O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maхsus

Nazorat savollari

1. 
   Markaziy Qizilqum fosforitlarini kimyoviy boyitishni tushuntiring
   
2. 
   Markaziy Qizilqum fosforitlarini termik boyitishni tushuntiring
   
3. 
   fosfokonsentrat tarkibini tushuntiring.
   
4. 
   Karbonatli menirallarini ayting.
   
5. 
   Markaziy Qizilqum fosforitlarini fizik-kimyoviy xususiyatlarini ayting.
   

Adabiyotlar

5. 
   Gafurov Q., Shamsiddinov I.T. Mineral o’g’itlar ishlab chiqarish nazariyasi va texnologik hisoblar. Darslik. Toshkent. “Fan vatexnologiya”. 2010. 360 b.
   
6. 
   Mirzakulov X. Ch., Shamsiddinov I.T., To’raev Z. Murakkab o’g’itlar ishlab chiqarish nazariyasi va texnologik hisoblar. Oquv qo’llanma. Toshkent. “Tafakkur Bostoni”. 2013. 216 b.
   
7. 
   Ибрагимов Г. И. Эркаев А.У. Якубов Р. Я. Туробжонов С. М. Калий хлорид технологияси. Ўқув қўлланма. Тошкент. 2010. 210 б.
   
8. 
   Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2011). Physical Chemistry for the Life Sciences (2nd ed.). W.H. Freeman & Company. ISBN 978-1-4292-3114-5.
   

Ma’ruza 5. Тermik fosfor kislotasi olish va ekstraksion fosfor kislota.

REJA:

1. 
   Termik fosfat kislotaning olinishi
   
2. 
   Ekstraksion fosfor kislota olishning fizik-kimyoviy asoslari.
   
3. 
   Qayiqli karusel vakuum-filtrida boradigan jarayon
   

Tayanch so‘zlar:

Ekstraksiya, elektrod, bug‘latish, superfosfor kislotasi, vakuumfiltrlar, vakuumbug‘latgich, qayiqli karusel vakuum-filtr vakuumnasos, siklik (aylanama) sxema, gips soni.


5.1. Termik fosfat kislotaning olinishi.

Termik fosfat kislota elementar fosforning oksidlanishi (yondirilishi) va hosil qilingan mahsulotlarni gidratlanishi natijasida olinadi. P4O10 ning gidratlanishi bosqichma- bosqich meta-, di- va ortofosfat kislotalar hosil bo‘lish bilan boradi:

nP₄O₁₀ + 2nH₂O = 4(HPO₃)n;

