Анотація до роботи:

Василінич Т.М. Екстракційна переробка фосфатної сировини гідросульфатами лужних металів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.01– технологія неорганічних речовин. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2009.

Захищаються результати теоретичних та експериментальних досліджень, виконаних для розроблення технології переробки забалансових фосфатних руд гідросульфатами лужних металів. Досліджено вплив різних параметрів, зокрема температури, тривалості, витрати сировинних компонентів на розклад трикальційфосфату в процесі одержання РК – мінеральних добрив. Вдосконалено механізм сульфатно-кислотного розкладу трикальційфосфату сульфатною кислотою, згідно з яким одержання дигідрофосфату кальцію відбувається через ланцюг послідовних реакцій. Показана можливість заміни сульфатної кислоти на природні сульфати лужних металів в процесах переробки традиційної і забалансової фосфатної сировини. Вміст поживних компонентів в мінеральних добривах при розкладі забалансової фосфатної сировини гідросульфатами знаходиться на рівні розкладу апатитового концентрату сульфатною кислотою. На основі ебуліоскопічних досліджень обґрунтовано концентрації реагентів, що дало можливість вдосконалити технологію сульфатно-кислотно-солевого розкладу фосфатної сировини з комплексним використанням сировинних компонентів та створювати безвідходні технологічні цикли.

1. Сукупність наведеного в роботі аналізу щодо сировинної фосфорної бази і методів переробки фосфатної сировини свідчить, що наявні фосфатні руди родовищ України та їх концентрати відносяться до забалансових і при кислотному розкладі витрата сульфатної кислоти зростає до 140-160%, що призводить до зменшення концентрації поживних речовин у добриві і збільшенні їх собівартості.

2. Проведені дослідження по використанню Незвиського і концентрату Ратнівського фосфоритів для одержання змішаних мінеральних добрив із застосуванням каліймагнезії та калійних руд Калуша і Стебника показали можливість отримання добрив збалансованих за кальцієм і хлором, а також за P₂О₅ і К₂О. Такі добрива є хлорвмісними, не можуть використовуватися під хлорофобні культури і є джерелом закислення ґрунтів.

3. На основі термодинамічного аналізу розкладу трикальційфосфату сульфатною кислотою, гідросульфатами калію і натрію, сумішами Н₂SО₄ з сульфатами лужних металів установлено, що сульфатнокислотний розклад Са₃(PО₄)₂ є екзотермічним процесом, можливим в інтервалі температур 298-473К.

4. На основі проведених досліджень стадійності розкладу Са₃(PО₄)₂ сульфатною кислотою вдосконалено механізм одержання простого суперфосфату, згідно з яким утворення кальцій дигідрофосфату відбувається через ряд послідовних реакцій. Встановлений механізм обґрунтовує можливість проведення розкладу трикальційфосфату сульфатами або гідросульфатами лужних металів.

5. Досліджено вплив кінетичних параметрів – температури, тривалості процесу, концентрацій реагентів та їх витрат на ступінь розкладу Хібінського апатиту гідросульфатами лужних металів та їх сумішами із сульфатною кислотою. Встановлено, що при температурі 393-408К за 40-60 хв. з витратою реагентів 110% від стехіометрії і мольному співвідношенні КНSO₄ : Н₂SO₄ = 1:1 досягається 78% ступінь розкладу апатиту. При цьому підвищення температури не сприяє прискоренню процесу через випаровування води і зв’язування її в кристалогідрати, що, в свою чергу, призводить до зменшення швидкості катіонного обміну в об’ємі реакційної пульпи.

6. Проведені дослідження гідросульфатного розкладу Незвиського і концентрату Ратнівського фосфоритів. Технологічні параметри отримання фосфоркалійних добрив аналогічні як і при розкладі апатиту – температурний режим розкладу 398-408К, тривалість процесу 40-60 хв., витрата сульфатного реагенту 110% від стехіометрії. За час дозрівання 15-20 діб ступінь розкладу фосфоритів досягає 80%.

7. На основі кінетичного аналізу експериментальних досліджень та математичної обробки результатів експериментів встановлено, що одержання РК-мінеральних добрив розкладом фосфатної сировини гідросульфатами лужних металів перебігає в дифузійній області.

8. Розроблено і запропоновано технологічну схему одержання складних мінеральних добрив розкладом фосфатної сировини сумішами сульфатів та гідросульфатів лужних металів із сульфатною кислотою, яка є вдосконаленням технологічної схеми одержання простого суперфосфату. Вдосконалення технологічної схеми пов’язане з приготуванням вихідного сульфатно-сольового розчину.

