Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2025(16))

Введение В условиях стремительного роста численности населения планеты и сокращения сельскохозяйственных угодий проблема продовольственного обеспечения приобретает особую значимость. Как ключевая отрасль агропромышленного комплекса, животноводство играет важную роль в удовлетворении потребности общества в продуктах питания. Международная практика показывает, что в первую очередь необходимо обеспечение животных высококачественными кормами, что невозможно без использования минеральных кормовых добавок, позволяющих компенсировать недостаток питательных веществ и повышать эффективность корма. Фосфор, являясь жизненно важным элементом, необходим для нормального функционирования всех систем организма сельскохозяйственных животных, включая формирование костной ткани, энергетический обмен и синтез биологически активных соединений, в связи с этим даже кратковременный недостаток этого элемента приводит к существенному снижению продуктивных качеств животных. Согласно научным исследованиям наивысшей биологической доступностью для всех видов животных обладают безкальциевые фосфаты: аммония, натрия, калия. Основным сырьем для производства кормовых фосфатов служит экстракционная фосфорная кислота (ЭФК), получаемая сернокислотной переработкой фосфатного сырья. Однако ее использование при производстве кормовых фосфатов невозможно, ввиду значительного количества примесей (от 5 до 15 мас. %), включая соединения тяжелых металлов, сульфаты и фториды, которые снижают качество конечного продукта и представляют опасность для здоровья животных, что приводит к необходимости разработки новых эффективных способов очистки экстракционной фосфорной кислоты. Как показал анализ, одним из перспективных методов комплексной очистки ЭФК с последующей переработкой ОЭФК с получением кормовых фосфатов аммония является аммиачный метод, включающий частичную нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком. Основным недостатком метода является большая продолжительность процесса, связанная с необходимостью проведения длительной стадии химического старения частично аммонизированной кислоты с целью кристаллизации аморфных метастабильных соединений, образующихся в ходе протекания конверсионных процессов при повышении величины pH -стадии аммонизации. Р е зу л ь т а ты исследований Разработанный авторами комбинированный метод получения кормовых и технических фосфатов предусматривает предварительную очистку кислоты от серосодержащих соединений реагентным методом и ее последующую стадийную аммонизацию с промежуточным химическим старением частично аммонизированной суспензии после каждой ступени нейтрализации. Проведение предварительного осаждения сульфатов обеспечивает частичное снижение содержания ряда нежелательных примесей, в частности, железа, алюминия и фтористых соединений, а также, как отмечено в ходе исследований, способствует достижению высокой скорости декантации и фильтрации частично аммонизированной суспензии на последующих стадиях очистки. Установлено, что применение двухстадийной аммонизации при оптимальных значениях рН и температурах позволяет доочистить кислоту от поливалентных и щелочноземельных металлов, а также фторсодержащих соединений. Дополнительное введение промежуточных стадий химического старения обеспечивает получение хорошо фильтруемого осадка, а также снижение содержания примесей в жидкой фазе за счет их хемосорбции на поверхности растущих кристаллов. Данные о содержание примесей в жидкой фазе при очистке ЭФК комбинированным методом представлены в табл. 1. Анализ полученных данных содержания примесей в растворе ЭФК на отдельных стадиях ее очистки позволяет сделать вывод о возможности получения кормовых фосфатов аммония, соответствующих нормативным требованиям к качеству кормовых фосфатов [1]. Общая степень очистки ЭФК от примесей составляет 93,5 %. Получение кормовых фосфатов аммония осуществляется путем отвода части аммонизированной суспензии после первой стадии химического старения с последующим центрифугированием и кристаллизацией фосфатов из фильтрата в политермическом режиме. На основании рентгенофазового анализа установлено, что основной кристаллической фазой является дигидрофосфат аммония. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 4. С. 95-98. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 95-98. © Мохорт М. С., Трибуш Н. А., Дормешкин О. Б., Гаврилюк А. Н., 2025 96