Анотація до роботи:

Білогур І. С. “Технологія азотно-фосфорних добрив із фосфат - глауконітового концентрату” – Рукопис.

Дисертація на здобуття науково ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.01 – технологія неорганічних речовин. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2009 р.

Дисертація присвячена питанням фізико-хімічного обґрунтування і розроблення теоретичних та технологічних основ процесів переробки фосфат-глауконітової сировини Ново-Амвросіївського родовища на мінеральні добрива.

Вперше на основі експериментальних досліджень та термодинамічних розрахунків, рентгенофазових аналізів визначено склад реакцій, що перебігають при взаємодії фосфат-глауконітового концентрату і нітратної кислоти.

Визначено фізико-хімічні умови і технологічні параметри азотнокислотного розкладання сировини та розроблені принципові технологічні схеми. Встановлено, що азотнокислотне розкладання сировини відбувається у дифузійній області та створено кінетичну модель процесу та знайдені константи швидкості, енергія активації, коефіцієнти масовіддачі. Створена матиматичне модель, яка дозволяє розрахувати технологічні параметри процесу і хімічний реактор розкладу.

Отримане NP-добриво з підвищеними показниками ґрунтової родючості, із збільшеним вмістом водорозчинного кальцію і зниженим показником кислотності ґрунту. Розроблена стабілізована аміачна селітра з підвищеними фізико-механічними властивостями, встановлені технологічні параметри введення азотнокислотної витяжки, що дозволяє отримати продукт безпечний при зберіганні та використанні. Доведено їх економічну доцільність. Нові технології передані для розроблення вихідних даних при проектуванні технологій добрив у Сумський Державний науково–дослідний інститут мінеральних добрив і пігментів.

В дисертаційній роботі вирішене науково-прикладне завдання створення ефективних технологій одержання азотно-фосфорних добрив, які отриманні з фосфат-глауконітового концентрату Ново-Амросіївського родовища. За результатами досліджень зроблені висновки:

1. Встановлено мінералогічний та хімічний склад фосфат-глауконітового концентрату. Виявлені фази апатиту, карбонатгідроксилапатиту, глауконіту, кальциту, польових шпатів, кварцу, лимоніту для використання в технологіях мінеральних добрив.

2. Проведено оцінку термодинамічної ймовірності перебігання реакцій азотнокислотного розкладання фосфат-глауконітового концентрату, визначені їх маршрути, які пов’язані з високим вмістом кальцитів, кварцу та нефілитів, і сформовано базу термодинамічних даних для визначених сполук.

3. Встановлені експериментально технологічні параметри азотнокислотного розкладення для досягнення високого ступеня вилучення Р₂О₅ 97,2 – 99,0 мас. %: час взаємодії 20 – 30 хв.; концентрація HNO₃ 50 – 56 мас. %; норма кислоти 1,06 - 1,12 д.од., температура процесу
45 – 50 С.

4. Запропоновано метод піногасіння шляхом розбризкування нітратної кислоти на шар утворюваної піни та встановлено, що розроблений спосіб знижує висоту пінного шару на
30–50 %.

5. Визначені параметри процесу амонізації азотнокислотного розчину, які дозволяють запобігти ретроградації фосфорного ангідриду, збільшити вміст засвоєної форми Р₂О₅ у продукті і отримати азотно-фосфорне добриво з наступним співвідношенням N:P = 23:7. Отримано стабілізовану аміачну селітру з поліпшеними фізико-хімічними властивостями (сумарна масова частка нітратного і амонійного азоту в перерахунку на суху речовину N 28 мас. %, Р₂О_5загл 3,0 – 4,0 мас. %, СаО 6,7 – 9,0 мас. %).

6. Визначено вплив процесів масообміну на швидкість азотнокислотного розкладення, наведена область їх перебігання, розроблена кінетична модель процесу та знайдені константи швидкості, енергія активації, коефіцієнти масовіддачі. Створена математична модель, яка дозволяє розрахувати технологічні параметри процесу і хімічний реактор розкладу.

7. Розроблено принципові технологічні схеми отримання азотнокислотної витяжки з фосфат-глауконітового концентрату з наступною переробкою у азотно-фосфорне добриво та як добавку в виробництві стабілізованої аміачної селітри. Доведено їх економічну доцільність.

8. Результати роботи передані для розроблення вихідних даних при проектуванні технологій добрив у Сумський Державний науково-дослідний інститут мінеральних добрив і пігментів та використані в навчальному процесі на кафедрі хімічної технології неорганічних речовин, каталізу та екології НТУ „ХПІ” під час виконання дипломних та магістерських робіт.

