CC BY
3УДК 661.632.232
МАХДЛЛИЙ БУРСИМОН ХОМАШЁЛАРДАН ФОЙДАЛАНГАН ^ОЛДА ФОСФОРЛИ УГИТ ИШЛАБ ЧЩАРИШ ТЕХНОЛОГИЯСИ
Шамшидинов И.Т., Мамуров Б. А.
АННОТАЦИЯ: Ишда махдллий карбонатли хомашёлар (бур) дан фойдаланган х,олда таркибида кальций тутган фосфорли угит ишлаб чикариш технологик жараёни курсатилган. Мазкур усул ишлаб чикаришда фойдаланилганда таркибида кальций тутган фосфорли угитлар олиш учун махдллий бурсимон хомашёларни камраб олиниши аникланган.
АННОТАЦИЯ: В работе приведен технологический процесс производства кальций содержащих фосфорных удобрений с использованием местного карбонатного сырья (мел). Установлено, что использование данного способа в производстве приводит к привлечению мелоподобного сырья для получения кальцийсодержащих фосфорных удобрений.
ANNOTATION: In the work shown technological process of production of calcium-containing phosphorus fertilizers using indigenous carbonate raw material (stranding). Is established that the use of this method leads to the production of raw material chalk-like attraction of to get calcium phosphorus fertilizers.
Калит сузлар: фосфорит, фосфат кислота, экстракцион фосфат кислота, угит, минерал угит, фосфорли угит, кальций карбонат, магний карбонат, бур, охдктош, доломит, монокальцийфосфат, дикальцийфосфат, преципитат, кушалок суперфосфат.
Ключевые слова: фосфорит, фосфорная кислота, экстракционная фосфорная кислота, удобрения, минералные удобрения, фосфорные удобрения, карбонат кальция, карбонат магния, мел, известь, доломит, монокальцийфосфат, дикальцийфосфат, преципитат, двойной суперфосфат.
Keywords: phosphate rock, phosphoric acid, phosphoric acid, fertilizers, mineralni fertilizers, phosphate fertilizers, calcium carbonate, magnesium carbonate, chalk, limestone, dolomite, monocalcium phosphate, dicalcium phosphate precipitate, dual superphosphate.
Республикамиздаги фосфорли угитлар сифатида асосан таркибида куп микдорда магний тутган фосфоритлардан олинган аммофос, шунингдек, оддий суперфосфат ишлатилмокда. Натижада тупрокка солинадиган эрувчан (усимликлар узлаштирадиган) кальций бирикмалари йилдан-йилга камайиб бормокда. Бу эса усимлик ва тирик организмлардаги кальцийнинг етишмовчилигига олиб келади.
Амалда х,озирги пайтда фосфоритлардан олинган экстракцион фосфат кислота (ЭФК) ни нейтраллаш оркали концентрланган фосфорли угитлар ишлаб чикарилади. Бунда нейтралловчи восита сифатида аммиак гази (аммофос ишлаб чикаришда), фосфорит (кушалок суперфосфат туридаги угитлар ишлаб чикаришда) кабилардан фойдаланилади [1].
Таркибида кальций тутган азот-фосфорли угитлар олишда куйи навлардаги (1518% P2O5) фосфоритлардан фойдаланиш буйича х,ам тадкикотлар утказилган [2-3]. Натижада фосфорли концентрланган угитлар олиш жараёнига куйи навлардаги фосфоритларни х,ам камраб олиш мумкинлиги аникланган.
