CC BY
0УДК 661.635.41:661.635.42:661.152.2
МАРКАЗИЙ ЦИЗИЛЦУМ ФОСФОРИТЛАРИ АСОСИДАГИ ФОСФАТ КИСЛОТАНИ ЭКСТРАКЦИЯ ЖАРАЁНИДА КАЛЬЦИЙ КАРБОНАТ БИЛАН ТОЗАЛАШ ВА УНДАН ФОСФОРЛИ ОДДИЙ УГИТ ОЛИШ
Шамшидинов Исраилжон Тургунович НамМКИ, профессори, т.ф.д. israiljon2010@mail.ru, +99(898)1501661
Кодирова Гулноза Кодиржоновна НамМКИ, доцент, PhD, guli5067@mail.ru, +99(897)2551706
Нишонов Аьзамжон Абдуллажонович НамМКИ, укитувчи, +99(893)911 0926, azamjon1014@gmail.com
Нажмиддинов Рихситилла Юнусали угли НамМКИ, докторанти, naj middinov9191 @gmail.com, +99(894)1505891
Аннотация. Ишда Марказий Кизилкум фосфоритларидан фосфат кислотани экстракциялаш жараёнида кальций карбонат билан фтор ва сульфат кушимчаларидан тозалаш, тозаланган кислотани кальций карбонат билан нейтраллаш оркали таркибида кальций ва магний карбонатлари булган юкори сифатли фосфорли оддий угит олиш жараёнлари келтирилган.
Аннотация. В работе приведен процесс очистки фосфорной кислоты на основе фосфоритов Центральных Кызылкумов от примесей фтора и сульфатов в процессе экстракции карбонатом кальция и получения одинарного фосфорного удобрения путем нейтрализации очищенной кислоты карбонатом кальция.
Abstract. The work describes the processes of purification of phosphoric acid based on phosphorites of the Central Kyzylkum from impurities of fluorine and sulfates in the process of extraction with calcium carbonate and the production of single phosphorus fertilizer by neutralizing the purified acid with calcium carbonate.
Калит сузлар: фосфат кислота, экстракцион фосфат кислота, угит, минерал угит, фосфорли угит, кальций карбонат, монокальцийфосфат, дикальцийфосфат, кушалок суперфосфат.
Ключевые слова: фосфорная кислота, экстракционная фосфорная кислота, удобрения, минералные удобрения, фосфорные удобрения, карбонат кальция, монокальцийфосфат, дикальцийфосфат, двойной суперфосфат.
Key words: phosphoric acid, extraction phosphoric acid, fertilizers, mineral fertilizers, phosphorus fertilizers, calcium carbonate, monocalcium phosphate, dicalcium phosphate, double superphosphate.
КИРИШ.
Фтор бирикмалари теварак атроф-мух,итга катта зарарли таъсир курсатади. Тадкикотлар курсатадики, фтор нафакат усимликларгагина салбий таъсир курсатиб колмасдан, балки инсонлар ва бошка тирик организмларда турли хил жиддий касалликлар келтириб чикаради [1, 2].
Купгина усимликлар катта микдордаги фторни узлаштириб олиш хусусиятига эга. Масалан, 1 кг микдоридаги чойда 57 дан 1370 мг гача, пахтада 4500 мг гача фтор узлаштирилади [2, 55 с.]. Бунда фтор пахта чигитида тупланади ва унинг куп кисми пахта мойи таркибига утади. Тадкикотлар курсатадики, тупрокка, жумладан минерал угитлар
билан фтор тушганда хосилдаги фтор микдори хам ортиб боради [3, С. 10-18]. Азот-фосфор-калийли угитлар иштирокида усимликларга узлашадиган фтор микдори янада ортиб боради [4, С. 131-136].
АСОСИЙ ЦИСМ.
Тупрокка тушадиган фторнинг асосий манбаи фосфорли угитлар хисобланади. Масалан, апатит ва фосфоритлар таркибида, мос холда, уртача 3,0 ва 2,7% фтор булади. Марказий ^изилкум фосфоритлари асосида ишлаб чикариладиган экстракцион фосфат кислота (ЭФК) таркибида 1,2% атрофида фтор булади. Кислотадан ишкорий металлар ёрдамида кремнефторидлар тарзида чуктириш усули катта самара бермайди, чунки ЭФК таркибида кислотада эрийдиган кремний бирикмалари амалда жуда хам кам микдорда булади [5, С. 34-40].
Табиий фосфатларни кайта ишлаш жараёнида, улар таркибидаги фтор газ, суюк (ЭФК) ва каттик (фосфогипс) фазалар орасида таксимланади. Дигидратли схема буйича фосфат кислота олишда хомашёдаги (апатит ва фосфорит) 80-85% фтор кислотага хамда уни кейинги кайта ишлашда эса угитлар таркибига утади.
