CC BY
43UDC 661.632:661.56 10.24412/2181-144X-2022-2-15-19 Qarshiyev B.N., Seytnazarov A.R., Namazov Sh.S.
TOZALGAN EKSTRAKTSIYON FOSFOR KISLOTADAN SUYUQ MUVOZANATLASHGAN NP-O'G'ITLAR
Qarshiyev Bekzod Nosirovich - t.f.d.(PhD), katta ilmiy xodim, O'zR FA Umumiy va noorganik kimyo instituti, E-mail: [email protected]
Seytnazarov Atanazar Reypnazarovich - t.f.d., prof. bosh ilmiy xodim, O'zR FA Umumiy va noorganik kimyo instituti, E-mail:[email protected] Namazov Shafoat Sattarovich - akadеmik,"Fosforli o'g'itlar" laboratoriyasi mudiri O'zR FA Umumiy va noorganik kimyo instituti, E-mail: [email protected]
Annotatsiya. Suyuq kompleks o'g'itlar (SKO') sanoatda ham, qishloq xo'jaligida ham muhim o'rin tutadi. Ammoniy fosfatlarning kontsentrlangan eritmalari issiqxonalar uchun zarur bo'lgan NP-o'g'itlardir. Ammo kontsentrlangan SKO' ning narxi yuqoriligi sababli O'zbekistonda ishlab chiqarilmaydi, bu esa qimmatbaho xom ashyo - termik fosfor kislotasi yoki tozalangan ortofosfor kislotasidan foydalanish zarurati bilan belgilanadi. Qishloq xo'jaligi uchun mineral o'g'it mahsulotlarining ishlab chiqarish tannarxini pasaytirish yo'llaridan biri pastkontsentratsiyali Qizilqum ekstraktsion fosfor kislotasidan (EPK) foydalanish hisoblanadi. Organik erituvchilar yordamida tozalangan EFK (35% P2O5) ni ammonizatsiya qilib, hosil qilingan ammofos bo'tqasiga ammiakli selitra qo'shish natijasida suyuq muvozanatlashgan NP-o'g'itlar olindi, shuningdek ularning tarkibi va xususiyatlari (zichlik, qovushqoqlik, to'yingan bug' bosimi, elektr o'tkazuvchanligi) o'rganildi.
Kalit so'zlar: EPK, ammonizatsiya, suyuq NP-o'g'itlar, zichlik, qovushqoqlik, elektr o'tkazuvchanlig, to'yingan bug' bosimi.
ЖИДКИЕ УРОВНОВЕШЕННИЕ NP-УДОБРЕНИЯ ИЗ ОЧИЩЕННОЙ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ
КИСЛОТЫ
Каршиев Бекзод Носирович - д.т.н.^Ю) Старший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН РУз, E-mail : qarshiyevb @mail.ru Сейтназаров Атаназар Рейпназарович - д.т.н., проф. гл.н.с., Институт общей и неорганической химии АН РУз, E-mail:[email protected]
Намазов Шафоат Саттарович - академик, заведующий лабораторией «Фосфорных удобрений», Институт общей и неорганической химии АН РУз, Email :[email protected]
Аннотация. Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) занимают весомое место как в сфере промышленности, так и в сфере сельского хозяйства. Концентрированные растворы фосфатов аммония являются NP-удобрениями, необходимыми для тепличного хозяйства, особенно для внекорневой подкормки путем капельного внесения. Но высокая стоимость концентрированных ЖКУ определеяется необходимостью использования дорогостоящего сырья - суперфосфорной кислоты или очищенной ортофосфорной кислоты, производство которых в Узбекистане отсутствует. Одним из путей удешевления производства ЖКУ является применение низкоконцентрированной Кызылкумской экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК). Полученые жидкие уравновешенные NP-удобрения на основе очищенной органическими растворителями ЭФК (35% Р2О5) с добавкой
© International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences Vol. 3(2) 2022 SJ IF=3.943
t i-АГчнА* уцтюнши)
► «номочхл
* LIBRARY.RU
аммиачной селитры, а также изучены их состав и свойства (плотность, вязкость, упругость паров, электропроводность).
Ключевые слова: ЭФК, аммонизация, жидкие удобрения, плотность, вязкость, электропроводность, давление насыщенных паров.
LIQUID BALANCED NP-FERTILIZERS BASED ON PURIFICATION KYZYLKUM WET-PROCESS PHOSPHORIC
ACID
Karshiev Bekzod Nosirovich - Doctor of Technical Sciences (PhD), Senior scientific staff-researcher Institute of General and Inorganic Chemistry of Academy of Science of Uzbekistan. E-mail: [email protected]
Seytnazarov Atanazar Reypnazarovich - Doctor of Technical Sciences, professor, Main scientific researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of Science of Uzbekistan. E-mail:[email protected]
Namazov Shafoat Sattarovich - Akademic Head of laboratory "Phosphoric fertilizer", Institute of General and Inorganic Chemistry of Science of Uzbekistan. E-mail: [email protected]
Annotation. Liquid complex fertilizers (LCF) holds key position as in industry and so in agriculture. NP-fertilizers are as concentrated solutions of ammonium phosphates that are necessary for greenhouse economy especially for foliar by drip irrigation. However, high cost concentrated LCF can be clarified by application valuable raw material as superphosphoric acid or purified orthophosphoric acid, which are absence in Uzbekistan. One of the way to reduce manufacture of LCF production is to apply Kyzylkum wet process phosphoric acid (WPA). There have been prepared liquid balanced NP-fertilizers based on ammonization WPA (35% Р2О5) with purification organic solvent by ammonia with addition ammonium nitrate and investigation their composition and properties (density, viscosity, vapour pressure, conductivity, and degree of clarification).
Keywords: WPA, ammonization, liquid ^-fertilizers, density, viscosity, conductivity, vapour pressure.
Suyuq o'g'itlar qattiq o'g'itlarga nisbatan bir qator afzalliklarga ega bo'lib, ularning asosiylari [1] ular asosida turli xil ozuqaviy moddalar nisbati bilan suyuq kompozitsiyalarning keng doirasini olish imkonini beradi, tashish paytida qo'l mehnati xarajatlarini sezilarli darajada kamaytirish, o'g'itlarni saqlash va qo'llash, yo'qotishlarni keskin kamaytirish, qo'llashning yuqori bir xilligi va mikroelementlar, pestitsidlar, gerbitsidlar, insektitsidlar va o'sish stimulyatorlarini bir vaqtda qo'llash imkoniyati. Shunday qilib, qattiq kompleks o'g'itlarni qishloq xo'jaligi uchun ishlab chiqarish ishlatiladigan boshlang'ich komponentlarni narxlarda baholashda ammofos asosida ishlab chiqarilgan o'g'it aralashmasi shaklida 1 tonna P2O5 ishlab chiqarish uchun arzonlashtirilgan xarajatlar suyuq kompleksga nisbatan 138% ni tashkil qiladi [2].
Suyuq kompleks o'g'itlar (SKO') orasida N : P : K2O = 10 : 34 : 0, 11 : 37 : 0 va 8 : 24 : 0 eritmalari keng qo'llaniladi, ularning ishlab chiqarilishi kontsentrlangan fosforik kislotasini ammonizasiya qilishga asoslangan. Fosfor kislota 10 : 34 : 0 va 11 : 37: 0 NPK navlarida orto- va poliformlar shaklida, 8: 24: 0 darajasida esa ortoforma shaklida [3]. 10 : 34 : 0 yoki 11 : 37 : 0 suyuq kislota eritmasi polifosfor kislotasini ammonizatsiya qilish orqali va 8 : 24 : 0 ortofosfor kislotasining tarkibi 54% P2O5 bo'lgan holda olinadi. Fosforli poliformalar (44-65% P2O5) ko'p bo'lgan polifosfor kislotasidan foydalanganda barqarorroq eritmalar hosil bo'ladi va aralashmalar suspenziyada bo'ladi. Ularda azotning miqdorini me'yorlashtirishda ammiakli selitra, karbamid yoki ularning aralashmalaridan foydalaniladi.
© International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences Vol. 3(2) 2022 SJ IF=3.943
t i-АГчнА* уцтюнши)
► «номотел
* LIBRARY.RU
Shuni ta'kidlash kerakki, ajratilgan ekstraktsion fosforik kislotadan (EFK) SKO' olish va ularni qo'llashdagi asosiy kamchiliklar o'gitlarning o'ta to'yingan eritmalaridan kristallar o'sishi va qattiq zarrachalarning cho'kmaga tushib qolishidir, bu esa ozuqa moddalarining kontsentratsiyasini oshirish imkonini bermaydi. Odata SKO'ning tarkibini barqarorlashtirish uchun bentonit gillari ishlatiladi. Akademik M.N. Nabiev va uning hamkasblari fosfat xomashyosi - apatit kontsentratini nitrat kislota bilan parchalanishiga asoslangan murakkab o'g'itlar olish usullarini ishlab chiqishda SKO' olishning SUM-J-5 deb nomlangan usulini taklif qildilar [4]. Bu o'g'itlar HNO3 va fosfat xomashyosining o'zaro ta'siridan keyin yuqori knsentratsiyali pulpa xosil bo'ladi va uning pH = 1 gacha ammonizatsiya qilinadi. Natijada ozuqa moddalar miqdori taxminan 22% ni tashkil qiladi (azot va fosfor, kaliysiz), azotning asosiy qismini nitrat ioni tashkil qiladi. O'g'itning zichligi 1,5-1,7 g / sm3, qovushqoqliki esa 100-150 cPs.
