталкина И. А. ПЕРЕРАБОТКА ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ С
ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ЖЕЛЕЗА И АЛЮМИНИЯ // Успехи в химии и
химической
технологии.
2020.
№4
(227).
URL:
