Hozirgi vaqtda qishloq xo‘jalik ekinlari ekilgan tuproqning unumdorligini va ekinlarning hosildorligini azot, fosfor, kaliyli o‘g‘itlarsiz oshirishni tasavvur qilib bo‘lmaydi

1.3 Suyuq azotli o’g’itlar olish jarayonining fizik-kimyoviy asoslari
Suyuq azotli o’g’itlar olish jarayoni ammiakning turli konsentratsiyadagi fosfat kislotalar bilan ta’sirlashishiga asoslangandir. Kislota ammoniylanganda hosil bo‘ladigan ammoniy fosfatlari suvda eritiladi, o‘g‘itli eritma suyuq azotli o’g’itlar olinadi.
Suyuq azotli o’g’itlar ozuqa moddalari konsentratsiyasi va nisbati belgilangan minimal haroratdagi ammoniy fosfatlari eruvchanligi orqali aniqlanadi. Turli xil sharoitlarda eruvchanlik kattaligiga N:P2O5 nisbati hamda tuzlar sistemasiga muvofiq keladigan orto- va polifosfatlar orasidagi nisbat bilan aniqlanadigan fosfat kislotaning ammoniylanish darajasi katta ta’sir ko‘rsatadi.
5.4-rasmda keltirilgan ammoniy orto- va metafosfatlari eruvchanligining N:P2O5 nisbatiga bog‘liqligidan ko‘rinadiki, N:P2O5 = 0,29-0,33 nisbatida eritmadagi ozuqa moddalari yig‘indisi maksimumga erishadi. Bu o‘z navbatida suyuq azotli o’g’itlar da ozuqa moddalari nisbatini aniqlaydi: suyuq o‘g‘itlar tarkibidagi 1 qism azotga 3,0-3,4 qism P2O5 to‘g‘ri keladi.