Республикамиз худудида саноат ишлаб чикариш технологик талабларига жавоб берадиган кальций ва магний карбонатларидан ташкил топган бурсимон жинслар ва бошка махаллий норуда минерал хомашёлар куп микдорда учрайди [4]. Бундай жинслар Каттакургон ва Дехконобод туманларида катта захирани ташкил этади. Кальций ва магний карбонатли хомашёлар ва чикиндиларни геологик, минералогик ва технологик нуктаи назардан комплекс урганиш хамда улардан саноат микёсида сифатли махсулотлар - усимликлар томонидан осон узлаштириладиган кальций (шунингдек магний) булган фосфатли угитлар ишлаб чикаришда фойдаланишни йулга куйиш мухим ахамият касб этади. Шу кунга кадар катта захираларга эга булган махдллий бур каби карбонатли хомашёлардан саноат микёсида фосфорли угитлар ишлаб чикаришни йулга куйиш оркали юкори иктисодий самарадорликка эришиш мумкинлиги урганилмаган. Шунинг учун бундай хомашёларни кайта ишлаш оркали максадли махсулотларга айлантириш фосфорли угитлар ишлаб чикариш сохасидаги мухим вазифалардан бири хисобланади.
ЭФКни нейтралланиш жараёнини табиий карбонатли хомашё - бур билан хам амалга оширилиши мумкин. Натижада таркибида узлашадиган кальций тутган фосфорли угитлар олиш мумкин булади. Таркибида кальций тутган фосфорли угит махсулотларининг стандартлаштириш ва метрологик меъёрлари талабларида узлашадиган ва умумий фосфор озука элементларининг нисбати 90% дан ортик булиши курсатиб утилган [1]. Шу нуктаи назардан фосфат кислотали эритмаларни, хусусан экстракцион фосфат кислотани таркибида кальций булган хомашёлар билан нейтраллаш оркали юкоридаги белгиланган талабларга жавоб берадиган махсулотлар олишга эришиш мумкин.
Ишлаб чикарилаётган угит хажмини ошириш, таннархини камайтириш хамда белгиланган талабларга мувофик келадиган махсулотлар олиш максадида ^изилкум фосфорит термоконцентратидан ишлаб чикарилган ЭФКни олдиндан активлаш ва уни бур хомашёси билан нейтраллаш оркали таркибида узлашадиган кальций булган фосфорли угитлар олиш усули урганилди.
Бунинг учун экстракцион фосфат кислотасини (21,50% Р2О5) аммоний нитрат иштирокида активлаш ёки унинг буглатилишидан хосил килинган 31,7% Р2О5 ва 35,2% Р2О5 ли концентрланган ЭФК ни бур хомашёси билан бур(100% СаСОз):ЭФК(100%Р2О5) = 1:1^1,25 нисбатда 60ОС хароратда 60 минут давомида нейтраллаш жараёни амалга оширилди.
ЭФКни махаллий бур хомашёси билан нейтраллаш оркали окимли усулда кушалок суперфосфат олишнинг технологик параметрлари ва махсулотларнинг кимёвий таркиби 1 -ва 2-жадвалларда келтирилган.
21,5% Р2О5 концентрацияли ЭФК бур хомашёси билан бур(100% СаСОз):ЭФК(100%Р2О5) = 1:1^1,25 нисбатда нейтраллаш жараёни амалга оширилганда 1 соат мобайнида буткадаги Р2О5 нинг узлашадиган микдори (К), яъни (Р205узл./Р205умум.)^100 нисбат 82,7% га етади. Кислота меъёри 1,25 марта оширилганда, яъни бур(100% СаСОз):ЭФК(Ю0%Р2Оз) = 1:1^1,25 нисбатда К нинг киймати 87,6% га етади. Худди шу нисбатда бошлангич кислота концентрацияси 31,7% Р2О5 ва 35,2% Р2О5 гача оширилганда эса кислота активлигининг ортиши хисобига К нинг киймати мос равишда 92,5% ва 94,9% гача ортиши кузатилади.