^ишлок хужалигидаги угитларга булган талабни тула кондиришда фосфорли, айникса комплекс угитлар ишлаб чикаришнинг усиши тупрок, усимликлар ва сув хавзаларининг фтор билан туйиниш хавфи юзага келади [6, Р. 55]. Атмосфера ва очик сув хавзаларига тушадиган хамда тирик организмлар ва усимлик дунёсида тупланадиган фтор бирикмаларининг салбий таъсири етарлича тула урганилган [3, С. 10-18; 4, С. 131-136; 7, С.42-47].
ЭФКдан фторни кам эрийдиган ишкорий металларнинг кремнефторид бирикмалари тарзида чуктириш учун натрий ва калий сульфатлари, хлоридлари, фосфатлари, карбонатлари ва гидроксидлари ишлатилади [8, С.191-206]. Бу усуллар юкоридаги тузларнинг ЭФК таркибидаги кремнефторид кислота билан узаро кимёвий таъсирлашишига асосланган. Фтордан тозалаш даражаси 90% гача етади. Мазкур усул буйича Марказий ^изилкум фосфоритларидан олинган ЭФКда фтордан тозалаш даражаси 38-40% дан ортмайди.
Марказий ^изилкум фосфоритлари асосидаги ЭФКни ишкорий металлар тузлари билан тозалаш жараёни адабиётлар манбааларида етарлича келтирилган. ЭФКни даставвал сульфатлардан, сунгра фтордан бирин-кетин тозалаш хам келтириб утилади [9, С.2-4]. Марказий ^изилкум фосфоритлари асосидаги ЭФКни натрий сульфати, дигидрофосфати, метасиликати билан фторсизлантириш жараёни муаллифлар томонидан атрофлича урганилган ва фторсизланиш даражасини 38-40% дан 80-85% гача ошириш мумкинлиги курсатиб утилган хдмда ЭФКни фторсизлантириш технологияси яратилган [10; С. 16-19, 11; С. 8-11; 12; С.41-45].
Фторсизланган ЭФКни Марказий ^изилкумнинг бойитилмаган хомашёси [13, Б.32-39], кальций карбонати ва оксиди, ювиб бойитилган фосфоритлари [14; 156 с., 15-18] билан сульфатсизлантириш буйича материаллар хам мавжуддир. ЭФКни фтор бирикмалари ва сульфатлардан тозалаш йули билан озукали преципитат олиш усулига патент олинган [19]. Лекин Марказий ^изилкум фосфоритларидан ЭФК олишда экстракцион буткани бир пайтнинг узида фтор ва сульфатлардан тозалаш буйича материаллар мавжуд эмас.
Х,озирги пайтда дунёда фосфатли хомашёларга булган талаб йилига 190 млн т ёки 43 млн т Р2О5 ни ташкил этади. Фосфатли хомашёларга булган талаб 2020 йилгача 1,3 млн т ва 2030 йилга кадар эса 2 млн т га усиши кутилмокда. 2050 йилга келиб эса хомашёга талаб фосфатли хомашё буйича 220 млн т ёки 70 млн т Р2О5 га етади [20].
^ишлoк xyжaлигининг фocфopли yFитлapгa бyлгaн тaлaбининг opтиши вa фocфaтли xoмaшёлapни фocфopли yFитлapгa кaйтa ишлaш нaтижacидa yлap зaхиpacининг йилдaн-йилгa кaмaйиб бopиши фocфaтли xoмaшёлap билaн бир кaтopдa бoшкa тypдaги xoмaшёлapни хaм фocфopли yFитлap ишлaб чикapишгa кaмpaб oлиш хoзиpги пaйтнинг дoлзapб вaзифaлapидaн бири x,иcoблaнaди. Фocфopли yFитлap oлишдa х^ил бyлaдигaн экcтpaкциoн фocфaт киcлoтaни (ЭФ^ тaбиий кapбoнaтли xoмaшёлap билaн нeйтpaллaш нaтижacидa oлинaдигaн мaхcyлoт хaжмини 4-5% ra oшиpиш имкoниятини бepaди.
Бyндaн тaшкapи, ишлaб чикapилaётгaн фocфopли yFитлap тapкибидa куп микдopдa (4% ra4a) фтop бyлaди. бу эca yFитлapнинг экoлoгик caмapaдopлигигa caлбий тaъcиp кypcaтaди. Шу мyнocaбaт билaн oлинaётгaн ЭФ^и фтopдaн тoзaлaш бyйичa бир ^тор тaдкикoтлap yткaзилгaн. ЭФKни фтopдaн тoзaлaш уч xил ycyл билaн aмaлгa oшиpилaди [8, 19]: киcлoтaни бyFлaтиш йули билaн фтopcизлaнтиpиш; киcлoтaдaги фтор биpикмaлapини cyвдa эpимaйдигaн биpикмaлapгa aйлaнтиpиш вa бу биpикмaлapни ЭФKдaн aжpaтиб oлиш; киcлoтaдaги фтop биpикмaлapини opгaник peaгeнтлap ёpдaмидa aжpaтиб oлиш. ЭФ^и бу ycyллap билaн тoзaлaш кУшимчa peaгeнтлap вa хaжмдop жихoзлapни хaмдa кaттa микдopдaги кaпитaл хapaжaтлapни тaлaб этaди.