1.4-rasm. 0OC haroratda NH3–H3PO4–H4P2O7–H2O sistemasi eruvchanligi
Dastlab suyuq azotli o’g’itlar olish uchun termik ortofosfat kislota ishlatilgan. Fosfat kislotani ammoniylash ammiakli suv bilan hajmdor turdagi jihozlarda amalga oshirilgan. Tayyor mahsulot mono- va diammoniyfosfat eritmalari bo‘lib, tarkibida 8% azot va 24% P2O5 bo‘ladi. Ammo bunday tarkibda suyuq azotli o’g’itlar olish jarayoni termik fosfat kislota tannarxining kattaligi va kamyobligi sababli keng ko‘lamda qo‘llanilmadi.
Keltirilgan sxema bo‘yicha 8:24:0 turidagi suyuq azotli o’g’itlar olish uchun ekstraksion fosfat kislota ishlatish kislotada Ca2+, Mg2+, Fe3+, Al3+ va boshqa qo‘shimchalar bo‘lganligi sababli amalga oshmay qoldi. Suyuq azotli o’g’itlar olishda kislotadagi qo‘shimchalar suvda erimaydigan tuzlar – CaHPO4∙2H2O, AlPO4∙2H2O, FePO4∙2H2O va hokazo hosil qiladi, ular cho‘kmaga tushadi, bu esa SUYUQ AZOTLI O’G’ITLARni saqlash va ishlatishda qiyinchiliklar keltirib chiqaradi. Cho‘kmani suyuq azotli o’g’itlardan ajratish va yuvishni uning tarkibiga kiradigan birikmalar mayda kristall va amorf xususiyatli bo‘lganligi tufayli amalga oshirib bo‘lmaydi.
SFK va ammoniy polifosfatlari olish texnologiyalari yaratilgandan keyingina suyuq azotli o’g’itlar ishlab chiqarish yo‘lga qo‘yila boshlandi. Ortofosfatlar bilan solishtirilganda ammoniy polifosfatlari tarkibida 2-4 atom fosfor tutadi va yaxshi eruvchanlikka egadir. Bundan tashqari, ular 2- va 3-valentli metallar bilan suvda eruvchan turli xil kompleks birikmalar hosil qilish xususiyatiga ega, bu esa ekstraksion fosfat kislotani ammoniylashtirishda cho‘kmalar hosil bo‘lishini bartaraf etadi.
Polifosfatlarning bu sifati ular asosida olinadigan suyuq azotli o’g’itlarning yuqori iste’mol sifatini ta’minlaydi: qattiq qo‘shimchalarning amalda mavjud emasligi, ozuqa moddalarining yuqori konsentratsiyaliligi, kristallanish haroratining pastligi (minus 20OC gacha). Shunday xossali o‘g‘itli eritmalar olish uchun suyuq azotli o’g’itlarda P2O5 konversiya darajasini 55-57% dan kam bo‘lmasligini ta’minlash kerak.
Suyuq azotli o’g’itlar olishda ammoniy polifosfatlarining hosil bo‘lishi bevosita texnologik jarayonlarda, ya’ni uning 1-bosqichida – SFKni ammoniylashtirishda sodir bo‘ladi. Bu jarayon soddalashtirilgan holda quyidagi reaksiyalar bilan ifodalanadi:
H3PO4 + NH3 → NH4H2PO4; (1)
H4P2O7 + NH3 → NH4H3P2O7; (2)
2NH4H2PO4 → NH4H3P2O7 + H2O + NH3. (3)
Ammoniy pirofosfatlari SFK tarkibiga kiradigan pirofosfat kislotani neytrallanishi hisobiga ham (2-reaksiya), ammoniy ortofosfatlarini neytrallanishi hisobiga ham (3-reaksiya) hosil bo‘ladi. VaholankiSFKdagi pirofosfat kislota miqdori unchalik katta bo‘lmaydi, fosfor polishaklining asosiy qismi degidratatsiya hisobiga hosil bo‘ladi.
Ortofosfatlar degidratatsiyasi 160-190OCda boshlanadi, ammo bu haroratda jarayon juda sekin tezlikda boradi hamda talab etiladigan konversiya darajasiga yetishi uchun jarayon bir necha soat davom etadi. Harorat ortishi bilan degidratatsiya tezligi keskin ortadi va 300OC haroratda kerakli miqdordagi polifosfatlar 1 soatgacha vaqtda olinishi mumkin. Bu esa kislotani ammoniylashtirishni sodda va ixcham jihoz – quvurli reaktorda amalga oshirish imkoniyatini yaratadi.
Suyuq azotli o’g’itlar olishda degidratatsiya jarayoni avtotermik sodir bo‘ladi, ya’ni jarayon uchun talab etiladigan harorat superfosfat kislotani ammoniylashtirish issiqligi hisobiga ta’minlanadi. SFKni ammoniylashtirish issiqlik effekti 1 kg bog‘langan azot hisobiga ~6200 kj ni tashkil etadi.
Boshlang‘ich kislota konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo‘lsa, ammoniylashtirish harorati ham yuqori bo‘ladi va olinadigan suyuq o’g’itlar olishda P2O5 konversiyasi katta bo‘ladi (5.5-rasm). Quvurli reaktorda ammoniylashda 55-60% konversiya darajali suyuq azotli o’g’itlar olishni ta’minlash uchun superfosfat kislotaning minimal konsentratsiyasi 63-65% P2O5 bo‘lishi kerak

Suyuq azotli o’g’itlardagi P2O5 konversiya darajasi (1) va ammoniylash harorati (2) ning boshlang‘ich kislota konsentratsiyasiga bog‘liqligi

P2O5 konversiya darajasi quvurli reaktorga kiradigan ammiak:kislota (N:P2O5) nisbatiga ham bog‘liqdir. Bu nisbat ortishi natijasida kislota bilanta’sirlashadigan NH3 miqdori ortadi. Shunga muvofiq holda ajraladigan issiqlik miqdori va ammoniylash harorati ortadi. SFK uchun bog‘lanadigan ammiak ulushining shunday ortishi, faqat kirishdagi N:P2O5 nisbat qiymati ~0,20 ga teng bo‘lguncha sodir bo‘ladi. Reaktorga beriladigan NH3 miqlorining bundan keyingi ortishi hech qanday samara bermaydi. Shuning uchun SFKdan foydalanilganda reaktorga suyuq azotli o’g’itlar olish uchun talab etiladigan ammiak miqdorining ~70% beriladi, qolgan qismi esa eritmani keyingi qo‘shimcha ammoniylashda ishlatiladi.