9. Проведено порівняння основних показників мінеральних добрив, одержаних розкладом апатиту та забалансових фосфоритів Ратнівського і Незвиського родовищ. При заміні сульфатної кислоти гідросульфатом калію сума поживних компонентів зростає майже на 10%. Собівартість таких добрив знижується за рахунок зменшення витрат сульфатної кислоти і заміни фосфатної сировини на більш дешеву.

10. При впровадженні технології екстракційної переробки фосфатної сировини гідросульфатами лужних металів очікуваний економічний ефект становитиме 138,88 грн. на 1 т готового добрива, при цьому величина відведеного екологічного збитку складе 26,5 грн. на 1 т. продукції.

Публікації автора:

1. Василінич Т.М. Змішані складні добрива на основі фосфатної сировини України / Василінич Т.М., Крикливий Д.І.. Михайлова І.В.// Хімічна промисловість України.– 1999.– №3.– С.3 – 4. Здобувачу належить проведення експериментальних досліджень процесу одержання складних змішаних мінеральних добрив на основі вітчизняної фосфатної сировини та калійних полімінеральних руд.

2. Василінич Т.М. Термодинамічні дослідження взаємодії трикальційфосфату з сульфатами та гідросульфатами лужних металів // Збірник наукових праць. Сер.: Хімічні науки. – Київ. – 1999.– Вип.1.– С.37 – 39.

3. Василінич Т.М. Екологічно доцільна комплексна переробка фосфатних руд сульфатами та гідросульфатами лужних металів / Василінич Т.М., Петрук Г.Д. // Вісник Вінницького політехнічного інституту – 2006. – №5.– С. 67 – 69. Здобувачу належить обґрунтування необхідності і актуальності створення нової ефективної переробки забалансових фосфатних руд для отримання безхлоридних добрив.

4. Крикливий Р.Д. Забалансові фосфатні руди. Дослідження процесу переробки / Крикливий Р.Д., Василінич Т.М., Сакалова Г.В., Крикливий Д.І. // Хімічна промисловість України.– 2006.– №6.–С.16 – 18. Здобувачу належить проведення експериментальних досліджень,обробка результатів,участь у написанні статті.

5. Василінич Т.М. Гідросульфатна переробка фосфоритів родовищ України / Василінич Т.М., Крикливий Д.І. // Хімічна промисловість України.– 1998.– №1.– С.10. Участь здобувача полягає в обґрунтуванні необхідності створення нової ефективної переробки забалансових фосфатних руд гідросульфатами лужних металів.

6. Василінич Т.М. Еколого-хімічні дослідження екстракційної переробки важкорозчинних калій, натрій, магній, кальцієвих сульфатних мінералів / Василінич Т.М., Сакалова Г.В., Мудрак О.В. // Збірник наукових праць Вінницького державного аграрного університету. – 2004.– Вип.19.– С.21 – 25. Здобувачем проведено експериментальні дослідження та визначено оптимальних умови процесу виробництва складних фосфоровмісних мінеральних добрив.

7. Василінич Т.М. Оптимізація процесу виробництва складних фосфоровмісних мінеральних добрив / Василінич Т.М., Сакалова Г.В., Петрук Г.Д. // Вісник Вінницького політехнічного інституту. – 2005.– №3.–С.118 – 121. Здобувачем проведені дослідження та отримані кореляційні моделі між ознаками якості фосфоровмісних мінеральних добрив та технологічними параметрами їх виробництва.

8. Сакалова Г.В. Перевірка технологічної гіпотези про відсутність впливу температури на ступінь перетворення сировини / Сакалова Г.В., Василінич Т.М., Тонха О.Л. // Науковий вісник Національного аграрного університету. – 2005.– №91. – С.230 – 234. Здобувачу належить проведення експериментальних досліджень та визначення оптимальних умов процесу виробництва складних фосфоровмісних мінеральних добрив.

9. Крикливий Д.І. Використання природного газу в високотемпературних процесах технологій неорганічних речовин / Крикливий Д.І., Петрук Г.Д., Василінич Т.М., Ковальчук О.В. // Хімічна промисловість. – Черкаси, 1998.– Вип.2.–С.34–35. Здобувачем проведені експериментальні дослідження активності газових відновників.

10. Крикливий Д.І. Дослідження в галузі використання природного газу в високотемпературних відновних процесах технології неорганічних речовин / Крикливий Д.І., Ковальчук О.В., Петрук Г.Д., Василінич Т.М., Левченко М.В. // Вісник ДУ “Львівська політехніка”. Сер.: Хімія, технологія речовин та їх застосування. – 1997. – №333. – С.39 – 42. Здобувачем проведені експериментальні дослідження по відновленню фосфоритів України газовими відновниками.

