Fosfat kislotani konsentrlash

Qo‘shaloq superfosfat, ammofos, nitroammofoska ishlab chiqarish uchun 45-55% P2O5 tutgan fosfat kislota, ammoniy polifosfatlari va suyuq ugitlar olish uchun esa — 72-83% P2O5 li fosfat kislotalari talab etiladi. Bunday xollarda ekstraksiya fosfor kislota bug‘latiladi. Maʼlumki, xar kanday (98% li N3R04 gacha) konsentratsiyadagi toza fosfat kislotaning bug‘i faqat suvdan iborat, nazariy olganda uni bug‘latish orqali yuqori konsentratsiyali eritmalarini olish mumkin. Amalda esa jixozlar materiallarining korroziyalanishi xisobiga bug‘latish kiyinchilik tug‘diradi. Xarorat va kislota konsentratsiyasining ortishi bilan korroziyalanish tezlashadi. Bundan tashqari, konsentratsiya ortishi bilan kislota tarkibidagi qo‘shimchalar, eruvchanlikning keskin kamayishi xisobiga cho‘kmaga tushadi (quyqa xosil kiladi). Cho‘kmali qoldiq (quyqa) lar qizdiriluvchi yuzaning ichki sirtiga o‘tirib kolib, issiklik almashinuvni yomonlashtiradi.

Loyixa quvvati yiliga 110 ming t P2O5 bo‘lgan ekstraksiyali sistemalarda kislotani 28-30 dan 52-55% P2O5 gacha konsentrlash uchun odatda bir korpusli bug‘ bilan isitiladigan (130°S) qizdiruvchi kamerali 3-4 ta vakuum -bug‘latgichli apparatlar o‘rnatilgan (11 — rasm). Vakuum-nasos yordamida apparat ichida ~0,09 MPa li vakuum xosil kilinadi. Bu esa bug‘latishni nisbatan past (80-90°S) xaroratda amalga oshirish imkoniyatini beradi. Apparat korpusi gummirlangan, kizdiruvchi kamera grafitli (kislota va bug‘ xarakatlanadigan yullari bo‘lgan grafitli bloklardan iborat, issiklik almashinuv yuza maydoni ~158 m2 ga teng) bo‘ladi. Qizdiriluvchining cho‘kmali quyqa xosil qilib qolishini oldini olish maqsadida, uzluksiz ravishda kuchsiz kislota qo‘shish orqali konsentrlangan kislotaning majburiy intensiv sirkulyatsiyasi (sirkulyatsiyaning qaytarilishi 100-150-marta) amalga oshiriladi. Shu tufayli sirkulyatsiyali eritma konsentratsiyasi aralashishdan so‘ng xam kam uzgaradi. Bunday kislotadagi qo‘shimchalarning eruvchanligi boshlang‘ich kislotadagiga qaraganda anchagina kam bo‘ladi. Shuning uchun aralashtirilgan vaqtda kuchsiz kislotadagi qo‘shimchalar kristallanadi. Ularni tindirgichdayoq ajratib olish va so‘ngra bug‘latuvchi apparatga yo‘llash maqsadga muvofikdir. Bug‘latilgan kislotani sirkulyatsiyali konturdan muntazam chiqarib turiladi.

Bug‘latilgan kislota

11 — EFK ni bug‘latish sxemasi.:

1 — bug‘latuvchi apparat; 2 – qizdiruvchi kamera; 3 — sirkulyatsiya nasoslar; 4 — tomchi ushlagich; 5 — filtr gazlarini yuvuvchi absorber; 6 — H2Si F6 eritma uchun barometrik yig‘gich; 7 — yuza kondensatori; 8 — ikki bosqichli bug‘ ejektorlari; 9 — barometrik bak.

Qizdiruvchi kameraning ichki yuzasiga kalsiy sulfat va ftorsilikatlardan iborat qo‘shimchalar o‘tirib qoladi. Bu xar uch kunda toza suv bilan yuvib turishni talab etadi. Nisbatan ko‘proq vaqt ishlatilganda quyqa bu yuzani yana-da to‘laroq egallab oladi, uni mexanik usullar bilan tozalanadi va so‘ngra N2SiF6 ning 4-5% li eritmasi bilan yuviladi.

Ekstraksiya fosfor kislotaning konsentratsiyasi ortishi bilan unda erigan geksaftorsilikat kislotaning bug‘ bosimi xam ortadi. Shu tufayli fosfor kislotani 52-57% P2O5 gacha bug‘latishda boshlang‘ich kislotadagi ftorning 80-90% i (2NF+SiF4 ning taxminan ekvivalent aralashmasi tarzida) gazli fazaga ajralib chiqadi maxsulot kislotasidagi ftorning mikdori 0,5—0,8% gacha kaamayadi. Shuningdek, bug‘latgichdan chiqadigan gazlar tarkibida ko‘p mikdordagi suv bug‘i bo‘ladi, uni ftoridlar absorbsiyasida kondensatsiyalanishini kamaytirish uchun, absorbsiyalash jarayoni qaynoq (60-70°S) N2SiF6 eritmalari bilan amalga oshiriladi; ftordan tozalangan suv buri barometrik kondensator urnatilgan ikki bosqichli bug‘ejektorli (bug‘ suruvchi) qurilmalar yordamida surib olinadi. [13].