. Reaktorga kirishdagi ammiak va fosfat kislota nisbatining suyuqlanmadagi N:P2O5 nisbatiga ta’siri:
boshlang‘ich kislota konsentratsiyasi: 1 – 53,2; 2 – 62,5; 3 – 69,2.
SFKga nisbatan past konsentratsiyali fosfat kislota ishlatilganda hosil bo‘ladigan fosfatlardagi azot to‘la me’yordagi ammiakni (kirishda N:P2O5 nisbati – 0,294) reaktorga bergunga qadar eng katta miqdorgacha ortadi. Bu holda maksimal issiqlik effekti hosil qilish uchun quvurli reaktorga suuq azotli o’g’itlar olish uchun kerak bo‘ladigan ammiakning barcha miqdori beriladi.
Kislotani ammoniylashtirish jarayonidagi haroratda hosil bo‘ladigan tuzli komponentlar suyuqlanma holatida bo‘ladi hamda tuzlar suyuqlanmasi, suv bug‘i va ta’sirlashmagan ammiakdan iborat gaz-suyuqlik aralashmasi tarzida quvurli reaktordan chiqadi. Bu aralashma keyinchalik suvda eritiladi, suyuq azotli o’g’itlar eritmasi hosil qilinadi.
Tuzlar suyuqlanmasi eritilganda polifosfatlar gidroliz jarayoni sodir bo‘lishi mumkin. Gidroliz – polifosfatlarga suv birikishi bilan bog‘liq

bo‘lgan degidratatsiyaga nisbatan qaytar jarayondir va polifosfatlarning ortofosfatlarga aylanishidir:

(NH4)2H2P2O7 + H2O → 2NH4H2PO4
Gidroliz juda ham o‘rinsiz jarayon bo‘lib, P2O5 polishakli ulushini kamaytiradi, bu esa suyuq azotli o’g’itlar sifatini yomonlashishiga olib keladi (cho‘kmalar paydo bo‘lishi va hokazo).
Yuqori haroratda va eritma pH qiymati kichik bo‘lganda gidroliz tezligi keskin ortadi. Shuning uchun polifosfatlar gidrolizidan xalos bo‘lish uchun eritma suyuqlanmani eritish jarayonida pH=6-7 gacha qo‘shimcha ammoniylanadi va uni oldindan sovutilgan ko‘p miqdordagi suyuq azotli o’g’itlar bilan aralashtirish orqali 60-70OC haroratgacha tez sovutiladi. Qo‘shimcha ammoniylash quvurli reaktorda ta’sirlashmagan ammiak hisobiga ham, qo‘shimcha beriladigan ammiak hisobiga ham amalga oshiriladi.
Qo‘shimcha ammoniylashda bitta almashingan ammoniy orto- va polifosfatlarining bir qismi 2- va 3-almashingan tuzlarga aylanadi:
NH4H2PO4 + NH3 → (NH4)2HPO4;
NH4H3P2O7 + NH3 → (NH4)2H2P2O7;
NH4H3P2O7 + 2NH3 → (NH4)3HP2O7.
Suyuq azotli o’g’itlar turg‘unligiga boshlang‘ich kislota tarkibidagi qo‘shimchalar ta’sir ko‘rsatadi. Masalan, SO3 miqdorining 5% gacha ortishi konversiya darajasining ortishiga olib keladi. Kislotada ftor birikmalari bo‘lganda suyuq azotli o’g’itlar eritmasi turg‘unligi ortadi.
SFKni ammoniylash jarayonida reaktor ichki yuzasiga cho‘kindilarning muntazam o‘tirib qolishi – inkrustatsiya kuzatiladi. Bu jarayon halqa tuzilishli (Fe,Al)(PO3)3 va chiziqli tuzilishli (Fe,Al)NH4HP3O10 turidagi suvda erimaydigan birikmalar hosil bo‘lishi bilan bog‘liqdir.
Boshlang‘ich kislota tarkibida Fe2O3, Al2O3, MgO qo‘shimchalari miqdorining ortishi reaktordagi inkrustatsiyani jadallashtiradi, reaktor samaradorligini kamaytiradi.