Haydarov Bekzod Hamza o‘g‘li
Toshkent kimyo-texnologiya instituti Yangiyer filiali assistent o‘qituvchi
Bekbo‘tayeva Munira Turdibek qizi
Toshkent kimyo-texnologiya instituti Yangiyer filiali II-bosqich talabasi
Ergasheva Sarvinoz Shavkat qizi
Toshkent kimyo-texnologiya instituti Yangiyer filiali II-bosqich talabasi
https://doi.org/10.5281/zenodo.7932848
Qabul qilindi: 11.05.2023
Crossref DOI: 10.24412/cl-37059-2023-05-85-89
Annotatsiya: Ushbu maqolada qo‘shaloq superfosfat ishlab chiqarishning kamerali (oddiy superfosfatga o‘xshash) va oqimli (kamerasiz) usullari texnologiyasi, qo‘shaloq superfosfat olishning fizik-kimyoviy asoslari haqida ma’lumotlar keltirilgan.
Kalit so‘zlar: qo‘shaloq superfosfat, oddiy superfosfat, kamera-oqimli usul, kontsentrlangan fosfat kislota, katalizator, apatit, ammoniyfosfat, polisuperfosfat.
ASOSIY QISM.
Tabiiy fosfatlarni fosfat kislotasi bilan parchalash natijasida oddiy superfosfatdan asosan fosfatli birikmalar (monokaltsiyfosfat va ma’lum miqdordagi erkin fosfat kislotasi) bo’lishligi bilan farqlanadigan qo’shaloq superfosfat olinadi. Qo’shaloq superfosfatdagi kaltsiy sulfat qo’shimchasi – fosfatning, tarkibida sulfat-ion bo’lgan ekstraksion fosfat kislota bilan parchalanishi yoki ruda tarkibida sulfatlarni bo’lishi hisobidan ishtirok etishi mumkin. Chunki qo’shaloq superfosfat ishlab chiqarish uchun odatda ekstraksion fosfat kislotasi ishlatiladi, lekin tabiiy fosfatning bir qismi fosfat kislota olish uchun sulfat kislota bilan, qolgan qismi esa tayyor mahsulot olish uchun fosfat kislota bilan parchalanadi.
Qo‘shaloq superfosfat (uni chet ellarda, ba’zan, uchlik superfosfat nomi bilan yuritiladi) tarkibidagi P2O5 ning miqdori oddiy superfosfatdagiga nisbatan 2-3 marta ko’p va uning tarkibida: P2O5o’zl. = 42-50% (xom ashyo sifatiga bog’liq holda); P2O5umum. = 45-56%; P2O5s.e. = 38-42% va P2O5erkin = 1,5-5% bo’ladi. Qo‘shaloq superfosfat kontsentrlangan fosfat kislota (52-54% P2O5) ishlatilgan holda kamerali (oddiy superfosfatga o’xshash) usulda va 28-36% P2O5 li kislota qo’llagan holda oqimli (kamerasiz) usullarda olinadi. Kamaerali superfosfat omborga tashlangan holda yetiltiriladi. Oqimli usulda esa birdaniga donadorlangan (omborli yetiltirishsiz) mahsulot olinadi. Kamera-oqimli usul ham mavjud bo’lib, unda oson parchalanadigan fosforit unidan olingan kamerali superfosfat yetiltirish bosqichisiz to’g’ridan-to’g’ri donadorlash va quritishga uzatiladi.
Qo‘shaloq superfosfat olishning fizik-kimyoviy asoslari. Tabiiy fosfatlar tarkibidagi minerallarning fosfat kislotasi bilan parchalanishi quyidagi asosiy reaktsiyalar bo’yicha sodir bo’ladi:
Ca5(PO4)3F + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2*H2O + HF
CaMg(CO3)2 + 4H3PO4 = Ca(H2PO4)2*H2O + Mg(H2PO4)2*H2O + 2CO2 P2O3 + 2H3PO4 + H2O = 2[RPO4*2H2O].