Шунинг учун хaм ЭФ^и бир пaйтнинг yзидa фтop вa cyльфaтлapдaн тoзaлaш ycyллapини тaдкик килишга кapaтилгaн тaдкикoтлap мухим aхaмият ^c6 этaди.
Maзкyp тaдкикoт ишининг мaкcaди экcтpaкциoн бyткaни (ЭБ) фильтpлaшдaн oлдин кaльцийли xoмaшё - кaльций кapбoнaт ёpдaмидa тoзaлaш йули билaн экcтpaкциoн фocфaт киcлoтa тapкибидaги фтop вa cyльфaтлap микдopини кaмaйтиpиш хaмдa унинг acocидa тapкибидa кaльций вa мaгний бyлгaн юкopи cифaтли фocфopли oддий yFитлap oлиш Xиcoблaнaди.
Бунинг учун тapкибидa, of. % хиcoбидa: P2O5 = 26,85; CO2 = 3,14; CaO = 52,64; MgO = 1,03; R2O3 = 1,16; SO3 = 2,31; F = 3,09; э.к. = 1,89 бyлгaн ювиб кyйдиpилгaн фocфaт кoнцeнтpaти ишлaтилди.
Экcтpaкциoн бyткaдaн фтop вa cyльфaтлapни чуктириш кaльций oкcиддaн кaльций фтopид хocил булиш мeъёpигa ниcбaтaн 60-150% вa SO3 ни кaльций cyльфaт тapзидa бoFлaш мeъёpигa ниcбaтaн 80-100% хиcoбидa кaльций кapбoнaт (к.т.) билaн aмaлгa oшиpилди. Фocфaт киcлoтaни cyльфaт киcлoтaли экcтpaкциялaш жapaёни дигидpaтли peжимдa yткaзилди, хocил килингaн экcтpaкциoн бyткaни фильтpлaшдaн oлдин yндaги фтop вa эркин cyльфaт киcлoтa кaльций кapбoнaт (к.т.) билaн чуктирилди.
Taжpибaлap ЭИ-943 мapкaли пyлaтдaн тaйёpлaнгaн, химoялaнгaн вa элeктp киздиргич кaтлaмигa эгa бyлгaн икки текцияли экcтpaктopдaн ибopaт тyxтoвcиз ишлaйдигaн лaбopaтopия кypилмacидa yткaзилди. ^ypилмaгa киcлoтa вa фocфopит уни мeъёpлaштиpгичлap opкaли кeлиб тyшaди. ^ypилмaнинг ишчи хaжми 2,5 литр булиб, yнyмдopлиги фocфaтли xoмaшё бyйичa 150 г ни тaшкил этaди.
Фocфopитни пapчaлaш cyльфaт вa aйлaнмa фocфaт киcлoтa билaн дигидpaтли peжимдa aмaлгa oшиpилди. Ишни бoшлaшдaн oлдин экcтpaктopнинг хap иккaлa ceкцияcи хaм oлдиндaн cтaндapт xoмaшёдaн дигидpaтли peжим шapoитидa oлингaн экcтpaкциoн бyткa билaн тулдирилди. Apaлaштиpиш тeзлиги peaктopнинг биринчи ceкцияcидa 120-140 aйл./минyтни, иккинчиcидa эca 80-100 aйл./минyтни, жapaён дaвoмийлиги 3 coaтни тaшкил этди. Сую; вa кaттик фaзaлap ниcбaти 2,5, cyюк фaзaдaги cyльфaт иoнлapининг opтикчa микдopи SO3 хиcoбидa 3,3-3,5 г/100 мл ни тaшкил этди. Бута^ни фильтpлaш Бюxнep вopoнкacидa фильтpмaтo opкaли 400 мм.cим.ycт. вaкyyм шapoитидa aмaлгa oшиpилди.
Экcтpaкциoн бyткaнинг peaктop биринчи ceкцияcидa булиш вaкти 3 coa^
иккинчисида эса 30 минутни ташкил этади, чунки реактор иккинчи секциясида экстракцион буткадаги фтор ва сульфат кушимчалари кальций карбонат ёрдамида чуктирилади.
Хомашёлар, оралик ва тайёр махсулотлар кимёвий тахлиллари маълум булган усуллар буйича амалга оширилди [21-24].
Олинган натижалар 1 - ва 2-жадвалларда келтирилган.
