Ergashev alyorjonning kimyoviy texnologiya fanidan tayyorlagan

3. Fosfat kislota va qo’sh superfosfat ishlab chikarish.
Fosfat kislota olishning asosiy usuli ekstraktsiya usulidir. Bunda tabiiy fosforitlar mul sulfat kislota bilan ishlab beriladi.
Ca₅ (PO₄)₃ F+5H₂SO₄+5nH₂O 5CaSO₄·nH₂O+3H₃PO₄+HF
Hosil bo’lgan gipsni (fosfogips-parchalanmay kolgan fosfat va Ca SO₄ aralashmasi) suyuk fazadan filtrlab ajratib tashlanadi. Olingan N₃RO₄ asosan o’g’it olish uchun va texnik maksadlarda ishlatiladi. Fosfogipsdan filtrlab ajratilgan fosfat kislota suyuk fazaga utgan kremnezyom , sulfatlar, temi rva alyuminiy fosfatlari va boshkalar Bilan ifloslangan bo’ladi. Fosfat kislota ishlab chikarishda yuqori kontsentratsiyali kislota olishga , yaxshi filtrlanadigan yirik kristalli fosfogips olish va ekstraktsiya jarayonini tezlashtirishga xarakat kilinadi.
Gipsning yirik kristallari 70-80⁰S harorat va sulfat kislotaning kontsentratsiyasi pastrok bo’lganda hosil bo’ladi. Yuqori kontsentratsiyali N₃RO₄ olish va ekstraktsiya jarayonini tezlashtirish uchun, 75% li H₂SO₄, 70-80⁰ Stempratura va intensiv aralashtirish kullaniladi. Jarayon tuxtovsiz boradi. Fosfat kislota ishlab chikarishning texnologik sxemasi – rasmda berilgan. Bunkerdan 1 fosfat xom ashyosi lentali dozalagich 2 orkali ekstraktsiyalagichga (ekstraktsiyalagich- yirik 60m xajmli pulat chanlar bo’lib ichi kislotaga chidamli plitalar Bilan koplangan va ichiga aralashtirgich urnatilgan) tushadi. Unga kislota saklagichdan H₂SO₄okib tushadi. Hosil bo’lgan pulpa navbat Bilan keyingi ekstraktsiyalagichlarga uzi okib utadi. So’ngra undan lentali vakuum filtrga 4 borib filtralanadi , suv Bilan yuviladi va fosfogips ajratib olinadi. Kislota kontsentratsiyasi 36% dan (R2O5 28-32%) oshmaydi. Kush superfosfat olish uchun 50-80%li N₃RO₄ kerak bo’lgan. SHuning uchun olingan suyuk N₃RO₄ ning kontsentratsiyasi turli yullar bilan oshiriladi.
Keyingi yillarda fosfat kislotasi ishlab chikarishning uch rejimda: digidratli , yarimgidratli va angidritli ekstraktsiya usullari ishlab chikildi.Kislota olish jarayonning sharoitlariga karab, asosan, tempratura va H₂SO₄ ning kontsentratsiyasiga karab kaltsiy sulfat turlicha gidratlanadi. Bu uchala rejimlar orasida keng tarkalayotgani yarimgidratli usuldir. Bu usulda kontsentrlangan N₃RO₄ olish imkoniyati tugiladi. Sobik SSSRda hozirgi paytda ishlab chikarilayotgan N3RO4 ning 1\4 kism shu usulda olinmokda va bu kursatkich oshib bormokda.bunda jarayon digitratli rejimga uxshaydi, ammo ayrim parametrlari Bilan fark kiladi. Masalan, 95-105 S tempratura, yuqori kontsentratsiyali (93% li) H₂SO₄ ning kullanishi kabilar. Ayniksa juda keng tarkalayotgan kurama (yarimgidrat-digidratli) usul, yuqori kontsentratsiyali (50% R₂O₅) N₃RO₄ olish imkoniyatini berish bilan bir katorda atrof muxitni zaxarlanishini xam bir muncha oldini oladi. 1 t tabiiy fosfatni H₂SO₄ bilan qayta ishlaganda 1,6 t fosfogips hosil bo’ladi. Undan foydalanish muammosi xaligacha tulik xal kilingan emas. Uni shur yerlarni normallashtirish uchun tuprokka soladilar, undan shuvok ishlari uchun ganch-alebastr olinadi. Uni termik parchalab tsement xom ashyosiga, hamda SO₂ olinib uni yana H₂SO₄ ga aylantirish mumkin. Bu foydalanish yullari xali tulik amalga oshgan emas. Uni amalga oshirish ktisodiy va ekologik nuktai nazardan muxim vazifadir.