Mavhum xom ashyo uchun fosfat kislotaning stexiometrik me’yori – ko’rsatilgan reaksiyalarni va boshlang’ich ekstraktsion fosfat kislota eritmasidagi neytrallovchi (CaO, MgO, P2O3) va kislotali (H2SO4) qo’shimchalarning bo’lishini e’tiborga olgan holda hisoblanadi. Qo’shaloq superfosfat olishni ikki asosiy bosqichga ajratish mumkin. Birinchi bosqichda fosfat va fosfat kislotaning uzluksiz aralashtirilishidan harakatchan suspeziyada ta’sirlashuv jarayoni sodir bo’ladi, undagi suyuq faza tarkibida fosfat kislota, mokokaltsiyfosfat va boshqa eruvchan reaksiya mahsulotlari bo’ladi. Ularning suyuq fazadagi kontsentratsiyasi jarayonning haroratiga, fosfat kislotaning kontsentratsiyasi va sarflanish me’yoriga bog’liqdir. Boshlang’ich paytda tez, ammo fosfat kislotaning neytrallanishi hisobiga muntazam sekinlashadigan parchalanishning bu bosqichi suyuq fazaning kaltsiy fosfatlari bilan to’yinishi natijasida to’xtaydi. Ishlab chiqarish sharoitida uning davomiyligi bir necha sekunddan (kamera-oqimli usulda) 3-10 minutgacha (kamerali jarayonda) va xattoki 1-1,5 soatgacha (oqimli usulda) cho’zilishi mumkin.
Qo‘shaloq superfosfat ishlab chiqarish. 1–rasmda kamerali usul bilan qo’shaloq superfosfat ishlab chiqarish sxemasi tasvirlangan.
1-rasm.
Apatit kontsentratidan kamerali usulda qo’shaloq superfosfat ishlab chiqarish sxemasi: 1 – bunker; 2 – me’yorlashtirgich; 3 – quyish baki; 4 – sarflagich; 5 – aralashtirgich; 6 – suspenziyani ohaktosh kukuni bilan shnekli aralashtirgich; 7 – superfosfat kamerasi; 8 – absorberlarga ftorli gazlarni o’tkazish uchun gaz o’tkazgich quvur; 9 – kamerali superfosfatning lentali konveyeri; 10 – kamerali superfosfatni yoyib tashlagich; 11 – greyferli (kovshli) aralashtirgich; 12 – qo’shaloq superfosfat uchun bunker; 13 – lentali konveyer; 14 – dezintegrator; 15 – neytrallash barabani; 16 – elevator; 17 – elak; 18 – neytrallangan superfosfat uchun bunker; 19 – lentali ta’minlagich; 20 – donadorlagich; 21 - quritish barabani; 22 – yoqilg’i yondirgich; 23 – tegirmon.
Bu usul jarayonlar ketmaketligi bo’yicha ham, ishlatiladigan jihozlar bo’yicha ham oddiy superfosfatning ishlab chiqarishdagi kamerali usulga o’xshaydi. Apatit kontsentrati va kontsentrlangan fosfat kislota aralashtirgichga uzluksiz berib turiladi, hosil bo’ladigan suspenzaiyaga ozgina miqdorda (apatit massasining 3% gacha) maydalangan ohaktosh kukuni qo’shiladi. Shu hisobiga kamerada shakllanadigan superfosfat massasi (ohaktoshning parchalanishi natijasida hosil bo’ladigan karbonat angidrid hisobiga) g’ovaklashib qoladi va kameradan osonlik bilan frezer yordamida tushiriladi. Massaning turish vaqti aralashtirgichda 3-6 minutni, kamerada 1-1,5 soatni, harorati esa aralashtirgichda 70-80OC ni, kamerada 90-100OC ni tashkil qiladi. Hozirda qo’llanilayotgan (7,1 m diametrli) kameralarga reagentlarning bir soatdagi sarfi: apatit 12-13 t ni, fosfat kislota (52-54 % P2O5) 22-24 t ni, ohaktosh 0,4 t ni tashkil etadi. Kamaradagi massani shakllantirish balandligi 1,2-2 m ga teng. Fosfat kislotaga kontsentrlangan sulfat kislota ham qo’shilishi mumkin; bu esa (mahsulot birligiga nisbatan) fosfat kislota solishtirma sarfini kamaytirish imkonini beradi, undagi P2O5 ni qisman (51-52% gacha) kamaytiradi. Kamerada apatit kontsentratining parchalanish darajasi 70% dan oshmaydi.