1-жадвал
Кальций карбонат (к.т.) меъёрининг ЭФК кимёвий таркибига, газ фазаси ва
фосфогипсга ^ фторнинг утиш даражасига таъсири
Курсаткичларнинг номланиши Стехиометрияга нисбатан эркин фторни боглаш учун кальций оксид хисобида кальций карбонат меъёри, %
- 60 80 100 120 140 150
Стехиометрияга нисбатан эркин Н2БО4 ни боглаш учун кальций карбонат меъёри, % - 80 100 100 100 100 100
ЭФКнинг кимёвий таркиби, огирлик % хисобида
Р2О5 17,23 17,28 17,25 17,19 17,10 16,98 16,90
СаО 0,32 0,39 0,54 0,88 1,40 2,21 2,73
М§О 0,66 0,72 0,71 0,68 0,68 0,67 0,67
8Оэ 1,21 0,47 0,28 0,26 0,25 0,25 0,24
Я2Оэ 0,71 0,70 0,68 0,67 0,67 0,65 0,65
Б 1,18 0,62 0,46 0,29 0,24 0,23 0,22
муаллак заррача 0,29 0,31 0,27 0,24 0,21 0,18 0,15
Фторнинг утиш даражаси, % хисобида
Фосфогипсга 41,3 69,1 74,5 81,8 84,9 85,2 85,4
Газ фазасига 5,1 5,1 4,9 4,4 4,2 4,1 4,0
Х,аммаси 46,4 74,2 79,4 86,2 89,1 89,3 89,4
ЭФКни фторсизланиш даражаси - 47,6 61,1 75,4 79,5 80,2 81,0
ЭФКни сульфатсизланиш даражаси - 61,3 76,9 78,5 79,2 79,2 79,3
1-жадвалдан куринадики, кальций карбонат кушмасдан ЭФК олинганда фосфоритдаги умумий фторнинг 5,1% газ фазасига, 41,3% фосфогипсга утади ва ЭФКда 53,6% фтор колади. Экстракцион буткага кальций карбонат кушилганда куйидаги реакциялар содир булиши мумкин:
СаСОэ + И2804 = СаБ04 + СО2 + Н2О СаСОэ + Н3РО4 = Са(Н2Р04)2 + СО2 + Н2О 2Са(Н2Р04)2 + Н2БО4 + 2НБ = СаБО4 + СаБ2 + 4Н3РО4
2-жадвал
Фторсизланган ва сульфатсизлантирилган экстракцион фосфат кислота ишлаб
чикариш технологик курсаткичлари
Курсаткичларнинг номланиши Стехиометрияга нисбатан фтор ва эркин Н2БО4 ни боглаш учун кальций карбонатнинг умумий меъёри, %
- 140 180 200 220 240 250
Кпарч.. % 99,1 99,0 98,.9 98,9 98,9 98,8 98,8
Кажр^ % 96,3 96,2 96,2 96,1 96,1 96,1 96,1
Kювил., % 99,0 99,1 99,1 99,2 99,2 99,2 99,2
Kyнyм, % 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3
Бyткa зичлиги (p), г/cм3, 25°С дa 1,24 1,24 1,24 1,24 1,25 1,25 1,25
Бутад кoвyшкoклиги (n), cпз, 25°С дa 3,10 3,42 3,52 3,61 3,68 3,72 3,73
Экcтpaкциoн бyткa фильтp-лaниш тeзлиги, кг/м2х 815,4 812,6 811,7 810,6 809,5 808,3 807,6
Фосфогипс кристаллари улчами, мкм 100x24, 120x20, 220x20, купгита 560x80, 400x80, 360x28 вa киcмaн 100x16, 80x60, 60x20
ЭФKдaги мaгний микдopи yзгapишcиз кoлaди, унинг микдopи тoзaлaнгaн киcлoтaлapдa 0,66-0,72% ни тaшкил этaди (1-жaдвaл). ^льций кapбoнaт кУшилгaндa вa кaльций фторид хocил бyлгaндa гaз фaзacигa aжpaлиб чикaдигaн фтop микдopи 5,1 дaн 4,0% гaчa кaмaяди, бу унинг acocий микдopини жapaённинг бoшидaёк aжpaлиб чикишини кypcaтaди. Пapчaлaш жapaёнигa 100-150% мeъёpдa CaCO3 киpитилгaндa гaз фaзacигa вa фocфoгипcгa фтopнинг умумий утиш дapaжacи 86,2-89,4% ни тaшкил этaди. Бyндa ЭФKдaги фтop микдopи 0,22-0,29% ни тaшкил этaди, бу эca кaльций кapбoнaт кУшилмaгaндaгигa ниcбaтaн 4,1-5,3 мapтa кaмдиp. Экcтpaкциoн бyткaни 100-150% cтexиoмeтpик мeъёpдaги кaльций кapбoнaт ёpдaмидa фтopcизлaш нaтижacидa хocил килинaдигaн экcтpaкцoн фocфaт киcлoтa мaхcyлoтининг фтopcизлaниш дapaжacи 75,4-81,0% ни тaшкил килaди.