4(HPO₃)n + 2nH₂O = 2nH₄P₂O₇;
2nH₄P₂O₇ + 2nH₂O = 2nH₃PO₄;
Gidratatsiyaning umumiy tenglamasi:
P₄O₁₀ + 6H₂O = 4H₃PO₄
tenglama orqali ifodalanadi.
1 kg fosforning yonishida ajraladigan issiqlik miqdori 23614 kj ni, gidratlanishi natijasida esa 3035 kj (yoki 1 kg H₃PO₄ ga 1017 kj) ni tashkil etadi. H₃PO₄ ni mahsulot kislotasi konsentratsiyasigacha suv bilan suyultirilganda qo‘shimcha miqdordagi issiqlik ajralib chiqadi. Texnik termik kislotada 73% dan kam bo‘lmagan H₃PO₄ bo‘ladi.
Termik fosfat kislota ikki: bir bosqichli va ikki bosqichli usullar bilan olinishi mumkin. Bir bosqichli usul pechdan chiqayotgan gazni (fosfor bug‘larini oldindan kondensatlanmasdan) yoqish va hosil bo‘lgan P₄O₁₀ ni gidratlanishiga asoslangan. Bu usulning soddaligiga qaramay, kam qo‘llaniladi, chunki pech gazi tarkibidagi fosfor bug‘larining konsentratsiyasi oz bo‘lganligi sababli uni qayta ishlashda juda yirik, katta o‘lchamdagi jihozlar talab etiladi. Bundan tashqari, gaz tarkibidagi begona qo‘shimchalar (chang) hosil qilinadigan kislotani ifloslantiradi.
Bu usulning asosiy kamchiligi shundaki, fosfor pechi va fosfat kislota olish tizimlari bir vaqtda ishlashi talab etiladi. Termik fosfat kislota asosan ikki bosqichli usulda, ya’ni fosfor pechi tarkibidagi gazdan fosforni kondensatlash va so‘ngra uni fosfat kislotaga aylantirish orqali ishlab chiqariladi. Bunda toza holdagi kislota olinadi va fosforning kondensatlanishidan keyingi qolgan yuqori kaloriyali gazdan foydalanish imkoniyati yaratiladi. Fosforning oksidlanishi va P₄O₁₀ ning gidratlanishi natijasida kata miqdordagi issiqlik ajralib chiqadi va undan hozircha foydalanilmaydi.
Tizim issiqlik ajratish usullari bo‘yicha sirkulyatsion (sovituvchi suvning issiqligini ajratib olish bilan) va bug‘latgichli (bug‘lanuvchi suvning issiqligini ajratib olish bilan) ishlab chiqarishga bo‘linadi.
Sirkulyatsion tizimlar: elektrofiltr yoki skrubberli sirkulyatsion bir minorali va sirkulyatsion ikki minorali tizim keng tarqalgandir. Odatda, sirkulyatsion ikki minorali tizim keng qo‘llaniladi. Bug‘latgichli tizim esa ishlab chiqarishning kelajakdagi istiqboliga dahldordir. Sirkulyatsion tizimdan farqli o‘laroq, ularda nasos-sovutgichli jihozlarga ehtiyoj yo‘q, shu sababli energetik harajatlar kam talab etiladi. Lekin ularning asosiy kamchiligi shundan iboratki, minoradagi gidratlanishda suvning bug‘lanishi tufayli hosil bo‘ladigan chiqib ketuvchi gaz hajmining ko‘payishi hisobiga va shuning uchun uning tarkibidagi kislota tomchilarini ushlab qolishga katta o‘lchamdagi elektrofiltr qurilmalartalab etiladi.
3.8-rasmda sirkulyatsion ikki minorali tizimda fosfat kislota ishlab chiqarish tasviri keltirilgan. Suyuq fosfor ombordan nasos yordamida dozator orqali yondirish minorasi 2 ning forsunkasi 1 ga beriladi.
Yondirish minorasi kesik konus (pastki qismi kichrayib boradigan) shaklida bo‘ladi, hosil bo‘lgan kislota tomchilari minoraning ichki devorlarida bir tekisda tarqalib, yupqa qavat hosil bo‘lishini ta’minlaydi va suyuqlik pastga devor yuzasidan oqib tushadi. Bu esa minora ichki devorini qaynok fosfor alangasining yemiruvchilik ta’siridan saqlaydi.
Fosfor yonishining nazariy harorati 3500⁰C atrofida bo‘ladi. Ammo, fosforning yonishida ikki hissa ko‘p miqdordagi havo ishlatiladi va natijada alanga harorati 2100-1800⁰C gacha pasayadi. Gazning keying sovishi kislotadagi suvning bug‘lanishi hisobiga ketadi. Havoning ortiqcha miqdorda olinishi fosforning quyi oksidlarini hosil bo‘lishini, ularning gidratlanishi natijasida esa mahsulotni ifloslantiruvchi kislotalar (H₃PO₂, H₃PO₄) hosil bo‘lishini olidini olish uchun zarurdir.

5.1-rasm. Sirkulyatsion ikki minorali tizimda termik fosfat kislota ishlab chiqarish tasviri:

1-forsunka; 2-yondirish minorasi; 3-ikkilamchi havoni uzatish uchun chig‘anoq; 4-yuklash nasoslari; 5-yondirish minorasi aylanuvchi kislotasining yig‘gichi; 6-plastinkali issiqlik almashtirgich; 7-kislotali forsunka kanal (kollektor) lari; 8-sovutish-gidratlash minorasi; 9 - sovutish-gidratlash minorasi aylanuvchi kislotasining yig‘gichi; 10-elektrofiltr; 11-kislota yig‘gich; 12-quyruq gaz ventilyatori; 13-gaz chiqarish quvuri; 14-kondensat yig‘gichi