Qo’sh superfosfat (nomidan ma’lumki fosfatni ikki marta ishlov berib olingan) tabiiy fosfatlarga fosfat kislota ta’sir etib olinadi.
Ca₅ (PO₄)₃F + 4 H₃PO₄+ 5H₂O=5Ca (H₃PO₄)₂·H₂O+HF,
CaMg(CO₃)₂+4 H₃PO₄=Ca(H₂PO₄)₂· H₂O+Mg(H₂PO₄)₂· H₂O+2CO₂,
R₂O₃+2H₃PO₄+ H₂O=2
Fosfat kislotasining stexiometrik normasini shu reaksiya asosida xisoblanadi. Qo’sh superfosfat oddiy superfosfatdan farq qiladi. U asosan monokaltsiy fosfatdan iborat bo’lib kontsentrlangan o’g’itdir. Tarkibida oddiy superfosfatdan 2-3 marta ko’p, 40-50% R₂O₅ saklaydi.
Qo’sh superfosfat ishlab chikarishning kamerali usulida apparat va kurilmalari oddiy superfosfatnikidek bo’lib, farki fakat fosfat ashyosi Bilan fosfat kislatasi aralashadigan aralashtirgichning tipida va tuxtovsiz ishlovchi kamera tipidadir. Qo’sh superfosfat ishlab chikarishning (oddiy superfosfat ishlab chikarishning xam) kamerali usuli ilgari aytilganidek anchagina kamchiliklarga ega Avvalo bunda fosfatni parchalash uchun kontsentralangan N₃RO₄ talab kilinadi ikkinchidan tayor maxsulotning yetilish uchun (yani kalsiymonofosfat kristallarining shakllanishi :reaktsiyaning tugallanishi uchun ) omborxonalarda uzok muddat saklanishidir SHuning uchun ekstraktsion fosfat kislatasini bug’lantirish kontsentratsiyasini oshirishga maxsulotni yetiltirish uchun katta xajmdagi omborxonalar kurish va maxsulotni aralashtirib turish kabilarga katta qo’shimcha mablag’ sarflanadi .Bundan tashkari maxsulotni omborxonalarda yetiltirish paytida anchagina ftorli gazlar xavoga chikib zaxarlaydi .
Qo’sh superfosfat olishning anchagina progressiv usulli bu tuxtovsiz okimli (potok ) ishlab chikarishdir . Bu usulda maxsulotni omborxonalarda saklamay va kontsentratsiyasi oshirilmagan fosfat kislata kullash bilan tayyor donadorlangan kush superfosfat olish mumkin. Bunda xavoga chkadigan ftorli gazlar mikdori xam anchagina kamayadi (ammo umuman fosforli o’g’itlarishlab chikarishda xavoga chikarib yuboriladigan ftorli gazlar mikdori zavod kanday usulda ishlamasin baribir davlat standart normasidan yuqori) va iktisodiy kursatkichlari xam yuqori.
Potogli okimda kush superfosfat ishlab chikarishning sxemasi rasmda berilgan. Maydalangan fosfat xom ashyosi bunkerda 1 lentali tarozi – dozalagich 2 orkali aralashtirgichga 3 keladi. Bu yerga dozalagichdan 4 fosfat kislota xam kuyiladi.