Фocфaт киcлoтaни экcтpaкциялaш вa хocил килингaн экcтpaкциoн бyткaдaги фтор вa cyльфaтлapни кaльций кapбoнaт билaн чyктиpишдa CaCO3 тapзидaги CaO мeъёpи 100120% бyлгaндa фтopнинг фocфoгипcгa утиш дapaжacи 81,8-84,9% ни, Ta3 фaзacигa утиш дapaжacи 4,4-4,2% ни, мaхcyлoт ЭФKни фтopcизлaниш дapaжacи 75,4-79,5%, cyльфaтcизлaниш дapaжacи эca 78,5-79,2% ни тaшкил этaди. Kиcлoтaдaги мaвжyд фтор вa cyльфaтлap микдopи хиcoбигa ниcбaтaн 120% дaн opтик мeъёpдaги ^льций кapбoнaт кУшилгaндa фтopcизлaниш вa cyльфaтcизлaниш жyдa кaм дapaжaдa, яъни мoc хoлдa 80,281,0% вa 79,2-79,3% гaчa yзгapaди. ЭФK тapкибидa кoлaдигaн фтop микдopи бoшлaнFич фocфopитдaги фторнинг умумий микдopигa ниcбaтaн 11,3-14,7% ни тaшкил этaди. Фocфopитдaги мaвжyд фторга ниcбaтaн кaльций кapбoнaт мeъёpи 60 дaн 100% гaчa Узгapгaндa фocфoгипcгa фтopнинг кУшимчa утиши 27,8-40,5% ни тaшкил этиши кyзaтилaди. Kaльций кapбoнaт мeъёpи 120-150% гa oшиpилгaндa Karra; фaзaгa фтopнинг утишини aтиги 3,1-3,6% га oшиpaди. ЭБдaги фтopни чyктиpишдaги opтикчa кaльций кapбoнaт мaвжyд opтикчa cyльфaт киcлoтa хиcoбигa кaльций cyльфaт, фocфaт киcлoтa билaн тaъcиpлaшиши хишбига эca мoнoкaльцийфocфaт хocил бyлишигa capфлaнaди.
1-жaдвaлдaги мaълyмoтлapдaн кypинaдики, SO3 микдopи 1,21% дaн 0,24-0,26% гaчa кaмaяди, кaльция oкcид микдopи эca 0,32% дaн 2,73% гaчa opтaди. Бyндa пapчaлaниш, aжpaлиш, ювилиш вa унум кoэффициeнтлapи, фтopни бoFлaшгa 60 дaн 150% гaчa, opтикчa cyльфaт киcлoтaни нeйтpaллaшгa 80 дaн 100% гaчa мeъёpдaги кaльций кapбoнaт учун мyвoфик хoлдa 98,8-99,1%, 96,1-96,3%, 99,0-99,2% вa 95,3% ни тaшкил этaди (2-жaдвaл). Фocфoгипcнинг 100x24, 120x20, 220x20, кyпгинa 560x80, 400x80, 360x28 вa киcмaн 100x16, 80x60, 60x20 yлчaмдaги кpиcтaллapи хocил булиши хиcoбигa фильтpлaниш тeзлиги ниcбaтaн юкopи бyлaди вa курук кoлдик хиcoбидa 807,6-812,6 кг/м2х ни тaшкил этaди.
Утказилган тадкикотлар Марказий ^изилкум фосфоритлари асосидаги ЭФКни экстракцион буткага кальций карбонат (к.т.) кушиш йули билан бир пайтнинг узида фторсизлантириш ва сульфатсизлантиришнинг принципиал жихатдан амалга ошириш мумкинлигини курсатди. Кальций карбонатнинг макбул меъёри кальций фторид хосил булишига CaO хисобида 100-120%, кальций сульфат хосил булишига CaO хисобида 100% ни ташкил этади. Бунда сульфатлар микдори 1,21% дан 0,25-0,26% гача, фтор 1,18% дан 0,24-0,29% гача камаяди, экстракциялашда фторнинг газ фазасига утиш даражаси 5,1% дан 4,2-4,4% гача камаяди, фосфогипсга утиш даражаси эса 41,3% дан 81,8-84,9% гача ортади. Махсулот сифатида олинадиган ЭФКни фторсизланиш даражаси 75,4-79,5% ни, сульфатсизланиш даражаси 78,5-79,2% ни ташкил этади.
Таркибида кальций ва магнийфосфатлари булган юкори сифатли фторсизланган фосфорли оддий угит олиш максадида экстракция жараёнида кальций карбонат ёрдамида фтор ва сульфатлардан тозаланган ЭФК махсулоти ва уни буглатилишидан олинган концентрланган кислотани кальций карбонат (к.т.) билан нейтраллаш жараёни урганилди.
Фосфат кислотани экстракциялаш жараёнида фтор ва сульфат кушимчаларидан тозаланган махсулот кислотаси хамда уни буглатиш оркали олинган концентрланган кислотани кальций ва магний монофосфатлар хосил булишига мувофик келадиган стехиометрик меъёрдаги СаСОз билан pH = 2,8-3,5 гача нейтраллаш жараёни амалга оширилди. Олинган бутка 30-35% Н2О булгунча буглатилди (концентрланмаган ЭФК ишлатилганда) ва 100-105ОС хароратда куритилди.
Нейтраллаш жараёнининг технологик курсаткичлари, олинган оралик ва тайёр махсулотларнинг кимёвий таркиблари 3- ва 4-жадвалларда келтирилган.