Публікації автора:

1. Белогур И.С. Исследование возможности кислотной переработки нетрадиционного фосфатного сырья /И.С. Белогур, И.М. Рыщенко, Л.Н. Ратушная, А.С. Савенков // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ “ХПІ“, 2003. – № 11. – С. 115 – 118.

Здобувачем показана можливість переробки збідненої фосфатної сировини України

2. Белогур И.С. Термодинамический анализ реакций, протекающих при азотнокислотном разложении фосфат - глауконитового концентрата / И.С. Белогур, Н.В. Трусов, Л.Н. Ратушная, И.М. Рыщенко, А.С. Савенков // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ “ХПІ“, 2003. – № 14. – С. 46 – 51.

Здобувачем виконано термодинамічний аналіз протікання вірогідних реакцій у азотнокислотному процесі.

3. Белогур И.С. Исследование возможности термохимической переработки фосфатного сырья на Украине / И.С. Белогур, Л.Н. Ратушная, А.С. Савенков // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ “ХПІ“, 2004. –
№ 13. – С. 15 – 18.

Здобувачем виконано аналіз використання Ново-Амвросіївської сировини.

4. Білогур І.С. Азотнокислотна переробка фосфоритів України / І.С. Білогур, І.М.Рищенко, А.С. Савенков, Л.М. Ратушна // Вісник Національного технічного університету

“Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ “ХПІ“, 2005. – № 25. – С. 33 – 36.

За участю здобувача проведена порівняльна характеристика родовищ України, які переробляються азотнокислотним методом, на добрива.

5. Белогур И.С. Потребность и реальность сельского хозяйства Украины в минеральных удобрениях / И.С. Белогур, И.М. Рыщенко, А.С. Савенков, Л.Н. Ратушная // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ “ХПІ“, 2005. – № 52. – С. 148 – 151.

Здобувачем аналізувався збагачений фосфат-глауконітовий концентрат Ново-Амвросіївського родовища на вміст в ньому елементів і його використання як добрива.

6. Белогур И.С. Проблемы современной переработки фосфатного сырья в минеральных удобрениях / И.С. Белогур, А.С. Савенков, Н.М. Ушакова, И.М. Рыщенко, Л.Н. Ратушная // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” – Харків: НТУ “ХПИ”, 2006. – № 11. – С. 13 – 16.

За результатами фізико-хімічного аналізу, виконаного при безпосередній участі здобувача, встановлено, що вміст шкідливих домішок в Ново-Амвросіївськой сировині не перевищує норм технічних умов.

7. Белогур И.С. Исследование кинетики разложения Ново-Амвросиевского концентрата азотной кислотой / И.С. Белогур, А.С. Савенков, Л.Н. Ратушная, И.М. Рыщенко // Вопросы химии и химической технологии. – Днепропетровск: УДХТУ, 2006. - № 5. – С. 255 – 256.

Здобувачем отримані кінетичні залежності розкладання Ново-Амвросіївького концентрату від основних технологічних параметрів в умовах азотнокислотного розкладу.

8. Белогур И.С. Технология переработки фосфоритов Украины / И.С. Белогур,
И.М. Рыщенко, А.С. Савенков, Ю.И. Вецнер // Вісник Національного технічного
університету “Харківський політехнічний інститут” – Харків: НТУ “ХПИ”, 2007. – № 9. –
С. 125 – 128.

Здобувачем запропонована технологічна схема отримання азотно-фосфорних добрив та аналіз агродосліджень.

9. Білогур І.С. Технологічні умови підготовки і переробки збідненого фосфат-глауконітового концентрату Ново-Амвросіївського родовища / І.С. Білогур, А.С. Савенков, І.М.Рищенко, Л.М. Ратушна // Збірник Державного Дніпродзержинського технічного інституту – Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2008. – С. 30 – 32.

Здобувачем визначені технологічні параметри азотнокислотного розкладення Ново-Амвросіївського концентрату в NP-добрива підприємствами України.

10. Білогур І.С. Продукти азотнокислотного розкладення фосфоритів та їх фізико-хімічний аналіз / І.С. Білогур, І.М. Рищенко, А.С. Савенков, Н.Ж. Довгалова // Хімічна промисловість України. – Київ: ДІА, 2006. – №6. – С. 56 – 59.

