Bog'liq № 11-МАВЗУ. СУПЕРФОСФАТ ИШЛАБ ЧИҚАРИШ. (1)
12.2 Жараённинг механизми ва тезлиги. Фосфатнинг парчаланиш тезлиги сульфат кислота концентрациясига, суперфосфат суюқ фазасининг таркиби ва унинг реакция махсулотлари билан туйиниш даражасига боғлиқдир. 3.1 — расмда белгиланган вақт доирасида фосфатнинг парчаланиш даражасини даврий аралаштириш шароитида бошланғич сульфат кислотаси концентрациясига боғлиқлигининг умумий кўриниши тасвирланган. Суюлтирилган эритма концентрациясининг ортиши ва концентрланган эритма концентрациясининг камайиши билан фосфатнинг парчаланиш даражаси, шунингдек парчаланиш тезлиги хам ортади. Аммо сульфат кислотанинг энг кичик ва катта концентрацияли эритмаларида парчаланишнинг бошланиши билан ажраладиган кальций сульфатнинг таркиби ўзгаради ва унинг кичик ўлчамли кристаллари хосил бўлади; бу эса хосил бўлган кристалларнинг фосфат заррачалари сиртига жойлашиб олиб, у кейинги сульфат кислотанинг фосфат заррачалари билан таъсирлашишига имкон бермайди ва натижада фосфатнинг парчаланиш даражаси кескин пасаяди. Шунинг учун парчаланиш даражасининг кислота концентрациясига боғлиқлик графигида иккита максимум ва улар орасида битта минимумдан иборат эгри чизиқ тарзида акс эттирилган. Максимумларнинг жойлашиш холати хом ашё тури, харорат, вақт ва бошқаларга боғлиқдир. Кислотанинг қуйди концентрациясида фосфатнинг парчаланиш даражаси ва тезлиги эриша оладиган энг юқори даража (чапдаги максимум) унинг юқори концентрацияли эритмасидаги (унгдаги максимум) га нисбатан катта бўлади; аммо бундай кислота билан системага кўп микдордаги сув киради ва бу эса қаттиқ махсулот ўрнига қуримайдиган суспензия хосил бўлишига олиб келади.
Н2С04 концентрацияси
12.1. — расм. Белгиланган вакт доирасида (фосфатнингпарчаланиш даражасини бошланғич сульфат кислота концентрациясига боғлиқлиги.
Апатитни даврий шароитда 63% Н2С04 дан юқори концентрацияли сульфат кислота эритмаси билан парчалаганда кальций сульфатнинг яримгидрат ва ангдрит шаклининг узунлиги 5-7 ва эни 1-2 мкм бўлган майда игнасимон кристаллари хосил бўлади. Игнасимон кристаллар фосфат доначалари сиртида қалин қуйқали парда хосил килади. Бу эса реакцияни тўхтатади, натижада суперфосфат массаси ёмон қоришади, ундаги суюқ фаза қаттиқ заррача сиртида қолади ва физик хоссаси ёмон бўлган — сочилувчанлиги кам хўл «ифлосланган» махсулот олинади. Парчаланиш жараёнини 63% Н2С04 дан қуйи концентрацияли сульфат кислота эритмаси билан ўтказилганда эса кальций сульфатнинг нисбатан йирик (10-15 мкм) кристаллари хосил бўлади. Улар фосфат сиртида унга кислотанинг диффузияланишини кам даражада қийинлаштирадиган ёриқли ғовак қобиқ хосил қилади; шунинг учун реакция тезроқ кетади ва қуруқ сочилувчан махсулот олинади.
Бошланғич сульфат кислотанинг концентрацияси қанчалик катта бўлса, махсулотнинг намлиги хам шунчалик кам бўлади ва ундаги Р2О5 микдори ортади. Лекин, сульфат кислота концентрациясининг етарли даражадан юқори бўлиши юқорида изохланган холатни келтириб чиқаради. Шундай қилиб, кислота концентрациясининг оптимал доираси бўлиб, унинг чегараси харорат ва аралаштириш шароитига боғлиқдир. Оптимал концентрация, харорат ва сульфат кислота меъёри фосфат хом ашёсининг хар бир нави учун тажриба шароитидан келиб чиқиб аниқланади.
Ишлаб чиқариш жараёнида реагентларнинг узлуксиз аралаштиришда қисман таъсирлашган реакцион аралашма — суспензия (бўтқа) киритилади, бунда 50-60°С хароратдаги 68-69% ли сульфат кислота ишлатилади. Бу холда суюқ фазада сулфат ва фосфат кислоталарнинг маълум нисбати ўрнатилади, кальций сульфатнинг кристалланиши яхшиланади ва қоришувчи (қотувчи) масса ғовак холатда хосил бўлади.
Суспезиянинг оқувчанлигини йўқотиши ва котиб қолишини олдини олиш мақсадида унинг аралаштиргичда бўлиш вақти қисқа муддатли бўлади, аммо бу вақтда хом ашёнинг парчаланиш даражаси белгиланган даражага етиб бориши керак. Бошланғич сульфат кислота концентрацияси қанчалик катта бўлса, аралаштиргичдан чикадиган суспезиядаги апатитнинг парчаланиш даражаси шунчалик юкори даражада ушлаб турилади ва фосфат заррачалари сиртига суюқлик ўтказмайдиган кальций сульфат қобиғининг хосил бўлмаслиги учун Н2С04:Н3Р04 нисбат хам шунчалик кичик даражада бўлиши керак. Агар бошланғич сульфат кислота концентрацияси 68% ли бўлса, оптимал шароит учун аралаштиргичда суспензиянинг бўлиш вақти 5-7 мин, унинг аралаштиргичдан чиқиш харорати 110-115°С бўлади.
Фосфат парчаланишининг биринчи босқичида сульфат кислота билан фосфатнинг майда заррачалари таъсирлашади, реакция нихоятда шиддатли кечади ва фосфат кислота хосил бўлади. Иккинчи босқичда эса фосфатнинг йирик заррачалари билан фосфат кислота ва реакцияга киришмаган сульфат кислота таъсирлашади. Бунда суюқ фазадаги эритманинг нейтралланиб бориши туфайли реакция тезлиги бирмунча пасаяди. Камерада суперфосфат массасининг суюқ фазасининг монокальцийфосфатга тўйиниб бориши билан хам парчаланиш тезлиги янада пасаяди. Иккинчи фазада парчаланиш тезлигининг пасайишини суюқ фазанининг нейтралланиб бориши, йирик фосфат заррачаларининг парчаланиши ва фосфат сиртида кальций сульфат қобиқларининг хосил бўлиши билан изохланиши мумкин.