Gaz haroratining yuqori (800-1000⁰C) bo‘lishligi hisobiga P₂O₅ ning gidratlanishida dastlab bug‘ holatdagi metafosfat kislota, uning keyinchalik sovitilishi va gidratlanishidan tumansimon ortofosfat kislota hosil bo‘ladi. Fosforning changlanishi forsunkaga keluvchi bug‘ bilan 70-80⁰C gacha qizdirilgan birlamchi qisilgan havo yordamida amalga oshiriladi. Ikkilamchi havo yondirish minorasiga chig‘anoq 3 orqali yuboriladi. Fosforning oksidlanishidan ajraladigan issiqlik minora tomi kismidan uzatiladigan aylanuvchi suvga hamda yig‘gich 5 va issiqlik almashtirgich 6 orqali minoraning yuqorisiga 46-50⁰C haroratda yuklash nasosi 4 yordamida quyiladigan aylanuvchi fosfat kislotaga yuttiriladi va bu suyuqliklar minoraning devorlaridan yupqa qavat hosil qilgan holda oqib tushadi. Bundan tashqari, kislota minora ichida joylashtirilgan uch qavat kislotali forsunkalar 7 da sachratiladi. Issiqlik almashtirgich 6 da sovutilgan kislotaning bir qismi omborga tayyor mahsulot sifatida chiqariladi. Yondirish minorasida 60% gacha R4O10 absorbsiyalanadi, qolgan qismi esa – yig‘gich 9 va issiqlik almashtirgich 6 orqali aylanuvchi kislota bilan sovutish-gidratlash minorasi 8 da ushlab qolinadi (ularda kislota harorati 25-27⁰C gacha pasayadi). Yig‘gich 9 dagi kislota yig‘gich 5 orqali aylanuvchi kislotaga qo‘shiladi.

Sovutish minorasiga kiruvchi gaz harorati 85-100⁰C, chiquvchi gaz harorati esa 45-55⁰C bo‘ladi. Bu minoradan chiquvchi gaz tarkibida 50 g/sm³ (n.sh. da) fosfat kislota tumani holatidagi P₂O₅ bo‘ladi. Uni elektrofiltr 10 da tutib qolinadi. Umumiy tutib kolish darajasi 99,9% ni tashkil etadi. Elektrofiltrdagi kislota yig‘gich 11 ga, undagi esa yig‘gich 9 ga oqib tushadi. Quyruq gaz ventilyatori 12 yondirish minorasidagi ikkilamchi havoni surib oladi va uni gaz chiqarish quvuri 13 ga atmosferaga chiqarib yuborish uchun purkaydi.
Yondirish va sovutish minoralari polietilen, diabraziv plitka va kislotabardosh g‘ishtlar bilan himoyalangan metall qobiqqa ega bo‘ladi.
Yondirish minorasining o‘rtacha diametri 5 m, balandligi esa 13 m bo‘ladi. Sovutish minorasi 3,2 m diametrga, 13 metr balandlikka ega va unda ikki qator Rashig halqali to‘ldirgich bor. Elektrofiltr 40-90 ming v kuchlanishdagi doyimiy tok manbaiga ulanadi.
Bayon etilgan sistema yiliga 60 ming t 100% li H3PO4 ishlab chiqarish unumdorligiga egadir. Unda 2,5-3 t/soat fosfor qayta ishlanadi.
1 tonna termik fosfat kislota (100% li H₃PO₄ hisobida) ishlab chiqarish uchun 0,32-0,33 t sariq fosfor sarflanadi. Termik fosfat kislota tarkibida juda oz miqdordagi begona qo‘shimchalar bo‘ladi: SO₃, P₂O₃, Pb, F, SiO₂ ning miqdori foyizning yuz yoki mingdan bir ulushini, As ning miqdori esa 0,002-0,004% ni tashkil qiladi.
Superfosfat kislota (76% P₂O₅ yoki 105% H₃PO₄) ishlab chiqarish ham xuddi oddiy fosfat kislota (62% P₂O₅ yoki 85% H₃PO₄) ishlab chiqarish kabi – suyuq fosforni yondirilishidan hosil bo‘lgan gazni gidratlanish minoralarida sovutishdan iborat. Lekin bu minorada suvdan tashqari qo‘shimcha fosfat kislota ham purkaladi va uning aylanma harakati ta’minlanadi. Superfosfat kislota qovushqoqligining kata miqdor bo‘lishligi sababli issiqlik almashinish intensivligi kam bo‘ladi va shuning uchun kislota uchun ko‘p miqdordagi sovutgichlar talab etiladi. Shu sababli kislotalarni uzatishda markazdan qochma nasoslar o‘rniga rotatsion nasoslardan foydalaniladi.