Здобувачем зроблено фізико-хімічний аналіз азотнокислотного розкладення Ново-Амвросіївського концентрату.

11. Пат. 83711 Україна, МПК С05С1/02, С01С1/18. Спосіб одержання стабілізованої аміачної селітри: Патент 83711 України, МПК С05С1/02, С01С1/18 Білогур І.С., Рищенко І.М., Савенков А.С., Ратушна Л.М. (Україна); НТУ „ХПІ”. - № а 2006 07994; Заявл. 17.07.06; Опубл. 11.08.08, Бюл. №15. – 7с.

Здобувач експериментально розробив спосіб одержання стабілізованої аміачної селітри.

12. Белогур И.С. Исследование возможности термохимической переработки фосфатного сырья на Украине / И.С. Белогур, Л.Н. Ратушная, А.С. Савенков // Комплексне використання сировини енерго- та ресурсозберігаючі технології у виробництві неорганічних речовин: Тези докладів міжнародної науково-практичної конференції, Черкаси, 27 - 29 травня 2004 р. – Черкаси: ЧДТУ, 2004. – С. 292.

Здобувачем виконано термохімічний аналіз при отриманні азотнофосфорних добрив, азотнокислотним методом.

13. Білогур І.С. Переработка фосфоритов в Украине / І.С. Білогур, В.М. Чернуха,
І.М. Рищенко // Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів: Тези докладів міжнародної науково-практичної конференції, Донецк, 17 - 19 квітня 2007 р. – Донецк: ДонТУ, 2007. – С. 194 - 195.

Здобувачем встановлено фізико-хімічні параметри сировини.

14. Белогур И.С. Проблемы переработки обедненного фосфатного сырья в минеральные удобрения / И.С. Белогур, И.М. Рыщенко, А.С. Савенков // Умение и нововъведения – 2007:
III міжнародна наукова-практична конференція, София, 16 - 31 октамари 2007 г. – София: „Бял ГРАД-БГ“, 2007. – № 13. – Р. 38 - 39.

Здобувачем зроблений висновок, що залучення в переробку власної сировини України відображає загальносвітову тенденцію.

15. Белогур И.С. Определение кинетических параметров для обедненного фосфатного сырья Украины / И.С. Белогур, И.М. Рыщенко, А.С. Савенков // Perspektywiczne opracowania nauki I tachniki - 2007: II Miedzynarodowej naykowi-praktyczney konferencji, Przemysl, 16 - 30 listopаda 2007 roku.–Przemysl: Nauka i studia, 2007. - № 13 – S. 53 - 55.

Здобувачем визначені технологічні і кінетичні параметри для азотнокислотного розкладення сировини

16. Белогур И.С. Определение кинетических параметров азотнокислотного выщелачивания из низкосортных фосфоритов Украины / И.С. Белогур, А.С. Савенков, С.С. Баркатова,
Л.Н. Ратушная // Комп’ютерне моделювання в хімії та технологіях: Тези докладів міжнародної науково-практичної конференції, Черкаси, 12 - 16 травня 2008 р. – Черкаси: ЧДТУ, 2008. – С. 74 - 76.

Здобувачем розроблено математичну модель процесу азотнокислотного розкладення Ново-Амвросіївького концентрату та одержано математичне рівняння ступеня вилучення Р₂О₅ від технологічних параметрів.

17. Білогур І.С. Особливості застосування фосфатної сировини Ново-Амвросіївського родовища в технології добрив / І.С. Білогур, А.С. Савенков, І.М. Рищенко, Л.М. Ратушная // Сучасні проблеми технології неорганічних речовин: Тези доповідей міжнародної науково-практичної конференції, Дніпродзержинськ, 14 - 16 жовтня 2008 р. – Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2008. – С.101 - 102.

Здобувачем проведені лабораторні дослідження комплексної оцінки реакційної спроможності власних фосфоритів.

18. Белогур И.С. Получение комплексного азотно-фосфорного удобрения из обедненного фосфорита Ново-Амвросиевского месторождения / И.С. Белогур, А.С. Савенков, И.М. Рищенко,
Ю.И. Вецнер // Ресурсо- и энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии: Тезисы докладов международной научно-техничной конференции, Минск, 19 - 20 ноября 2008 г. – Минск: БГТУ, 2008. – Ч.1. – С. 39 - 42.

Здобувачем зроблені висновки про доцільність переробки Ново-Амвросіївського концентрату у мінеральні добрива підприємствами України.