"Samarqandkimyo" zavodida tajriba sinov ishlari uchun ishlab chiqarilgan A marka (7-9% N, 7-9% P2O5, 7-9% CaO) va B (13-16% N, 4-6% P2O5, 11) tarkibli SKO'lar ishlab chiqarilishi zavodda quyidagi texnologik bosqichlardan iborat: fosforit unini (17-18% P2O5) nitrat kislota bilan parchalash, nitrofosfat pulpasini bug'lash va ikkinchisini NH4NO3 kontsentrlangan eritmasi bilan aralashtirish. Ushbu SKO' asosiy o'g'it sifatida va o'simliklarning barglaridan oziqlantirish uchun foydalanish tavsiya etiladi [5].
Shuning uchun ishlab chiqarilgan EFK asosida bu o'gitlarni olish maqsadga muvofiqdir. Hozirgi kunda respublikamizda «Ammofos-Maksam» OAJda digidrat usulida olingan EFKning tarkibida (og'.%) 16,46 P2O5; 0,052 CaO; 1,11 MgO; 0,413 AhO3; 0,274 Fe2O3; 2,98 SO3; 0,99 F; 0,091 Cl. Undan olingan ammofos tarkibida 10% N va 46% P2O5 mavjud.
Maqolada [6], shuningdek, EFKning pH qiymati 3,54 dan 6,56 gacha ammonizatsiya qilib olingan SKO' ning tarkibi va reologik xususiyatlari o'rganilgan. Shu bilan birga, ammofos pulpasining pH qiymati oshishi azot miqdorining ko'payishi va P2O5 miqdorining esa kamayishi bilan boradigan jarayondir. Shu bilan birga, azot miqdori 3,32 dan 6,29% gacha, P2O5 jami 16,00 dan 16,51% gachani tashkil qildi. Ularda N : P2O5 massa nisbati 1 : 0,2 dan 1: 0,4 gacha o'zgarib turadi.
Har xil kontsentratsiyadagi SKO' ni olish jarayonini amalga oshirish uchun o'g'itlarning fizik-kimyoviy xususiyatlari to'g'risidagi ma'lumotlar kerak: zichlik, qovushqoqlik, qaynash va kristallanish harorati, bug 'bosimi, elektr o'tkazuvchanligi, korroziyonlik, ularni ishlab chiqarish, saqlash shartlari, tashish va tuproqqa qo'llash.
Ushbu ishning maqsadi ozuqaviy muvozanatli suyuq NP-o'g'itlarni olishdir 1: 0,5; 1 : 0,7 va 1:1 EFKni ammonizatsiyalash va ammiakli selitra qo'shilishi bilan ularning tarkibi va xossalarini (zichlik, qovushqoqlik, bug' bosimi, elektr o'tkazuvchanligi va aniqlik darajasi) o'rganishga asoslangan.
Biz tomondan qizilqum EFKsini chuqur tozalash maqsadida sulfatsizlantirish va turli xil organik erituvchilar (OE) bilan chuqur tozalash jarayonlari o'rganildi [6,7]. Ishda [8] EFK kaltsiyli reagent yordamida sulfatsizlantirildi, keyinchalik organik erituvchi -atseton yordamida tozalanganda. Bunda tarkibida (og'ir.%) 14,46% P2O5, 2,98% SO3, 0,052% CaO, 1,11% MgO, 0,274% Fe2O3, 0,413% AhO3 va 0,99 F tutgan EFK 125% me'yordagi kaltsiy karbonat yordamida sulfatsizlantirildi (EFK sulfatsizlanish darajasi 85,65%). Keyinchalik sulfatsizlangan EFK atseton yordamida EFK : Atseton 1 : 3 nisbatda tozalangan, undan so'ng organik erituvchilar bug'latish orqali ajratib olindi, natijada suvda eruvchan ammoniy fosfatlar olish uchun yaroqli quyidagicha (og'ir.%): 35,16% P2O5, 0,028% CaO, 0,065% MgO, 0,059% Fe2O3, 0,024% A12O3, 0,163% SO3 va 0,48% F tarkibdagi kontsentrlangan va tozalangan EFK olindi.