Фосфат кислотани экстракциялаш боскичида фтор ва сульфатлардан тозаланмаган ЭФКни кальций карбонат билан нейтраллаш натижасида олинган фосфат буткасида сульфатлар (SO3) микдори 1,15% ни, фтор микдори 1,06% ни ташкил этиб, бошлангич фосфорит хомашёсига нисбатан фторсизланиш даражаси 43,70% ни ташкил этади.
3-жадвал
ЭФКни кальций карбонат (к.т) хомашёси билан нейтраллаш технологик
курсаткичлари хамда олинган оралик ва тайёр махсулотларнинг кимёвий таркиби
Кимёвий таркиби, %
Т/р Курсаткичлар Фосфат буткалари ^уритилган кальций-магний фосфатли
угитлар
1. СаО буйича СаСО3 нинг
стехиометрик меъёри, %: экстракция боскичида F буйича экстракция боскичида SO3 буйича 100 100 100 100 120 100 100 100 100 100 100 120 100 100
нейтраллаш боскичида ЭФК учун
2. Р2О5 умумий 16,35 17,18 17,24 48,56 52,94 53,41
3. Р2О5 узлашадиган 16,26 16,94 17,20 48,29 52,73 53,26
4. Р2О5 сувда эрийдиган 14,82 15,89 16,15 44,06 49,03 50,08
5. СаО умумий 7,77 6,18 6,11 23,08 19,04 18,93
6. MgO умумий 0,63 0,68 0,69 1,87 2,09 2,14
7. Я203 умумий 0,67 0,67 0,68 1,99 2,06 2,11
8. Б03 умумий 1,15 0,27 0,25 3,42 0,82 0,77
9. Б умумий 1,06 0,28 0,24 2,99 0,85 0,74
10. Н2О 66,97 68,65 68,76 1,89 3,39 3,21
11. (Р2О5узл.:Р2О5умум.)х100, % 99,45 98,60 99,77 99,44 99,60 99,72
12. (Р2О5с.э.:Р2О5умум.)х100, % 90,64 92,49 93,68 90,73 92,61 93,77
4-жадвал Концентрланган ЭФКни карбонатли хомашё - к.т. СаС03 билан нейтраллаш жараёнининг технологик курсаткичлари хамда олинган оралик ва тайёр махсулотларнинг кимёвий таркиби
Т/р Курсаткичлар Кимёвий таркиби, %
Фосфат буткаси ^уритилган кальций-магний фосфатли угит
1. Р205 умумий 32,94 53,90
2. Р205 узлашадиган 32,88 53,81
3. Р205 сувда эрийдиган 30,98 50,74
4. Са0 умумий 11,24 18,39
5. М§0 умумий 1,30 2,13
6. Я203 умумий 1,29 2,11
7. Б03 умумий 0,48 0,79
8. Б умумий 0,15 0,23
9. Н2О 40,20 2,15
10. (Р205узл.:Р205умум.)х100, % 99,82 99,83
11. (Р205с.э.:Р205умум.)х100, % 94,05 94,14
12. Фторсизланиш даражаси, % 96,06 96,34
Экстракцион буткани 100% ва 120% стехиометрик меъёрдаги кальций карбонат билан фтор ва сульфатлардан тозалаш йули билан олинган ЭФКни монокальций ва мономагнийфосфатлари хосил булишига 100% стехиометрик меъёрдаги кальций карбонат хомашёси билан нейтралланганда хосил буладиган бутка таркибидаги SOз микдори мос холда 0,25% ва 0,27% ни, F микдори эса 0,28% ва 0,24% ни ташкил килади (3-жадвал). Буткадаги (Р205узл.:Р205умум.)х100 нисбати 98,60-99,77% ни, (Р205сэ.:Р205умум.)х100 нисбати эса 92.49-93.68% ни ташкил этади.
Буткаларни таркибида 30-35% Н20 колгунча буглатилди, донадорланади ва 100-1050С хароратда куритилганда тозаланмаган ЭФКдан олинган махсулотга нисбатан сульфатлар микдори 3,42% дан 0,77-0,82% гача, фтор микдори эса 1,06% дан 0,74-0,85% гача камайиши хисобига фтор ва сульфатлардан тозаланган ЭФК асосида олинган махсулотлардаги Р205умум. микдори 48,56% дан 52,94-53,41% гача, Р205узл. микдори 48,23% дан 52,73-53,26% гача, Р205с.э.. микдори 44,06% дан 49,03-50,08% гача ортади. Бунинг натижасида махсулотнинг фторсизланиш даражаси 73,9-77,5% га етади. 0линган махсулотлардаги кальций микдори 18,93-19,04%, магний микдори эса 2,09-2,14% булиб, (Р205узл.:Р205умум.)х100 нисбати 99,60-99,72% ни, (Р205с.э.:Р205Умум.)х100 нисбати эса 92.6193.77% ни ташкил этади. Экстракция боскичида ишлатилган фосфатли хомашёга нисбатан олинган кальций ва магний фосфатли махсулотларнинг фторсизланиш даражаси 86,187,9% ни ташкил килади.