11. Крикливий Д.І. Використання фосфатів кальцію для нейтралізації радіоактивних високотемпературних джерел / Крикливий Д.І., Петрук Г.Д., Василінич Т.М. // Хімічна промисловість. – Черкаси, 1998. – Вип.2.– С.57–60. Участь здобувача полягає у теоретичних дослідженнях зв’язування оксидів радіоактивних елементів фосфатними системами.

12. Пат. 34038 А України, МПК 6 С 05 В 1/02, С 05 D 1/00. Спосіб одержання складних мінеральних добрив / Крикливий Д.І., Василінич Т.М. – №99052743; Заявл.18.05.1999; Опубл.15.02.2001, Бюл. №.1. Здобувачем проведено експериментальну частину досліджень і обробку одержаних результатів у створенні способу одержання складних мінеральних добрив.

13. Пат. 34099 А України, МПК 6 С 05 В 1/00, С 05 D 1/00. Спосіб одержання складних концентрованих фосфоровмісних мінеральних добрив / Крикливий Д.І., Василінич Т.М. – №99063032; Заявл.02.06.1999; Опубл.15.02.2001, Бюл. №1. Участь здобувача полягає у проведені експериментальних досліджень та обробці одержаних результатів.

14. Пат. 17625 Україна, МПК С 05 В 1/00, С 05 D 1/00. Спосіб одержання складних мінеральних добрив / Крикливий Р.Д., Василінич Т.М., Крикливий Д.І. – №200601413; Заявл. 13.02.2006; Опубл.16.10.06, Бюл. №10. За участю здобувача розроблено технологію одержання складних мінеральних добрив.

15.T.N.Vasilinich. The balansed phosphate ores processing / T.N.Vasilinich, D.I. Kriklyvy, A.V. Kovalchuk, G.D.Petruk//Materials for future and non-traditional chemikal technologies: XVI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. – Moskov.– 1998. – P.171 – 172. Здобувач приймав участь у проведенні експерименту, обробці результатів та написанні тез.

16. Василінич Т.М. Дослідження термічної та екстракційної переробки важкорозчинних калієвих, натрієвих, магнієвих, кальцієвих сульфатних мінералів / Василінич Т.М., Крикливий Д.І, Михайлова І.В.// Вдосконалення процесів та апаратів хімічних та харчових виробництв: X міжнародна конференція, 1999р.:тези доповідей. – Львів, 1999. – С.101. Здобувач провів всі необхідні дослідження і розрахунки.

17. Крикливий Д.І. Гідросульфатна переробка фосфатної сировини / Крикливий Д.І., Василінич Т.М., Супріган О.Ю.// Современные проблемы химической технологии неорганических веществ: Международная научно-техническая конференция: тезиси докладов. – Одесса, 2001.–С.80–81. Здобувачу належить проведення досліджень по визначенню механізму переробки гідросульфатної переробки фосфатної сировини.

18. Василінич Т.М. Розклад фосфатної сировини сумішами сульфатної кислоти з сульфатами лужних металів / Василінич Т.М., Піюн Л.В., Крикливий Д.І.// Міжнародна науково-практична конференція: Комплексне використання сировини, енерго- та ресурсозберігаючі технології у виробництві неорганічних речовин, 27-29 травня 2004р. : тези доповідей. – Черкаси, 2004.– С.24–25. Здобувач приймав участь у проведенні експерименту, обробці результатів та написанні тез.

19. Василінич Т.М. Екологічно доцільна комплексна переробка фосфатних руд сульфатами та гідросульфатами лужних металів / Василінич Т.М., Петрук Г.Д.// І Всеукраїнський з’їзд екологів: Міжнародна науково-практична конференція, 4-7 жовтня 2006р. : тези доповідей. – Вінниця. – 2006. – С.276. Здобувачем проведено експериментальні дослідження, оброблено експериментальні дані та зроблено узагальнення про переваги гідросульфатного методу.

20. Крикливий Д.І. Розклад трикальційфосфату гідросульфатами лужних металів / Крикливий Д.І., Василінич Т.М., Крикливий Р.Д. // Структурна релаксація у твердих тілах: Міжнародна науково-практична конференція, 23-25 травня 2006р. : тези доповідей. – Вінниця, 2006. – С.149–150. Здобувач приймав участь у проведенні експерименту, обробці результатів, трактуванні результатів та написанні тез.

21. Крикливий Д.І. Переробка забалансових фосфатних руд / Крикливий Д.І., Василінич Т.М., Худоярова О.С.// Сучасні проблеми технології неорганічних речовин: ІІІ Українська НТК з технології неорганічних речовин, 20-22 вересня 2006р. : тези доповідей. – Дніпропетровськ, 2006.–С.62. Здобувач приймав участь у проведенні експерименту, обробці результатів та написанні тез.