Tozalangan konsenrtlangan EFKni gazsimon ammiak (100% NH3) yordamida ammonizatsilash jarayoni maxsus reaktorda kuchli aralashtirish orqali pH 6.52 olib chiqiladi. Ammonizatsiya qilish jarayonida pulpalarning pH qiymati I-130M markali ionomer yordamida o'lchandi. SKO' navlari N: P2O5 = 1: 0,5, 1: 0,7 va 1: 1 bo'lishi uchun ammofos pulpasiga granulyatsiyalangan ammoniy nitrat (34,5% N) qo'shimcha ravishda qo'shildi. Ishlatishdan oldin u 0,25 mm zarracha o'lchamiga qadar ezilgan. Ammonizatsiya va azot komponenti qo'shilgandan
► «HClMQlTM.
* LIBRARY.RU
so'ng, mahsulotlar azot, fosforning turli shakllari: umumiy, o'zlashadigan va suvda eruvchan P2O5 miqdori bo'yicha tahlil qilindi [9].
1-jadval.
Tozalangan EFKning pH qiymati 6,52 gacha ammonizatsiya qilib olingan ammofos
Massa nisbati N: P2Ü5 Komponentlarning tarkibi, og'.% PlOso'zl. P2 Osum. Lim.k-tasi bo'yicha,% P2O5SUV. P2 Osum. %
N P2O5
1 : 0,5 21.15 10.57 99,78 99,60
1 : 0,7 18.30 12.81 99,77 99,61
1 : 1 15.23 15.23 99,77 99,64
SKO' namunalarining tarkibi 1 jadvalda keltirilgan. Undan ko'rinib turibdiki, pulpalarning pH qiymatlari va suyuq NP o'g'itlardagi N : P2O5 ning massa nisbatiga qarab, N va P2O5um. miqdori. mos ravishda 15,23 dan 21,15% gacha va 10,57 dan 15,23% gacha o'zgaradi. Ularda P2O5suv yuqori ko'rsatkichlari mavjud. : P2O5um = 99,60-99,64% va P2O5o'zl. : P2O5um. - 99,7799,78%.
Keyinchalik pH va N : P2O5 massa nisbatiga qarab ammofos pulpasining fizik-kimyoviy xossalari o'rganildi. Suyuq NP-o'g'itlarning reologik xususiyatlari (zichligi, qovushqoqligi). Pulpaning bir xil pH qiymatida N : P2O5 nisbati va jarayon harorati ortishi bilan SKO' ning ham zichligi, ham qovushqoqliki pasayadi. Shunday qilib, pH = 6,52 va harorat 20° C, N : P2O5 nisbati 1:0,5 dan 1 : 1 gacha o'zgarganda, SKO' larning zichligi 1,297 dan 1,367 g/sm3 gacha va yopishqoqli 4,83 dan 11,66 cPs gacha o'zgaradi. Belgilangan pH qiymatlarida va 80° C pulpa haroratida bu ko'rsatkichlar mos ravishda 1,275 dan 1,326 g /sm3 gacha va 1,53 dan 2,82 cPs gacha kamayadi. Eritmalarning harorati oshishi va ulardagi ozuqaviy komponentlarning kamayishi bilan SKO' ning elektr o'tkazuvchanligi sezilarli darajada oshishi ko'rsatilgan. Harorat N : P2O5 ning og'irlik nisbatiga qarab sezilarli ta'sir ko'rsatadi. pH = 6,52 bo'lgan SKO' uchun haroratning 20 dan 50° C gacha oshishi elektr o'tkazuvchanligini (Sm/m) 29,31-67 gacha oshiradi; 1,24-1,31 va 1,251,35 marta, mos ravishda N: P2O5 = 1:0,5, 1:0,7 va 1:1. Tozalangan EFK asosida olingan SKO' zichligi, qovushqoqliki, elektr o'tkazuvchanligi bo'yicha ma'lum suyuq o'g'itlarga yaqin.
20-70° C harorat oralig'ida SKO' eritmalari ustida to'yingan bug' bosimi o'rganildi va N : P2O5 massa nisbati qarab mos ravishda 8,565-9,054 va 2226,5-2348,8 oralig'ida ekanligini ko'rsatadi. Suyuq o'g'itlar ustidagi suv bug'ining bosimi, birinchi navbatda, eritmalarning harorati va tuz massasi bilan belgilanadi. P2O5 kontsentratsiyasining N ga nisbatan ortishi SKO' dagi erkin suvning massa ulushining oshishi hisobiga bug' bosimining sezilarli o'sishiga olib kelishi ko'rsatilgan. Bug' bosimining eng keskin o'sishi harorat 50° C va undan yuqori ko'tarilganda kuzatiladi. Har holda, o'rganilayotgan SKO'ning to'yingan bug'larining bosimi 20-70° C oralig'ida 1,25-21,26 Pa ni tashkil qiladi, bu ularning Markaziy Osiyoning issiq iqlimida past o'zgaruvchanligini ko'rsatadi.
