O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maхsus

9.2. Ekstraksion fosfor kislota olishning fizik-kimyoviy asoslari.

Termik usul bilan fosfor kislotasi olishdan farqli o‘laroq tabiiy fosfatlarning sulfat kislotali parchalanishi bo‘yicha boradigan reaksiya:

Ca₅(PO₄)₃F + 5H₂SO₄ + 5pH₂O = 5CaSO_4*pH₂O + H₃PO₄ + HF
va keyingi bosqichda suyuq fazadan sulfatli cho‘kmani ajratib olishga asoslangan usul — ekstraksiya yoki xul usul deyiladi. Bunda olingan maxsulot ekstraksya fosfor kislota (EFK) deb yuritiladi. Bu keng tarqalgan fosfor kislota olish usuli mineral o‘g‘itlar, ozuqali va texnik fosfatlar ishlab chiqarishda ishlatiladi.
Sulfat kislotali ekstraksiyalash jarayonini amalga oshirishning asosiy sharti fosfor kislotadan kalsiy sulfatning etarli darajada yirik bo‘lgan, oson ajraladigan va yaxshi yuviladigan kristallarini ajratib olishdan iboratdir. Bunga jarayonning ayrim bosqichlari uchun jixozlarni oqilona tanlash va ekstraksiyalashda belgilangan texnologik tartibni, ya’ni talab etiladigan (gips, yarimgidrat yoki angidrid) shakldagi kalsiy sulfatning cho‘ktirilishini va belgilangan konsentratsiyadagi maxsulot sifatidagi fosfat kislota olishni ta’minlovchi konsentratsiyali, xaroratli va boshqa parametrlarni ushlab turish orqali erishiladi.
Ekstraksiyalash jarayonida kalsiy sulfatning fosfor kislotadagi xarakatchan suspenziyasini olish, uni aralashtirish va tashish mumkin bo‘lishi lozimdir. Tabiiy fosfatni konsentrlangan sulfat kislota bilan to‘g‘ridan-to‘g‘ri aralashtirilganda fazalarga ajralishga amalda imkon bermaydigan kuyuk suspenziya xosil bo‘ladi. Uning xarakatchanligini ta’minlash uchun, <> kislota deb ataluvchi — maxsulot sifatidagi fosfor kislotaning bir qismi bilan fosfat kislotadan ajratib olingan fosfatli cho‘kma (fosfogips) ni suvda yuvishda xosil bo‘ladigan eritmaning aralashmasini retsirkulyasiyasi xisobiga suyuq va qattiq fazalarning massa nisbati (S:Q) 2:1 dan 3,5:1 oraligida ushlab turiladi.
Retsirkulyasiya bilan bog‘liq xolda fosfatli xom ashyodan o‘tadigan qo‘shimchalarning eritmalarda to‘planishi ekstraksiya jarayoni uchun o‘ziga xosdir. Qo‘shimchalar konsentratsiyasi xom ashyo tarkibidan xam, suyuq, gaz va qattiq fazalar orasida taksimlanadigan tegishli komponentlar tarkibidan xam aniqlanadi. Ishlab chiqarish eritmalarida ishqoriy metall kationlari, magniy, alyuminiy, temir kationlar va S04^2-, F^-, SiF6^2- anionlar qo‘shimchalarining mavjud bo‘lishi sulfatli cho‘kma va maxsulot kislotasining xossasini etarli darajada o‘zgartiradi.
Ekstraksiyalash jarayonining xaroratli va konsentratsiyali parametrlarini tanlash uchun kalsiy sulfat turli modifikatsiyalarining mavjud bo‘lish chegaralari va ularning fosfat kislotali eritmalarda bir-biriga aylanish tezligi xakidagi ma’lumotlar asos bo‘ladi; bu ma’lumotlar toza eritmalar uchun yuqorida qo‘rsatib o‘tilgan edi. Ammo ekstraksya fosfor kislotaning real eritmalarida gips, kalsiy sulfat yarimgidrati va angidriti kristallanish soxalarining aniq chegaralari va ayniqsa sodir bo‘ladigan fazali bir-biriga aylanish tezliklari etarli darajada o‘zgaradi. Masalan, tarkibida 10-25% P₂O₅ bo‘lgan fosfor kislotaning toza eritmalarida, 80°S da yarimgidratning katta qismi sistemaning birinchi kristallanuvchi fazasi xisoblanadi va 1-5 soat mobaynida gipsga aylanadi. Temir fosfatlari, kremnezem kabi qo‘shimchalar bu jarayonni sezilarli darajada kuchaytiradi. Xosil bo‘lgan gips tarkibida 10% dan kam P₂O₅, tutgan eritmalarda bir necha oy va 25% P₂O₅ tutgan eritmalarda bir necha kun mobaynida metastabil (stabil faza ~ angidrit) shaklda mavjud bo‘la oladi. Ekstraksiyalash sharoitiga mosxolda, suyuq faza suspeziyasi tarkibida 25-30% P₂O₅ xarorat 70-80°S va massaning reaktorda turish vaqti 5-8 soat bo‘lganda ajratiladigan cho‘kma stabil angidrit emas, balki metastabil digidrat shaklda namoyon bo‘ladi.
SHunday qilib, ekstraksiyalashda ajratiladigan kalsiy sulfatning gidratatsiya darajasi stabil shakllarga mos kelmasligi mumkin va u jarayonni o‘tkazilish aniq sharoitiga bog‘liqdir. 1 — rasmda tasvirlangan diagrammada kalsiy sulfatni amaliy gidratatsiya darajasining ekstraksiya usuli (rejimi) — fosfor kislotaning konsentratsiyasi va xaroratiga bog‘liqligi qo‘rsatilgan. Egri chiziq 2 dan pastki soxada kalsiy sulfat gips shaklida, egri chiziq dan yuqorida angidrit shaklida, ular orasidagi soxada esa yarimgidrat shaklida ajraladi.50 K

,