CC BY
58
• 7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_март, 2020 г.
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНО-ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ РАЗЛОЖЕНИЕМ КЫЗЫЛКУМСКИХ ФОСФОРИТОВ АЗОТНОЙ КИСЛОТОЙ
Кодирова Дилшодхон Тулановна
канд. техн. наук, доцент кафедры «Химическая технология», Ферганский политехнический институт,
Республика Узбекистан, г. Фергана Е-mail: d. qodirova@ferpi. ш
Мирсалимова Саодат Рахматжановна
канд. хим. наук, доцент кафедры «Химическая технология», Ферганский политехнический институт,
Республика Узбекистан, г. Фергана Е-mail: s. mirsalimova@ferpi. щ
Умаралиева Мухсина Жураевна
магистрант, кафедра «Химическая технология», Ферганский политехнический институт,
Республика Узбекистан, г. Фергана
Абидова Маъмура Алишеровна
ассистент кафедры «Химическая технология», Ферганский политехнический институт,
Республика Узбекистан, г. Фергана
Нурматова Зулайхо Набижон кизи
студент группы 75а-17, кафедра «Химическая технология», Ферганский политехнический институт,
Республика Узбекистан, г. Фергана
№ 3 (72)
STUDY OF THE PROCESS OF OBTAINING NITROGEN-PHOSPHORUS FERTILIZERS BY DECOMPOSITION OF KYZYL KUM PHOSPHORITES OF NITRIC ACID
Dilshodkhon Kodirova
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of «Chemical Technology» Chair,
Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana
Saodat Mirsalimova
Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of «Chemical Technology» Chair,
Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana
Mukhsina Umaraliyeva
Master's Degree Student, «Chemical Technology» Chair, Ferghana Polytechnic Institute,
Uzbekistan, Ferghana
Mamura Abidova
Assistant of «Chemical Technology» Chair, Ferghana Polytechnic Institute,
Uzbekistan, Ferghana
Zulaykho Nurmatova
Student of 75а-17 Group, «Chemical Technology» Chair, Ferghana
Polytechnic Uzbekistan, Ferghana
АННОТАЦИЯ
В данной статье приведены результаты исследования процесса получения азотно-фосфорных удобрений путем взаимодействия центральнокызылкумских фосфоритов с азотной кислотой концентрацией 20, 40, 60%. Показана возможность получения эффективных фосфорсодержащих удобрений в условиях пониженной нормы кислотного реагента.
Библиографическое описание: Изучение процесса получения азотнофосфорных удобрений разложением кызылкумских фосфоритов азотной кислотой // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Кодирова Д.Т. [и др.]. 2020. № 3(72). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/9139
• 7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_март, 2020 г.
ABSTRACT
In the article research results of the obtaining process of nitrogen-phosphorus fertilizers by the interaction of Central Kyzyl Kum phosphorites with nitric acid with a concentration of 20, 40, 60% are presented. The possibility of obtaining effective phosphorus-containing fertilizers under conditions of a reduced rate of acid reagent is shown.
Ключевые слова: азотно-фосфорные удобрения, разложение, азотная кислота, пониженная норма, моно- и дикальцийфосфат, соли нитрата кальция.
Keywords: nitrogen-phosphorus fertilizers; decomposition; nitric acid; reduced rate; mono- and dicalcium phosphate; calcium nitrate salts.
№ 3 (72)
Мировая интенсификация отраслей сельского хозяйства приводит к всевозрастающему потреблению минеральных удобрений, в частности, фосфорсодержащих [7].
При применении фосфорсодержащих удобрений улучшаются качественные показатели
сельскохозяйственных культур, а также повышается их стойкость к неблагоприятным климатическим условиям [5].
Мировой опыт производства фосфорсодержащих удобрений показывает, что ежегодное увеличение мощностей и ассортимента готовой продукции приводит к истощению качественного природного фосфатного сырья [4].
В сложившейся ситуации целесообразным является вовлечение в промышленное производство низкосортных фосфоритов, запасы которых практически неисчерпаемы. Но основной сложностью переработки данного вида сырья является то, что они имеют отличительные черты по минералогическому, химическому и фракционному составу, создающие трудности при переработке их традиционными способами [6].
При получении фосфорных удобрений путем разложения центральнокызылкумских фосфоритов азотной кислотой была повышена эффективность фосфорных удобрений , а также получен преципитат [3].
Фазовый состав продуктов, полученных при обработке кызылкумских фосфоритов азотными солями, был исследован рентгеновским методом. Установлено, что азотно-фосфорные удобрения состоят из дикальцийфосфата, неразложившегося фтор- и гидроксилапатита, нитрата аммония и кальция, а фосфорные удобрения - из различные форм фосфатов кальция, а также неразложившегося фтор-и гидроксилапатита, солей нитрата кальция и аммония [1].
При разложении азотной кислотой минеральные фосфориты полностью разлагаются, и в результате следующей реакции образуются фосфорная кислота, соль нитрата кальция и газообразный фтористый водород:
Саз(РО4№+10HNOз=3HзPO4+5Ca(NOз)2+HF. (1)
Вследствие расщепления фторапатита азотной кислотой образуются монокальцийфосфат и дикальцийфосфат:
2Са5(РО4)зF+14HNOз=3Са(H2PO4)2+7Ca(NOз)2+2HF,
(2)
Са5(РО4)зF+4HNOз=3СаHPO4+2Ca(NOз)2+HF. (3)
Карбонатные минералы и оксиды трехвалентных металлов также реагируют с азотной кислотой с образованием азотных солей.