Экстракцион фосфат кислота бур билан нейтралланганда унинг таркибидаги эркин кислота нейтралланади:
2Н3РО4 + СаСОз = Са(Н2Р04)2 + СО2 + Н2О
1-жадвал
ЭФКни бур (90% СаСОз) билан нейтраллаш оркали кушалок суперфосфат _суспензияси олиш ^ технологик параметрлари_
Бур (100% СаСО3) ва ЭФК (100%Р2О5) масса
Курсаткичлар нисбатида технологик курсаткичлар ва компонентлар микдори
100:100 100:125 100:125 100:125
Бошлангич ЭФК концентрацияси, % Р2О5 21,5 21,5 31,7 35,2
Р2О5 (умумий), % 19,7 20,1 27,9 31,5
Р2О5 (узлашадиган), % 16,3 17,6 25,8 29,9
Р2О5 (сувда эрийдиган), % 13,2 13,8 19,4 21,9
СаО (умумий), % 10,0 8,4 11,7 12,8
N (умумий), % 0,52 0,53 0,68 0,77
pH 3,4 2,7 2,8 2,8
Н2О, % 58,9 59,3 45,4 40,1
(P2O5Узл./P2O5умум.)•100, % (ёки Kпарч.) 82,7 87,6 92,5 94,9
2-жадвал
кушалок суперфосфат кимёвий таркиби ва жараённинг технологик параметрлари
Бур (100% СаСО3) ва ЭФК (100%Р2О5) масса
Курсаткичлар нисбатида технологик курсаткичлар ва компонентлар микдори
100:100 100:125 100:125 100:125
Бошлангич ЭФК концентрацияси, % Р2О5 21,5 21,5 31,7 35,2
Р2О5 (умумий), % 46,9 48,7 50,1 51,4
Р2О5 (узлашадиган), % 39,7 43,9 47,3 49,4
Р2О5 (сувда эрийдиган), % 31,3 33,6 35,2 36,0
Р2О5 (эркин), % 0,85 2,42 2,28 2,14
СаО (умумий), % 23,7 20,3 21,4 20,9
N (умумий), % 1,24 1,28 1,23 1,26
pH 3,5 3,0 3,1 3,3
Н2О, % 2,15 1,38 1,96 2,29
(P2O5yзл./P2O5умум.)•100, % (ёки ^арч.) 84,6 90,2 94,4 96,1
Шу билан бир вактда ЭФК ва кальций карбонат хомашёси таркибидаги темир бирикмалари хам фосфат кислота билан таъсирлашади:
Fe2Oз + 2HзPO4 = 2FePO4 + 3H2O Бунинг натижасида (P2O5yзл./P2O5умум.)•100 нисбат камаяди. (P2O5yзл./P2O5умум.)•100 нисбат киймати хомашё таркибидаги темир бирикмалари микдорига боглик булади. Кислота меъёрининг 1,25 марта ортиши К кийматининг 4,9% га ортишини курсатади. Чунки бунда системадаги Fe2Oз нинг нисбий улуши камаяди.
Буткани куритиш жараёнида системадаги компонентлар нисбати баркарор холатга келади, натижада системадаги К кийматининг 1,2-2,6% га ортади.
Маълумки, белгиланган талабларига кура, махсулотдаги (P2O5yзл./P2O5умум.)•100 нисбат 90% дан ортик, эркин кислоталилик (Р2О5эркин) 5% дан ошмаслиги керак. Уз
навбатида олинган натижалардан куринадики, бошлангич кислота концентрацияси 21,50%, бур:ЭФК(100% Р2О5) = 1:1,25 булганда хосил килинган буткани куритиш йули билан Давлат стандартлари талабларига жавоб берадиган махсулот хосил килиниши мумкин. Бундай махсулот таркибида, огирлик % хисобида: Р2О5умум. = 48,7; Р2О5узл. = 43,9; Р2О5с.э. = 33,6; Р2О5эркин = 2,42; СаО = 20,3; N = 1,28; Н2О = 1,42 ва бошкалар булган кушало; суперфосфат олиш мумкин булади. Бунда (P2O5узл./P2O5умум.)•100 нисбат 90,2% ни ташкил этади. Угит сифатини ошириш учун бошлангич кислотани олдиндан буглатиш йули билан концентрлашнинг максадга мувофиклигини куриш мумкин. Концентрацияси 31,7% Р2О5 ва 35,2% Р2О5 булган ЭФК ни бур хомашёси билан нейтраллаш, буткани куритиш натижасида хосил килинган махсулотлар таркибида, мос холда огирлик % хисобида: Р2О5умум. = 50,1 ва 51,4; Р2О5узл. = 47,3 ва 49,4; Р2О5с.э. = 35,2 ва 36,0; Р2О5эркин = 2,28 ва 2,14; СаО = 21,4 ва 20,9; N = 1,23 ва 1,26; Н2О = 1,90 ва 3,26 ва бошкалар булади. Бунда махсулотлардаги (P2O5узл./P2O5умум.)•100 нисбат 94,4 ва 96,1% ни ташкил этади.
