Мавзу: эфкни аммиак билан нейтраллаш технологияси ва иссиқлик баланслари

2.1. Фосфат кислотани концентрлаш
Қўшалоқ суперфосфат, аммофос, нитроаммофоска ишлаб чиқариш учун 45-55% P₂O₅ тутган фосфат кислота, аммоний полифосфатлари ва суюқ угитлар олиш учун эса — 72-83% P₂O₅ ли фосфат кислоталари талаб этилади. Бундай холларда экстракция фосфор кислота буғлатилади. Маълумки, хар кандай (98% ли Н₃Р0₄ гача) концентрациядаги тоза фосфат кислотанинг буғи фақат сувдан иборат, назарий олганда уни буғлатиш орқали юқори концентрацияли эритмаларини олиш мумкин. Амалда эса жихозлар материалларининг коррозияланиши хисобига буғлатиш кийинчилик туғдиради. Харорат ва кислота концентрациясининг ортиши билан коррозияланиш тезлашади. Бундан ташқари, концентрация ортиши билан кислота таркибидаги қўшимчалар, эрувчанликнинг кескин камайиши хисобига чўкмага тушади (қуйқа хосил килади). Чўкмали қолдиқ (қуйқа) лар қиздирилувчи юзанинг ички сиртига ўтириб колиб, иссиклик алмашинувни ёмонлаштиради.
Лойиха қуввати йилига 110 минг т P₂O₅ бўлган экстракцияли системаларда кислотани 28-30 дан 52-55% P₂O₅ гача концентрлаш учун одатда бир корпусли буғ билан иситиладиган (130°С) қиздирувчи камерали 3-4 та вакуум -буғлатгичли аппаратлар ўрнатилган (11 — расм). Вакуум-насос ёрдамида аппарат ичида ~0,09 МПа ли вакуум хосил килинади. Бу эса буғлатишни нисбатан паст (80-90°С) хароратда амалга ошириш имкониятини беради. Аппарат корпуси гуммирланган, киздирувчи камера графитли (кислота ва буғ харакатланадиган йуллари бўлган графитли блоклардан иборат, иссиклик алмашинув юза майдони ~158 м² га тенг) бўлади. Қиздирилувчининг чўкмали қуйқа хосил қилиб қолишини олдини олиш мақсадида, узлуксиз равишда кучсиз кислота қўшиш орқали концентрланган кислотанинг мажбурий интенсив циркуляцияси (циркуляциянинг қайтарилиши 100-150 марта) амалга оширилади. Шу туфайли циркуляцияли эритма концентрацияси аралашишдан сўнг хам кам узгаради. Бундай кислотадаги қўшимчаларнинг эрувчанлиги бошланғич кислотадагига қараганда анчагина кам бўлади. Шунинг учун аралаштирилган вақтда кучсиз кислотадаги қўшимчалар кристалланади. Уларни тиндиргичдаёқ ажратиб олиш ва сўнгра буғлатувчи аппаратга йўллаш мақсадга мувофикдир. Буғлатилган кислотани циркуляцияли контурдан мунтазам чиқариб турилади.

Буғлатилган кислота
11 — ЭФК ни буғлатиш схемаси.:
1 — буғлатувчи аппарат; 2 – қиздирувчи камера; 3 — циркуляция насослар; 4 — томчи ушлагич; 5 — фильтр газларини ювувчи абсорбер; 6 — H₂Si F₆ эритма учун барометрик йиғгич; 7 — юза конденсатори; 8 — икки босқичли буғ эжекторлари; 9 — барометрик бак.
Қиздирувчи камеранинг ички юзасига кальций сульфат ва фторсиликатлардан иборат қўшимчалар ўтириб қолади. Бу хар уч кунда тоза сув билан ювиб туришни талаб этади. Нисбатан кўпроқ вақт ишлатилганда қуйқа бу юзани янада тўлароқ эгаллаб олади, уни механик усуллар билан тозаланади ва сўнгра Н₂SiF₆ нинг 4-5% ли эритмаси билан ювилади.
Экстракция фосфор кислотанинг концентрацияси ортиши билан унда эриган гексафторсиликат кислотанинг буғ босими хам ортади. Шу туфайли фосфор кислотани 52-57% P₂O₅ гача буғлатишда бошланғич кислотадаги фторнинг 80-90% и (2НF+SiF₄ нинг тахминан эквивалент аралашмаси тарзида) газли фазага ажралиб чиқади махсулот кислотасидаги фторнинг микдори 0,5—0,8% гача каамаяди. Шунингдек, буғлатгичдан чиқадиган газлар таркибида кўп микдордаги сув буғи бўлади, уни фторидлар абсорбциясида конденсацияланишини камайтириш учун, абсорбциялаш жараёни қайноқ (60-70°С) Н₂SiF₆ эритмалари билан амалга оширилади; фтордан тозаланган сув бури барометрик конденсатор урнатилган икки босқичли буғэжекторли (буғ сурувчи) қурилмалар ёрдамида суриб олинади. [13].
