«Минерал ўғитлар технологияси» фани бўйича: Минерал ўғитларнинг халқ хўжалигидаги аҳамияти

26. Қўш суперфосфат ишлаб чиқариш технологияси.
Хоссаси, хом ашё, реакция, ишлатилиши, олиниши, кислота, таркиби, донадорлаш, тасвири, усуллари, барабан.
Табиий фосфатларни фосфат кислотаси билан парчалаш натижасида оддий суперфосфатдан асосан фосфатли бирикмалар (монокальцийфосфат ва маълум микдордаги эркин фосфат кислотаси) бўлишлиги билан фарқланадиган қўшалоқ суперфосфат олинади. Қўшалоқ суперфосфатдаги кальций сульфат қўшимчаси - фосфатнинг, таркибида сульфат - ион бўлган экстракцион фосфат кислота билан парчаланиши ёки маъдан таркибида сульфатларни бўлиши ҳисобидан иштирок этиши мумкин. Чунки қўшалоқ суперфосфат ишлаб чиқариш учун экстракцион фосфат кислотаси ишлатилади, лекин табиий фосфатнинг бир қисми фосфат кислота олиш учун сульфат кислота билан, қолган қисми эса - тайёр маҳсулот олиш учун фосфат кислота билан парчаланади.
Қўшалоқ суперфосфат (уни чет элларда, баъзан, учлик суперфосфат номи билан юритилади) таркибидаги Р₂О₅ нинг микдори оддий суперфосфатдагига нисбатан 2…3 марта кўп ва унинг таркибида: Р₂0_5узл. = 42…50% (хом-ашё сифатига боғлиқ ҳолда); Р₂0_5умум = 45…56%; Р₂0₅с.э. = 38…42% ва Р₂0_5эркин = 1,5…5% бўлади.
Қўшалоқ суперфосфат концентрланган фосфат кислота (52…54% Р₂О₅) ишлатилган ҳолда камерали (оддий суперфосфатга ўхшаш) усулда ва 28…36% Р₂О₅ ли кислота қўллаган ҳолда оқимли (камерасиз) усулларда олинади. Камерали суперфосфат омборга ташланган ҳолда етилтирилади. Оқимли усулда эса бирданига донадорланган (омборли етилтиришсиз) маҳсулот олинади. Камера-оқимли усул ҳам мавжуд бўлиб, унда осон парчаланадиган фосфорит унидан олинган камерали суперфосфат етилтириш босқичисиз тўғридан-тўғри донадорлаш ва қуритишга узатилади.
Ишлаб чиқаришни физик-кимёвий асослари
Табиий фосфатлар таркибидаги минералларнинг фосфат кислотаси билан парчаланиши қуйидаги асосий реакциялар бўйича содир бўлади:
Са₅(Р0₄)₃F + 7Н₃Р0₄ + 5Н₂0 = 5Са(Н₂Р0₄)₂Н₂О + НF (1.11)
СаМg(СО₃)₂ + 4Н₃Р0₄ = Са(Н₂Р0₄)₂Н₂0 + Мg(Н₂Р0₄)₂Н₂0 + 2С0₂
R₂0₃ + 2Н₃Р0₄ + Н₂0 = 2[RР0₄2Н₂0].
Маълум хом-ашё учун фосфат кислотанинг стехиометрик меъёри - кўрсатилган реакцияларни ва бошланғич экстракцион фосфор кислота эритмасидаги нейтралловчи (СаО, Мg0, R₂O₃) ва кислотали (Н₂S0₄) қўшимчаларнинг бўлишини эътиборга олган ҳолда ҳисобланади. Фосфорит ва ЭФК таркибидаги қўшимчаларни ҳисобга олганда фосфат кислотани стехиометрик меъёри (1.11) реакция асосида қуйидаги тенглама асосида ҳисобланади.
(1.12)
Бу ерда 2,33 кислотадаги Р₂О₅ ни фосфатдаги ҳар бир бирлик Р₂О₅ га тўғри келадиган стехиометрик миқдори; Р₂О₅ ФК Р₂О_5эркин - Р₂О₅ ни мос ҳолда фосфат хом-ашёсидан ва фосфор кислотадаги оғирлик улуши.
Хом ашёлар таркибидаги қўшимчаларни ҳисобга олганда стехиометрик миқдор қуйидагича топилади:
(1.13)

бу ерда: [Н⁺] – Н₃PO₄ даги водород ионларини оғирлик улуши, 1; а, в, с, d, e – CaO, MgO, Fe₂O₃, Al₂O₃, Р₂О₅ ларни мос ҳолда фосфорит таркибидаги оғирлик улушлари; 56,1; 40,3; 159,7; 102; 142 – мос ҳолда 1 моль CaO, MgO, Fe₂O₃, Al₂O₃ ва Р₂О₅ ларнинг оғирлиги.

Қўшалоқ суперфосфат олишни икки асосий босқичга ажратиш мумкин. Биринчи босқичда фосфат ва фосфат кислотанинг узлуксиз аралаштирилишидан ҳаракатчан суспензияда таъсирлашув жараёни содир бўлади, ундаги суюқ фаза таркибида фосфат кислота, мококальцийфосфат ва бошқа эрувчан реакция маҳсулотлари бўлади. Уларнинг суюқ фазадаги концентрацияси жараённинг температурасига, фосфат кислотанинг концентрацияси ва сарфланиш меъёрига боғлиқдир. Бошланғич пайтда тез, аммо фосфат кислотанинг нейтралланиши ҳисобига мунтазам секинлашадиган парчаланишнинг бу босқичи суюқ фазанинг кальций фосфатлари билан тўйиниши натижасида тўхтайди. Ишлаб чиқариш шароитида унинг давомийлиги бир неча секунддан (камера-оқимли усулда) 3…10 минутгача (камерали жараёнда) ва ҳаттоки 1…1,5 соатгача (оқимли усулда) чўзилиши мумкин.
Камерасиз усулларда фосфоритлар 50…100°С температурадаги 28…40% Р₂О₅, тутган фосфат кислота билан қайта ишланади, бу кўп даражада жараённинг биринчи босқичи учун оптимал шароитга мувофиқ келади. Аммо, фосфат кислотанинг бундай кичик бошланғич концентрацияси парчаланишнинг иккинчи босқичи учун ноқулай бўлиб, у Са(Н₂Р0₄)₂Н₂О + СаНР0₄ билан ёки СаНР0₄ билан мувозанатдаги эритмаларда амалда содир бўлмайди. Жараён реакцион массанииг қуритилишида якунланади. Ундан сувнинг йўқотилиши системанинг монокальцийфосфат билан мувозанатдаги доирасига ўтиш ва апатитнинг кейинги парчаланишини таъминлаш имконини беради. Қуритиш жараёнида реакцион массадаги монокальцийфосфат кристалланади ва суюқ фазанинг нейтралланиш даражаси камаяди, унинг активлиги эса ортади. Шунинг учун биринчи босқичда парчаланиш даражаси кичик бўлсада, жараён охирида хом ашёнинг юқори парчаланиш даражасига эришилади.