Махсулотлар таркибидаги фтор микдорини янада камайтириш, ишлаб чикаришда хосил буладиган эритма ва суспензияларни буглатишдаги иссиклик энергияси
харажатларини камайтириш максадида карбонатли хомашёнинг макбул меъёрида (фторни боглаш учун - 120%, эркин H2SO4 ни боглаш учун - 100%) фтор ва сульфат кушимчаларидан тозаланган ва таркибида (ог. %): P2O5 = 17,10; CaO = 1,40; MgO = 0,68; SO3 = 0,25; R2O3 = 0,67; F = 0,24 булган кислотани буглатиш йули билан таркибида (ог. %): P2O5 = 35,25; CaO = 2,25; MgO = 1,39; SOз = 0,51; R2Oз = 1,38; F = 0,17 булган концентрланган ЭФК хосил килинди. Бунда экстракцион фосфат кислотанинг фторсизланиш даражаси 93,0% га етади.
Концентрланган ЭФКни монокальций ва мономагнийфосфатлари хосил булишига 100% стехиометрик меъёрдаги кальций карбонат хомашёси билан нейтралланганда хосил буладиган бутка таркибидаги SO3 микдори мос холда 0,48% ни, F микдори эса 0,15% ни ташкил килади (4-жадвал). Буткадаги (Р205узл.:Р205умум.)х100 нисбати 99,82% ни, (Р205с.э.:Р205умум.)х100 нисбати эса 94.05% ни ташкил этади.
Буткани донадорланади ва 100-105°С хароратда куритилганда махсулотдаги Р205умум. микдори 53,90% гача, Р205узл. микдори 53,81% гача, Р205сэ.. микдори 50,74% гача етади. Бунинг натижасида экстракция боскичида ишлатилган фосфатли хомашёга нисбатан олинган кальций ва магний фосфатли махсулотларнинг фторсизланиш даражаси 96,34% ни ташкил килади. 0линган махсулотлардаги кальций микдори 18,39%, магний микдори эса 2,13% булиб, (Р205узл.:Р205умум.)х100 нисбати 99,83% ни, (Р205сэ.:Р205умум.)х100 нисбати эса 94.14% ни ташкил этади. Экстракцион фосфат кислотани карбонатли хомашё билан нейтраллашдан олдин 35% Р205 гача буглатиш, буглатилган кислотани таркибида кальций ва магний фосфатлари булган фосфорли угитларга кайта ишлаш натижасида биринчидан, суспензияни буглатиш харажатларига нисбатан энергоресурсларни тежаш, иккинчидан махсулотдаги фтор микдорини камайтиришга эришилади.
1-расмда Марказий ^изилкумнинг ювиб куйдирилган фосфатли концентратидан (ЮКФК) юкори сифатли фосфорли угит ишлаб чикариш моддий оким блок-схемаси курсатилган.
Тайёр махсулот
1-расм. Марказий ^изилкумнинг ювиб куйдирилган фосфатли концентратидан (ЮКФК) юкори сифатли фосфорли ^ит ишлаб чикариш моддий оким блок-схемаси.
ХУЛОСА.
Шундай килиб, утказилган тадкиккотлар фосфат кислотани экстракциялаш жараёнида сульфат-фосфат кислотали бутккага стехиометрик меъёрга нисбатан сульфатлар учун 100% ва фтор учун 120% таркибида кальций булган реагент (кальций карбонат) кушиш йули билан Марказий ^изилкум фосфоритлари асосидаги экстракцион фосфат кислотани бир пайтнинг узида фторсизлаш ва сульфатсизлаш мумкинлигини курсатди. Фтор ва сульфатлардан тозаланган ЭФК монокальций ва мономагнийфосфатлари хосил булишига 100% стехиометрик меъёрдаги кальций карбонат (к.т.) хомашёси билан нейтраллаш оркали таркиби кушалок суперфосфатга ухшаш юкори сифатли концентрланган фосфорли оддий угитлар олиш мумкин булади. Экстракцион фосфат кислотани карбонатли хомашё билан нейтраллашдан олдин 35% Р2О5 гача буглатиш ва буглатилган кислотани таркибида кальций ва магний фосфатлари булган фосфорли угитларга кайта ишлаш натижасида биринчидан, суспензияни буглатиш харажатларига нисбатан энергоресурсларни тежаш, иккинчидан махсулотдаги фтор микдорини камайтиришга эришилади.
АДАБИЁТЛАР
1. Национальный доклад о состоянии окружающей среды и использовании природных ресурсов в Республике Узбекистан (1988-2007). - Ташкент, 2008. - 298 с.
2. Степень и экономические последствия фторидного загрязнения. Обзорная информация. - Обнинск, 1983. - Вып.1. - 55 с.
3. Васяев Г.В., Шевченко Т.П. О содержании фтора в урожае // Записи Ленинградского с-х. ин-та. - Л.: Изд-во ЛСХИ, 1974. - Т. 218. - С.10-18.