СаС0з+2HN0з=Ca(N0з)2+С02+Н20, (4) MgС0з+2HN0з=Mg(N0з)2+С02+Н20, (5) R20з+6HN0з=2R(N0з)з+3Н20. (6)
Полученный газообразный фтористый водород преобразуется в фтористоводородную кислоту кремния.
4HF+SiO2=SiF4+2H2O, (7) 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O, (8)
2HF+SiF4=H2SiF6, (9)
3SiF4+2H2O= 2H2SiF6+SiO2. (10)
Изучен процесс обогащения кызылкумских фосфоритов путем разложения при разных нормах азотной кислоты. Это связано с тем, что минералы кальция в фосфорите реагируют намного сильнее, чем другие минералы. Поэтому азотная кислота сначала взаимодействует с фторапатитом, а затем с карбонатными минералами в фосфорите.
Стехиометрические количества 20-60% азотной кислоты для расщепления фосфора рассчитывали по расщеплению фосфатных (фторапатитовых) и карбонатных минералов в сырье относительно образования монокальцийфосфата и солей нитрата кальция. Разложение ненасыщенной фосфоритовой муки раствором азотной кислоты происходит быстро и просто.
0бработка образца ненасыщенного фосфорита растворами азотной кислоты происходит в два этапа. Карбонатные минералы разлагаются растворами азотной кислоты с образованием в системе солей нитрата кальция. Далее, взаимодействуя с минералом фторкарбонатапатита, образует моно- и дикальцийфосфат и соли нитрата кальция. При этом из фосфорита выделяется углекислый газ.
Исследовано стехиометрическое разложение ненасыщенной фосфоритовой муки, содержащей P2O5 - 17,55%, CaO - 43,68%, Ш2 - 14,83% на 20, 40, 60% азотной кислоты на 58,5%.
Эксперименты на лабораторной установке были следующими: 100 г ненасыщенной фосфоритовой муки тщательно смешивали с соответствующим
№ 3 (72)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
• 7universum.com
март, 2020 г.
количеством азотной кислоты. Из-за небольшого количества азотной кислоты процесс происходит в «твердой фазе», где процесс пенообразования практически отсутствует. Процесс распада занимает около 5-10 минут. Определение количества составных компонентов вели согласно общеизвестной методике [6].
С увеличением количества азотной кислоты наблюдается увеличение усвояемой для растений форм кальция. При 20%-ной норме кислоты от общего кальция 29-31% находится в усвояемой форме, аналогично при 40%-ной - 70-71% и при 60%-ной - 82-84%. С увеличением нормы кислоты от 20% до 60% также увеличивается и содержание воды с 9,99% до 21,75%.
Результаты показывают, что с увеличением стехиометрической скорости азотной кислоты, используемой для разложения фосфора (20, 40, 60), общее содержание азота и воды в продукте реакции увеличивается, а количество фосфора и кальция уменьшается. Показано, что увеличение содержания стехиометрии с 20% до 40% увеличивает усвояемую для растения форму общего Р2О5. Если при 20%-ной норме кислотного реагента 30-31% общего фосфора находится в усвояемой форме, то при 40%-ной норме - 51-52%, а при 60%-ной норме этот показатель составляет 75-77%.
Общий состав продукта следующий: 2,82-6,14% - К, 10,77-14,35% - Р2О5 (из них 30-78% находятся в усвояемой для растений форме), 25,85-35,03% - СаО. Питательные компоненты азот и кальций находятся в виде нитрата кальция, а фосфор - в форме моно- и дикальцийфо сфатов.
Помимо вышеуказанного состава, продукты также содержат неразложившуюся фосмуку, находящуюся в активированной форме. Разложение необо-гащенной фосмуки при неполной норме способствует интенсификации процесса.
Список литературы:
1. Ренгенографические исследования фазового состава фосфорсодержащих удобрений из азотнокислотной вытяжки фосфоритов Центральных Кызылкумов / Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У., Реймов А.М. // Кимё. -2016. - № 3. - С. 9-11.
2. Винник М.М., Ербанова Л.Н., Зайцев П.М. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов. - М. : Химия, 1975.
3. Получение одинарных удобрений на основе фосфоритовой муки из фосфоритов Центральных Кызылкумов и азотной кислоты / Гиясидинов А.Л., Султонов Б.Э., Намазов Ш.С., Мухамедова Б.И. // Композицион мате-риаллар. - 2019. - № 3. - С. 34-37.
4. Изучение физико-химических свойств концентрированного удобрения-аммофосфата из забалансовой фосфоритной руды Центральных Кызылкумов / С.С. Ортикова [и др.] // Современные научные исследования и разработки. - 2016. - №. 5. - С. 75-77.
5. Односторонние фосфорные удобрения на основе забалансовой руды фосфоритов Центральных Кызылкумов и их водонерастворимая часть / С.С. Ортикова [и др.] // Химическая промышленность. - 2017. - Т. 94. -№. 6. - С. 309-319.
6. Рациональный способ решения проблемы переработки забалансовой руды фосфоритов Центральных Кызылкумов на аммофосфатное удобрение / У.К. Алимов, С.С. Ортикова [и др.] // Узбекский химический журнал. - 2015. - №. 5. - С. 56-60.
7. Фосфорные и азотно-фосфорно-кальциевые удобрения, получаемые путем фосфорнокислотной переработки забалансовой фосфоритной руды Центральных Кызылкумов / С.С. Ортикова [и др.] // Химическая промышленность сегодня. - 2016. - №. 11. - С. 13-21.