Apatitdan olingan bug‘latilgan kislota 1650-1750 kg/m3 zichlikka ega, uning tarkibida: 52-54% P2O5; 3,4-4,2% S0z; 1,2-1,3% (FeA1)203; 0.1-0,4% SiO2; 0.5-0,8% F bo‘ladi.

Ekstraksiya fosfor kislotani bug‘latish uchun barbotajli konsentratorlar — kislotabardosh materialli kameralar xam ishlatiladi, ularda bug‘latish kislotaning yuza qatlami orqali yoqilgan qaynoq gaz berish orqali amalga oshiriladi. Bu yerda issiqlik uzatuvchi yuza bo‘lmaydi, issiqlik almashinish qaynoq gaz bilan kislotaning to‘g‘ridan-to‘g‘ri to‘qnashishidan amalga oshadi; bunda xosil bo‘ladigan cho‘kma muallaq xolatda qoladi va apparatdan kislota bilan birgalikda chiqadi, so‘ngra uni tindirish orqali tozalanadi. Kameraga o‘txona gazlari 650-900°S xaroratda beriladi. Ayniqsa, tabiiy gaz yondiriladigan grafitli botirma yondirgichli konsentratorlar intensiv ishlaydi. Barbotajli konsentrator va botirma yondirgichli apparatlarda gaz uzi bilan birga anchagina mikdordagi fosfat kislota bug‘ini olib chiqadi, uni esa elektrofiltrlarda tutib qolish lozim bo‘ladi. Tarkibida 8,5-93 g/m ftor (elektrofiltrga kirishdan oldin xavo bilan aralashishi xisobiga — 3 g/m3 ) bo‘lgan chiqindi gazlarini tozalashdan ko‘p mikdordagi P2O5 tutgan H2SiF6 eritmasi olinadi; ularni ishlatish qiyinchilik tug‘diradi. Tuman xosil bo‘lishi — P2O5 yo‘qotilishini oshiradi, bundan tashqari, tevarak atrof-muxit ifloslanishiga sabab bo‘ladi.

Bunday jixozlar ko‘proq superfosfat kislotalar olish uchun qo‘llaniladi. Bu xolda bug‘latishga tarkibida 54-55% P2O5 tutgan eritmalar (vakuum-bug‘latgichdan so‘ng) beriladi. Bunday maqsadlar uchun qizdiruvchi kameraga yuqori bosimdagi bug‘ (-3 MPa) uzatiladigan vakuum-bug‘latgichli apparatlar xam ishlatilishi mumkin.

Xozirgi paytda barbotajli konsentratorlar o‘rnida yana-da takomillashgan, yuqori darajada issiklikdan foydalanuvchi, aeroliftli apparatlar qo‘llanilmokda. Ular ichki qismi grafitli quvur bilan muxofazalangan vertikal pulat quvurdan iborat. Uning bug‘latiladigan kislota kiritiladigan pastki qismidan qaynoq gaz oqimi yuboriladi, xosil bo‘ladigan gaz-suyuqlikli aralashma yuqori qismidan chiqariladi. Suyuqlikni ajratilgandan keyin va issiqligidan bug‘latiladigan kislotani isitishda foydalanilgandan so‘ng, chiqindi gazi, absorbsiya qurilmalarida kislota tumani, SiF4 va NF dan tozalanadi. Suyuq kompleks o‘g‘itlar ishlab chiqarish uchun mo‘ljallangan, tarkibida 68-70% P2O5 tutgan kislota olish uchun konsentrlashni ikkita ketma-ket bosqichda: 1-chisida 52-54 dan 64% gacha, 2-chisida esa 68-70% P2O5 gacha o‘tkaziladi.

Tarkibida magniy birikmalari (dolomit) tutgan boyitilmagan (24-25% P2O5) Qoratog‘ fosforitlaridan ekstraksiyalash jarayonida 20-22% P2O5 li fosfat kislota olinadi. Odatdagi usullarda 37-38% P2O5 gacha bug‘latilishi va 30-40°S dan past xaroratgacha sovutilishi natijasida u quyilib boradi va oquvchanligini yo‘qotadi. Bu esa undan ftorsizlantirilgan o‘g‘itlar, qo‘shaloq superfosfat, suyuq kompleks o‘g‘itlar olish imkoniyatlarini yo‘qotadi. O‘tgan asrning 80-yillariga qadar buning sababini kislotadagi MgSiF6 ning parchalanishi natijasida gaz xolatdagi SiF4 va MgF2 ning kolloid eritmasi xosil bo‘lishi orqali izoxlashga urinilgan. Guyoki eritma sovutilganda MgF2 ning to‘yinishi xisobiga sistema qovushqoq, kam xarakatchan massa (gol) ga aylanadi. Yana shuni qursatib o‘tiladiki, ko‘p komponentli tuz sistemalari eruvchanliklarini o‘rganish orqali, bug‘latiladigan kislotaga kam aktiv kremniy dioksid (masalan, kremnegel) qo‘shilganda fosfat kislota bilan MgF2 ning kimyoviy taʼsirlashuvi yengillashadi, yuqori xaroratda reaksiya:

2MgF2 + 4N3PO4 + Si02 = 2Mg(N2RO4)2 + SiF4 + 2N20

tenglama bilan sodir bo‘lib, kislotadagi ftor SiF4 tarzida yo‘qotiladi va yaxshi eriydigan monomagniyfosfat xosil bo‘ladi, deb nazariy jixatdan asoslashga urinilgan. Lekin bu urinishlar ishlab chiqarishda uz yechimini topmadi.