Апатитдан олинган буғлатилган кислота 1650-1750 кг/м³ зичликка эга, унинг таркибида: 52-54% P₂O₅; 3,4-4,2% S0_з; 1,2-1,3% (FеА1)₂0₃; 0.1-0,4% SiO₂; 0.5-0,8% F бўлади.
Экстракция фосфор кислотани буғлатиш учун барботажли концентраторлар — кислотабардош материалли камералар хам ишлатилади, уларда буғлатиш кислотанинг юза қатлами орқали ёқилган қайноқ газ бериш орқали амалга оширилади. Бу ерда иссиқлик узатувчи юза бўлмайди, иссиқлик алмашиниш қайноқ газ билан кислотанинг тўғридан-тўғри тўқнашишидан амалга ошади; бунда хосил бўладиган чўкма муаллақ холатда қолади ва аппаратдан кислота билан биргаликда чиқади, сўнгра уни тиндириш орқали тозаланади. Камерага ўтхона газлари 650-900°С хароратда берилади. Айниқса, табиий газ ёндириладиган графитли ботирма ёндиргичли концентраторлар интенсив ишлайди. Барботажли концентратор ва ботирма ёндиргичли аппаратларда газ узи билан бирга анчагина микдордаги фосфат кислота буғини олиб чиқади, уни эса электрофильтрларда тутиб қолиш лозим бўлади. Таркибида 8,5-9³ г/м фтор (электрофильтрга киришдан олдин хаво билан аралашиши хисобига — 3 г/м³ ) бўлган чиқинди газларини тозалашдан кўп микдордаги P₂O₅ тутган H₂SiF₆ эритмаси олинади; уларни ишлатиш қийинчилик туғдиради. Туман хосил бўлиши — P₂O₅ йўқотилишини оширади, бундан ташқари, теварак атроф-мухит ифлосланишига сабаб бўлади.
Бундай жихозлар кўпроқ суперфосфат кислоталар олиш учун қўлланилади. Бу холда буғлатишга таркибида 54-55% P₂O₅ тутган эритмалар (вакуум-буғлатгичдан сўнг) берилади. Бундай мақсадлар учун қиздирувчи камерага юқори босимдаги буғ (-3 МПа) узатиладиган вакуум-буғлатгичли аппаратлар хам ишлатилиши мумкин.
Хозирги пайтда барботажли концентраторлар ўрнида янада такомиллашган, юқори даражада иссикликдан фойдаланувчи, аэролифтли аппаратлар қўлланилмокда. Улар ички қисми графитли қувур билан мухофазаланган вертикал пулат қувурдан иборат. Унинг буғлатиладиган кислота киритиладиган пастки қисмидан қайноқ газ оқими юборилади, хосил бўладиган газ-суюқликли аралашма юқори қисмидан чиқарилади. Суюқликни ажратилгандан кейин ва иссиқлигидан буғлатиладиган кислотани иситишда фойдаланилгандан сўнг, чиқинди гази, абсорбция қурилмаларида кислота тумани, SiF₄ ва НF дан тозаланади. Суюқ комплекс ўғитлар ишлаб чиқариш учун мўлжалланган, таркибида 68-70% P₂O₅ тутган кислота олиш учун концентрлашни иккита кетма-кет босқичда: 1-чисида 52-54 дан 64% гача, 2-чисида эса 68-70% P₂O₅ гача ўтказилади.
Таркибида магний бирикмалари (доломит) тутган бойитилмаган (24-25% P₂O₅) Қоратоғ фосфоритларидан экстракциялаш жараёнида 20-22% P₂O₅ ли фосфат кислота олинади. Одатдаги усулларда 37-38% P₂O₅ гача буғлатилиши ва 30-40°С дан паст хароратгача совутилиши натижасида у қуйилиб боради ва оқувчанлигини йўқотади. Бу эса ундан фторсизлантирилган ўғитлар, қўшалоқ суперфосфат, суюқ комплекс ўғитлар олиш имкониятларини йўқотади. Ўтган асрнинг 80-йилларига қадар бунинг сабабини кислотадаги МgSiF₆ нинг парчаланиши натижасида газ холатдаги SiF₄ ва МgF₂ нинг коллоид эритмаси хосил бўлиши орқали изохлашга уринилган. Гуёки эритма совутилганда МgF₂ нинг тўйиниши хисобига система қовушқоқ, кам харакатчан масса (гол) га айланади. Яна шуни қурсатиб ўтиладики, кўп компонентли туз системалари эрувчанликларини ўрганиш орқали, буғлатиладиган кислотага кам актив кремний диоксид (масалан, кремнегел) қўшилганда фосфат кислота билан МgF₂ нинг кимёвий таъсирлашуви енгиллашади, юқори хароратда реакция:
2МgF₂ + 4Н₃PO₄ + Si0₂ = 2Мg(Н₂РO₄)₂ + SiF₄ + 2Н₂0
тенглама билан содир бўлиб, кислотадаги фтор SiF₄ тарзида йўқотилади ва яхши эрийдиган мономагнийфосфат хосил бўлади, деб назарий жихатдан асослашга уринилган. Лекин бу уринишлар ишлаб чиқаришда уз ечимини топмади. [14].