Фосфорли угитлар

2.2. Фосфат кислота ишлаб чикариш

Фосфат кислота бир канча минерал угитлар ишлаб чикариш учун ишлатилади. У апатит ёки фосфоритларни экстракция килиш ёки электротермик усул билан олинади.

Экстракция усули фосфорли хом ашёларни кислота, купинча сульфат кислота таъсирида парчалашдан иборат:
Са₅F(PO₄)₃ + 5H₂SO₄ + 10H₂O = 3H₃PO₄ + 5[CaSO₄*2H₂O] +
+ HF + Q
Бу жараён натижасида экстракцион фосфат кислота билан бирга гипс хамда парчаланмаган табиий фосфатдан иборат фосфогипс хосил булади.
Амалда купинча экстракция учун сульфат ва фосфат кислоталар аралашмаси ишлатилади:

Са₅F(PO₄)₃+5H₂SO₄+n* H₃PO₄+ mH₂O=(n+3) H₃PO₄+3CaSO₄*mH₂O+HF+Q

Жараён бораётган хароратга хамда Р₂O₅ нинг концентрациясига караб суюк фазада дегидрат CaSO₄*2H₂O, ё полугидрат CaSO₄*0,5H₂O, ёки ангидрит CaSO₄ хосил булади. Бу жараён натижасида Р₂O₅ нинг концентрацияси 33 % гача булган фосфат кислота олиш мумкин. Жараён фосфатнинг майдаланиш даражаси ортиши билан тезлашади, бу жараён учун 70-80⁰С харорат оптимал хисобланади. Фосфатнинг парчаланиш жараёни жуда тез, лекин экстракция жараёнининг вакти хосил булган фосфогипсни кристаллизациялаш шароитига боглик.

1-расмда дигидрат усули билан экстракцион фосфат кислота ишлаб чикариш жараёнининг схемаси курсатилган.
Фосфатни парчалаш жараёни аралаштиргичли (1) реакторда олиб борилади. Хосил булган фосфогипс кристалларини тезрок чуктириш максадида ва хосил булган фосфат кислотанинг концентрациясини ошириш учун эритма (пульпа) 65-75⁰С кадар совутилиб, вакуум буглатгичга утказилади.
Сунгра чукмали эритма фильтрга утказилади. Хосил булган фосфогипсни вакуум фильтр (3)да ажратилади ва ювилади. Бунда фосфогипс лентада кристалл холида колиб, сув билан ювилади. Ювиш жараёнини тезлатиш максадида сув тескари оким билан берилади. Ювинди сувлар биринчи реактордаги экстракция учун берилаётган кислотани суюлтириш максадида берилади.

1-расм. Экстракцион фосфат кислота ишлаб чикариш курилмасининг схемаси

Электротермик усул. 1500⁰С да электропечларда табиий фосфатлар таркибидаги фосфорни кумтупрок иштрокида углерод билан кайтаришга асосланган:
Ca₃(PO₄)₂ + 5C + nSiO₂ = P₂ + 3[CaO*nSiO₂]+5CO - Q
Бу жараён натижасида буг холидаги фосфор хосил булади (бу жараён электросублимация деб аталади). Фосфор буглари оксидланганда фосфат ангидрит хосил булади:
2Р₂+5О₂=2Р₂О₅
Хосил булган Р₂O₅ сув билан реакцияга киришиб, метафосфат кислота хосил килади, бу эса совуганда ортикча сув билан гидратланиб термик фосфат кислотага айланади:

Н2О Р2O5 + Н2О = 2HPO3 ———> H3PO4 совиш