4. Халитов А.Х., Розин В.И. О необходимости исключения фтора из состава минеральных удобрений / В кн. Интенсификация сельскохозяйственного производства и проблемы защиты окружающей среды. - М.: Наука, 1980. - 296 с.
5. Хужамкулов С.З., Меликулова Г.Э., Мирмусаева К.С., Мирсаидов М.Х., Мирзакулов Х.Ч. Исследование процессов получения кремнефторида натрия из экстракционной фосфорной кислоты на основе фосфоритов Центральных Кызылкумов // Химическая технология. Контроль и управление. - Ташкент: ТГТУ, 2016. - № 1(67). - С. 34-40.
6. World Fertilizer trends and Outlook to 2018. Food and Agriculture Organization of the Unated Nations. Rome, FAO, 2015, 55 p.
7. Зайцев В.А., Родин В.И.Влияние фтора на организм животных // Журн. ВХО им. Д.И.Менделеева, 1979. - Т. 24. - № 1. - С.42-47.
8. Кочетков С.П., Смирнов Н.Н., Ильин А.И. Концентрирование и очистка экстракционной фосфорной кислоты / ГОУВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. - Иваново, 2007. - 308 с.
9. Усербаева Д., Тоиров З.К., Эркаев А.У., Каипбергенов А.Т. Обессульфачивание и очистка от примесей экстракционной фосфорной кислоты из фосфоритов Центральных Кызылкумов // Химия и химическая технология. - Ташкент: ТХТИ, 2010. - № 2. - С.2-4.
10. Хужамкулов С.З., Асамов Д.Д., Бардин С.В., Мирзакулов Х.Ч. Обесфторивание экстракционной фосфорной кислоты солями натрия // Кимё ва кимё технологияси. 2008. № 2. С. 16-19
11. Shamshidinov I. T., Mirzakulov Kh.Ch., Mamurov B. A. Processing of magnesium-containing phosphorites for extraction phosphoric acid // Universum: Technical Sciences: electronic scientific journal, 2017. № 2(35). - Pp. 84-88.
12. Shamshidinov I. T., Mamurov B. A., Usmanov I. I., Kodirova G. K. Investigation of the process of neutralization of extractive phosphoric acid with chalk / / Universum: Technical Sciences: electronic scientific journal, 2019. - № 2(57). - Pp. 21-26
13. Арифджанова К.С., Хужамкулов С.З., Нормуродов Б.А., Шамаев Б.Э., Мирзакулов Х.Ч. Обессульфачивание экстракционной фосфорной кислоты из фосфоритов Центральных Кызылкумов необогащенным фосфатным сырьем. Журнал «Кимёвий технология. Назорат ва бошкарув». ТГТУ, 2016. №3. С. 32-39
14. Мирмусаева К.С. Разработка технологии производства ортофосфатов натрия на основе экстракционной фосфорной кислоты Центральных Кызылкумов. Дисс. ... канд. техн. наук. - Ташкент. 2011. - 157 с.
15. ^одирова ГД., Шамшидинов И.Т., Тураев З., Нажмиддинов Р.Ю.Исследование процесса получения высококачественных фосфатов аммония из экстрактной фосфатной кислоты на основе фосфоритов Центрального Кызылкума // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2020. - № 12(81). - С. 71-75.
16. Шамшидинов И.Т. Переработка фосфоритов Каратау и Центральных Кызылкумов на экстракционную фосфорную кислоту и концентрированные фосфорсодержащие удобрения. - М .: Издательство Lambert Academic Publishing, 2021. -225 с.
17. Gulnoza Kodirova, Boxodir Sultonov, Rikxsitilla Najmiddinov, Bakhodir Mamurov. Investigation of the Process of Purification of Wet-Process Phosphoric Acid and Production of Concentrated Phosphoric Fertilizers Based on it // Chemical Science International Journal. 30(1): 1-10, 2021; Article no.CSIJ.66045
18. Гафуров К., Арисланов А.С. Сернокислотная переработка фосфоритов Каратау и сложных удобрений на их основе. - М.: Издательство Lambert Academic Publishing, 2020. - 140 с.
19. Патент № IAP 05054 UZ. МКИ CO5 B3/00, CO5 B11/00. Способ получения кормового преципитата. / Х.Ч.Мирзакулов, И.И.Усманов, Б.Б.Садыков, Н.В.Волынскова, Г.Э.Меликулова, Ш.И.Умаров, Опубл. 31.07.2015. Бюл. № 7.
20. Ангелов А.И. Мировое производство и потребление фосфатного сырья / А.И. Ангелов, Б.В. Левин, П.В. Классен // Горный журнал. - Москва, 2003. - № 4-5. - С. 6-11.
21. Винник М.М., Ербанова Л.Н. и др. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов. - М.: Химия, 1975. - 218 с.
22. ГОСТ 24596.4-81. Фосфаты кормовые: Методы определения кальция. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. - 3 с.
23. ГОСТ 20851.2.75. Удобрения минеральные: Методы определения содержания фосфора. - М.: Издательство стандартов, 1983. - 22 с.