Aralashtirgichda hosil bo’lgan suspenziya tuxtovsiz reaktorga 5 tushib turadi. 78-100 S haroratda 60-69 minutda reaktorda (yaxshilab aralashtirilgani va xajmining kattaligi sababli) fosforitning 50% parchalanib bo’ladi, suyuq faza dikaltsifasfat bilan tuyinadi, uni yanada aralashtiraverishning foydasi bulmaydi, rektsiya keskin sekinlashadi, buning asosiy sababi fosfarit zarrachalarining yuzasi dikaltsifosfatning mayda zarrachalaridan iborat parda bilan koplanishidir. U parda vodorot ionlarining (N ) keskin kamaytrib reaktsion yuzani tusadi. Haroratning ortishi dikaltsiy fosfatni eruvchanligini kamaytiradi. SHuning uchun xam reaktsiya ekzotermik bo’lganligidan eritmaga (suspenziyaga) nisbatan fosfarit zarrachalari yuzasida tempratura yuqori bo’ladi. Natijada dikaltsiyfosfatning kristallanishi u yuzada ko’prok bo’ladi.
Rektordan suspenziya nasos bilan barabanli kuritgich-donadorlagichga 7 olib boriladi. Unga utxonadan 8 yonishdan hosil bo’lgan issik gazlar xam keladi. (bu donadorlagich yangi tipdagi apparat bo’lib, bir vaktning uzida suspenziyani (pulpa) purkash yuli bilan xam kuritadi, xam donadorlaydi, eski zavodlarda bu ish aloxida0-aloxida maxsus kurilmalarda olib borilar edi.
Granulyatordan chikkan kuruk donador kush superfosfat (tarkibida 2-3% namlik saklaydi) 100-150 tempraturada elevator 10 yordamida g’alvirga 2 yuboriladi. Unda 1-4 mm kattalikdagi sharchalar ajratib olindi. Kattalari maydalagichda 12 maydalanib Yana g’alvirga tushadi. Donadorlagichda suspenziyadan suvning bug’lanib chikishi tufayli N₃RO₄ ning konsentratsiyasi ortadi. Monokaltsiy fosfatning kristallanishi tufayli (u issikda oson krstallanadi) eritmada uning konsentratsiyasi kamayadi, natijada N ionining aktivligi ortib fosfarit zarrachasi yuzasidagi parda kisman eriydi va fosforitning yana N₃RO₄da parchalanishi davom etadi shuning uchun xam jarayoning oxirida fosfaritning parchalanishi 50%dan 85% gacha kutariladi. G’alvirdan utkazilgan kush superfosfatni neytrallash uchun ammoniylash barabaniga 13 keladi. U yerda unga yo bu bo’r sepib yo ammiak ta’sir ettirib o’g’it tarkibidagi erkin N RO mikdori ancha kamytiriladi. Tayyor maxsulot omborga yubortiriladi.
Bulardan tashkari yana ftorsiz fosfaritlar xam ishlab chikariladi ular xam o’g’it xam mol ozuqasi sifatida ishlatiladi. Bularga : kaltsiy gidrofosfati (pristspitat) ftorsizlangan fosfat va boshkalar kiradi. Kaltsiy gidrofosfat sanoatda N RO ni oxakli suv yoki oxaktosh ta’sir ettirib olinadi.
N₃RO₄+ Ca(ON)₂=SaNRO₄·2N₂O
N₃RO₄+SaSO₃+ N₂O=SaNRO₄·2N₂O+SO₂
Pretsipitat (nemischa prizpitierung so’zidan olingan bo’lib cho’kish ma’nosini anglatadi) tarkibida 41,35% R O saklaydi. Bu suvda yomon eriydi. Ftorsizlangan fosfatni boyitilgan appatit yoki fosforitni gidrotermik (suv bug’i ishtirokida kizdirish) parchalash bilan olinadi. Bu reaktsiya 1400-1550 S tempraturada 2 % gacha SiO ishtirokida boradi. Reaktsiya avval gidroksilappatit hosil bulishi bilan boradi.
Ca₅(PO₄)₃F+ N₂O= Ca₅ (PO₄)₃(OH)+HF
So’ngra gidroksilappatit SiO ishtirokida parchalanadi.
2 Ca₅ (PO₄)₃(OH)+0,5 SiO₂=3 Ca₃(PO₄)₂+0,5 Sa₂ SiO₄+ N₂O
Appatitning SiO₂ishtirokida gidrotermik parchalanish reaktsiyasini bunday yozish mumkin.
Ca₅(PO₄)₃F+ SiO₂+ N₂O=SaO+3R₂O₅+ SiO₂+2 HF
Ftorsizlangan fosfat, tarkibida 28-41% gacha R₂O₅ saklaydi.