Bularning barchasi 40° C gacha bo'lgan maksimal saqlash haroratida hosil bo'lgan suyuq NP-o'g'itlar past uchuvchanlikka ega va uzoq vaqt davomida saqlanishi mumkin degan xulosaga kelishimizga imkon beradi. Shunday qilib, ular keyinchalik suyuq muvozanatli NP-o'g'itlarni olish uchun asosiy yechim bo' lib xizmat qilishi mumkin.
1-navdagi suyuq NP-o'g'itlarning tarkibi va xususiyatlari (zichligi, qovushqoqliki, bug' bosimi va solishtirma elektr o'tkazuvchanligi) 1 : 0,5; 1 : 0,7 va 1: 1 yuqori kontsentrlangan EFK 35% P2O5 ni pH = 6,52 gacha ammoniylashgan pulpasiga ammiakli selitra qo'shilishi asosida. Shu bilan birga, suyuq NP o'g'itlarida N miqdori 15,23 dan 21,15% gacha, P2O5um. 10,57 dan 15,23% gacha. Olingan o'g'itlar suyuq bo'lib, elektr o'tkazuvchanlik ko'rsatkichi ma'lum suyuq o'g'itlarga yaqin. 20-70oC oralig'ida to'yingan bug 'bosimi 1,25-21,26 Pa ni tashkil qiladi, bu ularning issiq
► «HClMQlTM.
* LIBRARY.RU
iqlim sharoitida past o'zgaruvchanligini ko'rsatadi. Ular suyuq NP o'g'itlarini olish uchun asosiy yechim bo'lib xizmat qilishi mumkin.
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati:
1. Lembrikov V.M., Malaxova N.N. Suyuq murakkab o'g'itlar. // NIUIF materiallari (NIUIFning 85 yilligiga). - Moskva, 2004. - S. 211-220.
2. Kochetkov V.N., Andreev M.V., Yankin V.M. 10-34-0 markali suyuq kompleks o'g'itlar ishlab chiqarish. // Kimyo sanoati - Moskva, 1980. - 2-son. - S.37-38.
3. TU 6-08-414-78. Suyuq murakkab o'g'itlar.
4. Nabiev M.N. Fosfatlarni nitrat kislota bilan qayta ishlash. 2 jildda. Toshkent, O'zbekiston SSR FAN nashriyoti, 1976. - 820 b.
5. Sobirov M.M. Insektitsid ta'sirga ega bo'lgan murakkab suspenziyali azot-fosfor-kaliyli o'g'it olish texnologiyasini ishlab chiqish: Dissertatsiya avtoreferati. Diss.dok. falsafa (PhD). -Toshkent: IGIC AS RUz, 2017. - 45s.
6. Nomozov Sh.Yu., Alimov U.K., Jumanova M.O., Namazov Sh.S. Markaziy Qizilqum fosforitlaridan ekstraksiya fosfor kislotasi asosida suyuq azot-fosforli o'g'itlar olish. // O'zbekiston Milliy universiteti axborotnomasi (O'zMU). - Toshkent, 2017. - 3/2-son (tabiiy fanlar). - S.438-440.
7. Karshiev Bekzod, Seytnazarov Atanazar, Namazov Shafoat, Radzhabov Ruzmat, Akhmed Reymov, Alimov Umarbek. Purification of wet process phosphoric acid using organic solvents. // Journal of critical reviews. - Thailand, 2020. - Volume 7. - Issue 17. - pp. 2913-2918.
8. Каршиев Б.Н., Кахаров Э.М., Сейтназаров А.Р., Намазов Ш.С. Обессульфачивание и очистка экстракционной фосфорной кислоты с помощью кальциевых минералов и ацетона // Химическая промышленность. -2020. - т. 97. - № 3. - С. 136-144.
9. GOST 30181.4-94. mineral o'g'itlar. Murakkab o'g'itlar va ammoniy va nitrat shakllaridagi nitratlar tarkibidagi azotning umumiy massa ulushini aniqlash usuli (Devard usuli).
► «номочхл
* LIBRARV.I1 U