Шундай килиб, ^изилкум фосфорит термоконцентратидан олинган ва активланган ЭФКни махаллий бур хомашёси билан нейтраллаш ва махсулотни куритиш натижасида кушалок суперфосфат ишлаб чикаришнинг макбул (оптимал) шароити: бошлангич активланган ЭФК концентрацияси 30-35% Р2О5, бур (100% СаСОэ):ЭФК(100% Р2О5) = 1:1,25, нейтраллаш вакти 1 соат, куритиш харорати 90-100ОС булиши аникланди. Мазкур макбул шароитда таркибида кальций тутган фосфорли угитлар стандартлаштириш талабларига мувофик келадиган махсулот олинади.
кушалок суперфосфат ишлаб чикаришнинг окимли схемаси буйича борадиган усуллар анчагина самарадор бщлади. Чунки окимли схема буйича борадиган жараёнларда материаллар окимининг узлуксизлиги ва ишлаб чикаришнинг интенсивлиги таъминланади. 1-расмда буглатиш йули билан олдиндан аммоний нитрат иштирокида буглатиш оркали концентрланган экстракцион фосфат кислотани махаллий бур хомашёси билан нейтраллаш асосида кушалок суперфосфат ишлаб чикаришнинг окимли схемаси тасвирланган. Махаллий бур хомашёси бункер 1 дан лентали улчов таъминлагичи 2 оркали аралаштиргич 3 га берилади. Худди шу ерга таъминлагич 4 оркали фосфат кислота (~35% Р2О5) келиб тушади. Бунда Бур (90% СаШэ):ЭФК(100% Р2О5) нисбати 1:1,25 булади. Х,осил булаётган суспензия аралаштиргичдан узлуксиз равишда реактор 5 га тушади, уларнинг хажми реакцион массанинг 60-90 минут аралаштирилишини таъминлайди.
Реакторда хосил булган суспензия насос 6 ёрдамида барабанли донадорлагич-куритгич (БДЮ 8 га узатилади. БД^дан 2-3% намлик билан чикадиган курук доначалар харорати 100-105ОС булади. Схемада курсатилишича, улар элеватор 11 билан элак 12 га узатилади, у ерда махсулот тегишли фракциялар (1-4 мм) га ажратилади. Йирик фракциялар тегирмон 13 да майдалангандан сунг яна элакка кайтарилади, майдаси эса тутиб колинган чанг билан биргаликда БДК жихозига ташки ретур сифатида кайтарилади. Ретур сони (ретур массасининг махсулот массасига нисбати) 1 -2 оралигида булиши керак. Шундай схема буйича донадорланган кушалок суперфосфат ишлаб чикарилади.
^уритилган донадор кушалок суперфосфатнинг кислоталилигини камайтириш учун парчаланиш жараёнида хосил буладиган бутка аммонийлаштиргич 7 да газ холатдаги аммиак билан рН = 3,0^3,5 гача нейтралланади. Бунда хосил буладиган суспензия БДК жихозига юборилади.