Kamerali qo’shaloq superfosfatni omborli yetiltirishda ham huddi oddiy superfosfatdagi kabi ishlar amalga oshiriladi, bunda parchalanish darajasi 77-80% gacha ko’tariladi. So’ngra uning erkin kilotaliligini kamaytirish uchun ohaktosh kukuni va boshqa qo’shimchalar bilan neytrallanadi va donadorlanadi. Kamerali usulda (100 kg apatitga 110 kg P2O5 hisobidan fosfat kislota me’yori bo’yicha) olingan qo’shaloq superfosfat tarkibida 43-44% o’zlashadigan P2O5 bo’ladi. 1 t o’zlashadigan P2O5 hisobidagi donadorlangan qo’shaloq superfosfat ishlab chiqarish uchun 320-330 kg (P2O5 hisobida) apatit va 810-820 kg (P2O5 hisobida) fosfat kislota sarflanadi.
Kamerali usulda bug’latilgan ekstraktsion fosfat kislota qo’llanilishi talab etiladi. Uning kamchiligi, huddi oddiy superfosfat ishlab chiqarishdagi kabi, mahsulotning uzoq vaqt omborda yetiltirilishidir; bu esa – yirik omborli inshootlarga, mehnat sarflariga, mahsulotni bir necha bor davriy aralashtirishdagi energiyaga va atmosfera havosining ftorli gazlar bilan ifloslanishiga ketadigan harajatlarning ortishi bilan bog’liq.
Anchagina darajada ftorsizlantirib bug’latilgan ekstraktsion fosfat kislotaning ishlatilishiga asoslangan kamerali va kamera-oqimli usullarda qo’shaloq superfosfat olishdagi ftorli birikmalarning ajralishi unchalik ko’p emas. Masalan, apatit (~3% ftor tutgan) va bug’latilgan fosfat kislota (52-54% P2O5 va 0,6-0,8% F) dan qo’shaloq superfosfat ishlab chiqarishda ftorning 22-32%i (aralashtirgich, kamera va omborda 12-15%i, donachalarni quritish, ajratish, maydalash va sovutishda esa 10-15%i) gazli fazaga ajraladi, qolgan 70-80%i esa tayyor mahsulotda qoladi. Aralashtirgich va kameradan chiqariladigan gazlardagi ftorning kontsentratsiyasi (asosan SiF4 tarzida) hammasi bo’lib 0,15-0,2 gG’m3 ni tashkil etadi. Donachalarni quritishda ajraladigan gazlar (2HFQSiF4 aralashmasi) tarkibida ko’p miqdorda chang bo’ladi. Shuning uchun SiF4 ning absorbtsiyasidan olinadigan H2SiF6 ning kuchsiz eritmasini mahsulot sifatida bo’lmaydi. Jarayonni o’tkazish va donadorlash bo’linmalaridagi absorbtsiya tarmoqlarining qurilmalari oddiy superfosfat ishlab chiqarishdagi tarmoqlar bilan bir xilda bo’ladi.
Qo‘shaloq superfosfatning yuqori harorat (130-140OC) dagi qisqa muddat (30-40 minut) li quritilishini amalga oshirish orqali uning ancha chuqur degidratlanishiga erishish mumkin, buning natijasida monokaltsiyfosfat kam eriydigan polifosfatlarga aylanadi. Yuqori darajadagi ozuqa elementlari (60-65% P2O5umum., 52-56% P2O5o’zl., 18-32% P2O5s.e.) bo’lgan bunday o’g’itlar – tuproqdagi fosfor zaxirasini uzoq vaqt saqlab turuvchi sekin ta’sir etuvchi o’g’itlar qatoriga kiradi.
