Navoiy davlat konchilik instituti erkayev a. U., Reymov a. M., Nurmurodov t. I., Umirov f. E

5.2. ISHLAB CHIQARISHNI FIZIK-KIMYOVIY ASOSLARI

Tabiiy fosfatlar tarkibidagi minerallarning fosfat kislotasi bilan parchalanishi quyidagi asosiy reaksiyalar bo‘yicha sodir bo‘ladi:
Сa₅(РO₄)₃F + 7Н₃РO₄ + 5Н₂O = 5Сa(Н₂РO₄)₂*Н₂O + НF
СaMg(SO₃)₂ + 4Н₃РO₄ = Сa(Н₂РO₄)₂*Н₂O + Mg(Н₂РO₄)₂*Н₂O+ 2SO₂
Р₂O₃ + 2Н₃РO₄ + Н₂O = 2[НРO₄*2Н₂O].
Ma’lum xom ashyo uchun fosfat kislotaning stexiometrik me’yori - ko‘rsatilgan reaksiyalarni va boshlang‘ich ekstraksion fosfor kislota eritmasidagi neytrallovchi (СaO, MgO, Р₂O₃) va kislotali (Н₂SO₄) qo‘shimchalarning bo‘lishini e’tiborga olgan holda hisoblanadi. Qo‘shaloq superfosfat olishni ikki asosiy bosqichga ajratish mumkin. Birinchi bosqichda fosfat va fosfor kislotaning uzluksiz aralashtirilishidan xarakatchan suspeziyada ta’sirlashuv jarayoni sodir bo‘ladi, undagi suyuq faza tarkibida fosfor kislota, mokokalsiyfosfat va boshqa eruvchan reaksiya maxsulotlari bo‘ladi. Ularning suyuq fazadagi konsentratsiyasi jarayonning haroratiga, fosfor kislotaning konsentratsiyasi va sarflanish me’yoriga bog‘liqdir. Boshlang‘ich paytda tez, ammo fosfor kislotaning neytrallanishi hisobiga muntazam sekinlashadigan parchalanishning bu bosqichi suyuq fazaning kalsiy fosfatlari bilan to‘yinishi natijasida to‘xtaydi. Ishlab chiqarish sharoitida uning davomiyligi bir necha sekunddan (kamera-oqimli usulda) 3-10 minutgacha (kamerali jarayonda) va hattoki 1-1,5 soatgacha (oqimli usulda) chuzilishi mumkin.
Fosfat parchalanishining ikkinchi bosqichi monokalsiyfosfatning kristallanishi bilan bir vaqtda sodir bo‘ladi, buning natijasida reaksion massa suyuq va qattiq fazalarining tarkibi doimo o‘zgarib turadi. Fosfat zarrachalari sirtini qisman qamrab oladigan kristallarning ajralishi, fosfat zarrachalari sirtiga N⁺ ionlarining kirishini qiyinlashtiradi va parchalanish jarayonini keskin pasaytiradi. Suspenziyaning suyuq fazasi monokalsiyfosfat va dikalsiyfosfat bilan to‘yingan takdirda, parchalanish reaksiyasi to‘xtaydi. Tarkibida fosfor kislota tutgan va reaksiya maxsulotlari bilan to‘yinmagan eritmalarda fosfatlarning erish tezligi - fosfat zarrachalari sirtidan ajralib chiqadigan nisbatan kam harakatchan kalsiy ionlarining suyuq fazada diffuziyalanishi bilan belgilanadi. Bunday muloxaza uchun СaO - Р₂O₅, - Н₂O sistemasidagi eruvchanlik va apatitning erish egri chiziqlariga mos ma’lumotlar asos bo‘ladi (5.1 - rasm). Oz darajadagi neytrallanish, ya’ni jarayonning birinchi bosqichida apatitning maksimum erish tezligi eruvchanlik diagrammasidagi V nuqtaga tutashgan xolatiga to‘g‘ri keladi. V nuqtada, fosfat zarrachalari sirtida hosil bo‘ladigan to‘yingan eritmada Sa⁺ ionlarining konsentratsiyasi eng katta qiymatli, shunday ekan, eritmada bu ionlar diffuziyasining xaraktalantiruvchi kuchi ham katta bo‘ladi. SHuning uchun jarayonning birinchi bosqichida yuqori parchalanish darajasiga erishish uchun shunday boshlang‘ich konsentratsiyali fosfor kislota qo‘llanilishi maqsadga muvofiqki, qaysiki u Сa(Н₂РO₄)₂*Н₂O va СaНРO₄ lar bilan muvozanatdagi nuqtaga mos keluvchi tarkibga yaqin bo‘lgan to‘yingan eritma hosil bo‘lishiga olib kelishi kerak. Masalan, 75°C da suyuq faza to‘yinish paytida apatitning maksimal parchalanishi uchun - fosfat kislotadagi P₂O₅ ning boshlang‘ich miqdori 33,6% ga ega bo‘lishi lozim. Xattoki bu xolda ham kislota me’yori stexiometriya bo‘yicha 110% bo‘lishiga karamay, apatitning parchalanish darajasi - 36,5% ga teng bo‘ladi. Ma’lumki, tayyor maxsulotdagi fosfatning yuqori darajadagi parchalanish darajasiga erishish, jarayonning ikkinchi bosqichini amalga oshirish sharoiti orqali aniqlanadi. Shunga muvofiq xolda, 30-75°C harorat oralig‘ida tarkibida 46 - 47% Р₂O₅ tutgan monokalsiyfosfat bilan muvozanatdagi eritmalarda apatitning parchalanish tezligi eng yuqori darajaga erishishi aniqlandi.
Qo‘shaloq superfosfat olishning ishlab chiqarish tartibi (rejimi) ko‘rsatib o‘tilgan sharoitlarni hisobga olgan holda tanlanadi. Masalan, kamerali usul bilan apatit konsentratidan qo‘shaloq superfosfat olishda fosfat kislotaning optimal konsentratsiyasi shunday tanlanadiki, bunda parchalanish koeffitsenti -60% ga etgan paytda kamerali superfosfat suyuq fazasining tarkibida 46 - 47% R₂O₅, bo‘lishi kerak. Bu shartga boshlang‘ich tarkibi 55% P₂O₅, li bo‘lgan kislota javob beradi. Birinchi bosqich oxirida 75-100°C da undagi xom ashyoning maksimal (muvozanatli) parchalanish darajasini 10% ga ko‘tarish mumkin emas va parchalanish tezligi ham nisbatan kam bo‘ladi. Qachonki, ikkinchi bosqichda apatitning parchalanish koeffitsenti -60% ga etsa, suyuq fazaning tarkibi maksimal parchalanish tezligiga muvofiq keladi, superfosfat suspenziyasi kota boshlaydi va reaksiya keskin pasayadi. Bundan keyingi parchalanishi, omborda, kamerali superfosfatning uzoq vaqt (15 - 30 sutka) yotishida sodir bo‘ladi. Bu vaqtda etiltirishning optimal harorati 40-60°C ni tashkil etadi, uning pasayishi yoki ortishi apatitning keyingi parchalanishini sekinlashtiradi. Dolomitli Qoratog‘, Qizilqum va Kingisepp fosforitlarini kamerali jarayonda 45 - 50% P₂O₅, tutgan kislota bilan parchalanadi. Ular apatit konsentratiga nisbatan tez va to‘la parchalanadi, chunki ularning strukturasi zich emas va karbonatlarning parchalanishi natijasida hosil bo‘ladigan SO₂ hisobiga parchalanmagan fosfatlar sirtidagi quyqali qobiqning buzilishi ta’minlanadi.