Х,аво окими билан чикадиган чанг циклон (чанг тутгич) 15 да, сунгра эса абсорбция курилмаларида - фтор бирикмалари ва аммиакдан ювишда ушлаб колинади. 10- ва 15-циклонларда ушлаб колинган чанг ретурга кушилади. кушалок суперфосфат ишлаб
Газлар абсорбцняга
Х,аво
1-таъминлагич бункер; 2-лентали транспортёр; 3-шнекли аралаштиргич; 4-ЭФК учун сигимли идиш; 5-реактор; 6-насослар; 7-буглатиш жих,ози; 8-БДК жих,ози; 9-ёндирич; 10,15-циклонлар; 11-элеватор; 12-тебранма элак; 13-тегирмон; 14-совутгич.
1-расм. Мах,аллий бур хомашёларидан фойдаланган х,олда окимли усулда кушалок суперфосфат ишлаб чикариш технологик схемаси
чикаришнинг мазкур усулида суспензияни куритиш жараёнида экстракцион фосфат кислота таркибида булган фторнинг 30-40% и газли фазага (ОТ ва SiF4 аралашмаси тарзида) ажралади. Чикадиган газ микдорининг куплиги ва уларда чанг микдорининг юкори даражада булишлиги фторидлар абсорбциясини етарли даражада кийинлаштиради ва олинадиган кремнефторид кислотанинг сифатини ёмонлаштиради. Чикинди газларини тозалаш системаларига циклонлар (чангларни тутиб колиш учун) ва абсорберлар киради. Абсорбциялашнинг уч боскичли схемасида одатда механик абсорберлар ва Веттури абсорберлари ишлатилади. Чангли газларни тозалашда, шунингдек 81Б4 нинг гидролизланиши натижасида кремнегел чукмаси ажраладиган х,олларда кайта тикланадиган шар тулдиргичли абсорберлар ёки купик катлам стабилизатори булган купикли абсорберлар ишлатилади. Жих,озда стабилизатор сифатида вертикал пластикадан иборат юз тешикли панжара кулланилади, шу х,исобига курилмада газ тезлигини ошириш мумкин булади. Чикинди газларини туларок тозалаш максадида адсорбциянинг охирги боскичида ох,ак сути берилади, бу эса чикинди газидаги фтор концентрациясини 2-3 марта камайтиради.
Шундай килиб, олдиндан активланган экстракцион фосфат кислотани бур хомашёси (~90% СаСОз) билан нейтраллаш, донадорлаш ва куритиш йули билан
таркибида кальций тутган фосфорли угитлар учун белгиланган талабга тула жавоб берадиган кушалок суперфосфат угити ишлаб чикариш мумкин.
Натижада мазкур усул хозирда мавжуд аммофос ишлаб чикариш усулига солиштирилганда хомашёлар - сульфат кислотаси сарфини 15-20%, аммиак сарфини 60100% камайтириш имкониятини берадиган янги технология барпо этиш имконияти яратилади.
АДАБИЁТЛАР
1. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. - Л.: Химия, 1989. - 352 с.
2. Шамшидинов И., Мамаджанов З. Использование низкосортных (~18% P2O5) фосфоритов при получении удобрений типа двойного суперфосфата с микроэлементами // Научно-технический журнал ФерПИ, 2014. - №1. - С.73-79
3. Шамшидинов И. Использование низкосортных фосфоритов при получении кальцийсодержащих азотно-фосфорных удобрений. Материалы докладов II-Международной научно-практической конференции «Теоретические и практические вопросы развития научной мысли в современном мире». Россия, г.Уфа, Научный центр «Аэтерна», 29-30 апреля 2013 г С.158-160.
4. Геология и полезные ископаемые Республики Узбекистан / Долимов Т.Н. и др. - Т.: Университет, 1998. - 724 с.
Механика ва технология илмий журнали кабул килинди 16.10.2020 й