Qo’shaloq superfosfat ishlab chiqarishning oqimli usullarini sanoatda to’la egallangandan so’ng, kamerali usullarni – omborli yetiltirishdan so’ng, donadorlash va quritishda oqimli sxema usullaridan foydalanilgan holda amalga oshirishga katta e’tibor berila boshlandi. Bunday jarayon kamera-oqimli usul deyiladi. Bunda oson parchalanadigan mayda zarrachali fosforit uni (0,074 mm dan yirik zarrachalar miqdori 20% dan oshmasligi kerak) va 47-49% P2O5 li fosfat kislota ishlatiladi. Maydalangan kamerali superfosfat retur bilan aralashtiriladi, donadorlanadi va quritiladi. Quritish jarayonida fosforitning parchalanish darajasi 60-70% dan 80-90% gacha ko’tariladi. Donachalarning mahsulot fraktsiyalari ammiak bilan neytrallanadi, sovutiladi va tarkibida: 45-47% umumiy, 42,5-44,5% o’zlashadigan, 37-38% suvda eruvchan, 3-5% erkin P2O5 va 1,5-2% azot bo’lgan mahsulot olinadi. 1 t P2O5 li mahsulot ishlab chiqarish uchun: 824-835 kg fosfat kislota (100% P2O5 hisobida), 271-280 kg fosforit uni (100% P2O5 hisobida) va 35 kg NH3 sarflanadi.
Suyuq fazasining kontsentratsiyasi 45-50% P2O5 bo’lgan tabiiy fosfatni 3-5 karra ortiqcha miqdordagi fosfat kislota bilan parchalashga asoslangan kamerasiz siklik qo’shaloq superfosfat ishlab chiqarish usuli ham ma’lumdir; bunda hosil bo’ladigan monokaltsiyfosfat cho’kmasi ajratiladi, neytrallanadi, donadorlanadi va quritiladi, bu tuz bilan to’yingan eritma esa parchalanish bosqichiga qaytariladi, shu bilan bir vaqtda u yerga tarkibida 53-58% P2O5 tutgan yangi fosfat kislota ham qo’shiladi. Bu usullar xom ashyoning parchalanish darajasini juda yuqori daraja (98-99%) ga yetish imkoniyatini beradi, ammo 1 t o’zlashadigan P2O5 li mahsulot olishga sarflanadigan fosfat kislotaning, oldingi bayon etilgan usullardagiga nisbatan anchagina, kattaligi bilan ajralib turadi; bundan tashqari suspenziyada filtrlanish hususiyatiga ega bo’lgan o’lchamdagi kristallarni hosil qilish qiyin kechadi. Shuning uchun bayon etilgan bu usul ishlab chiqarishga tatbiq etilmagan.
Boyitilgan fosforitlarni (28% P2O5) polifosfat kislotada (73-77% P2O5) parchalash orqali tarkibida orto va polifosfatlar aralashmasi tutgan tez qotuvchi massa olish mumkin. Uni yetiltirishda, ayniqsa yuqori haroratda, kondensirlangan fosfatlarning monokaltsiyfosfatga aylanishi hisobiga qisman gidrolizlanish sodir bo’ladi. Mahsulot ammoniylashtirilgandan so’ng, tarkibida: 47-49% P2O5o’zl. (shu birgalikda uning 90% i P2O5 s.e.) va 3-7% N tutgan polisuperfosfat deb ataluvchi o’g’it olinishi mumkin.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR:
1. Технический анализ и контроль производства неорганических веществ. 2 издание Под ред. Торочешкникова М. М., Высшая школа 1976 г. с. 241 – 248, 256 – 258.
2. Горошев А.П. Технический анализ, стр. 362-371, Госхимиздат, 1953.
Шрайбан С.С Контроль производства хлора и каустика, стр. 57-66, ОНТИ, 1934.
3. Ismatov A.A. va boshqalar. Noorganik materiallar kimyoviy texnologiyasi,-T:
O‘zbekiston, 2002, 336 б.