I shamshidinov noorganik moddalar va
Presipitat ishlab chiqarish
Download 7.06 Mb. Pdf ko'rish
|
Presipitat ishlab chiqarish. Presipitat ohak (ohaktosh) ning fosfat
kislotasi bilan ta’sirlashish mahsulotidir. Sitratli eruvchan dikalsiyfosfat CaHPO 4 ∙2H 2 O dan iborat fosforli o‘g‘it presipitat deyiladi. «Presipitat» so‘zi nemischa Präzipitierung – cho‘ktirish ma’nosini anglatadi. Texnik presipitat turli darajada boshqa tuzlar: temir va aluminiy fosfatlari, gips, kalsiy ftoridlari va karbonatlari va boshqalar bilan ifloslangan bo‘ladi. Texnik presipitatdagi P 2 O 5 (sit.) miqdori 40% gacha yetadi. Ozuqali presipitat (dikalsiyfosfat) da 0,4% li HCl da eruvchi P 2 O 5 43-47% gacha yetadi. U amalda gigroskopik emas, yaxshi fizik xossalarga egadir. 253 Shunga qaramay, presipitat samarador o‘g‘it hisoblansada, bu maqsad uchun uni maxsus ishlab chiqarilmaydi, chunki fosfat kislotani qo‘shaloq superfosfat olishda ishlatish ancha yaxshi samara beradi, bunda kislota hisobiga fosforitdagi bir qism P 2 O 5 o‘g‘itga o‘tadi, shuning uchun qo‘shaloq superfosfatdagi P 2 O 5 ning tannarxi presipitatga nisbatan arzon tushadi. O‘g‘itli presipitat suyakni qayta ishlovchi zavodlarda jelatina ishlab chiqarishdagi chiqindi hisoblangan kuchsiz fosfat kislotali eritmalardan olinadi. Presipitat ishlab chiqarish jarayonida dastlab, ohak yoki ohaktosh fosfat kislotada eritiladi va bunda monokalsiyfosfat hosil bo‘ladi. Ca(OH) 2 + 2H 3 PO 4 = Ca(H 2 PO 4 ) 2 + 2H 2 O So‘ngra fosfat kislotaning neytrallanib borishi natijasida monokalsiyfosfat inkongruent parchalanadi va dikalsiyfosfat cho‘kmasi ajralib chiqadi: Ca(H 2 PO 4 ) 2 + 2H 2 O = CaHPO 4 ∙2H 2 O + H 3 PO 4 Shuningdek, monokalsiyfosfat ohak yoki ohaktosh bilan ham ta’sirlashadi: Ca(OH) 2 + Ca(H 2 PO 4 ) 2 + 2H 2 O = 2[CaHPO 4 ∙2H 2 O] Dikalsiyfosfatdagi CaO:P 2 O 5 ning nazariy massa nisbati (0,79 ga teng) dan ortiqcha miqdordagi so‘ndirilgan ohak qo‘shilganda va shunga muvofiq ravishda eritmaning pH qiymati 6,3 dan ortganda dikalsiyfosfatning parchalanishi sodir bo‘ladi: 4CaHPO 4 = Ca(H 2 PO 4 ) 2 + Ca 3 (PO 4 ) 2 Fosfat kislota tarkibidagi qo‘shimchalar ham ohak yoki ohaktosh bilan ta’sirlashadi: H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 = CaSO 4 ∙2H 2 O H 2 SiF 6 + 3Ca(OH) 2 = 3CaF 2 + SiO 2 + 4H 2 O (Fe,Al) 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(OH) 2 + 2N 3 PO 4 + 4H 2 O = 2(Fe,Al)PO 4 ∙2H 2 O + 3CaSO 4 ∙2H 2 O Temir va aluminiy fosfatlari, kalsiy ftoridi va silikat kislotadan iborat balchiqli cho‘kma presipitatning filtrlanishini qiyinlashtiradi. Dikalsiyfosfatning presipitatlanish jarayoni asosida CaO – P 2 O 5 – H 2 O sistemasining holat diagrammasi yotadi. CaO – P 2 O 5 – H 2 O sistemasida 36 O C dan quyi haroratda sitratli eruvchan dikalsiyfosfat digidrati CaHPO 4 ∙2H 2 O (brushit), yuqori haroratda esa – suvsiz CaHPO 4 (monetit) stabil (turg‘un) bo‘ladi. Ammo suvsiz tuz eritmadan faqatgina 60 O C dan yuqori haroratdagina ajralib chiqadi, bundan past haroratda esa metastabil faza sifatida muntazam ravishda CaHPO 4 ga aylanib 254 turadigan CaHPO 4 ∙2H 2 O cho‘kadi. CaHPO 4 ∙2H 2 O ga nisbatan suvsiz CaHPO 4 tarkibida P 2 O 5 ko‘p bo‘ladi, ammo CaHPO 4 jonivor va o‘simliklarga yomon o‘zlashadi. 20% P 2 O 5 konsentratsiyali (S’ nuqta) fosfat kislotaning tarkibida 12% CaO tutgan (S nuqta) ohak suti bilan presipitatlash va 25% P 2 O 5 konsentratsiyali (R’ nuqta) kislotani – tarkibida ~22% CaO tutgan (R nuqta) va S:Q nisbati 1,5:1 ga teng bo‘lgan ohaktosh suspenziyasi bilan presipitatlash sharoiti 40 O C dagi CaO – P 2 O 5 – H 2 O sistemasi diagrammasida ko‘rsatilgan (3.24-rasm). Presipitatlashda sistema tarkibi SS’ va RR’ biriktiruvchi chiziqlar bo‘ylab o‘zgaradi. 3.24-rasm. Fosfat kislotadan dikalsiy-fosfatni cho‘ktirish jarayonining diagrammasi: 40 O C dagi CaO – P 2 O 5 – H 2 O sistemasi izotemasida OE – stabil va ML – metastabil tarmog‘i; 60 O C dagi CaO – P 2 O 5 – H 2 SiF 6 – H 2 O sistemasida KT – CaHPO 4 ning eruvchanlik tarmog‘i. Muvozanatdagi sharoitda kislotani to‘yingan eritma hosil bo‘lguncha neytrallashdagi – erkin H 3 PO 4 va Ca(H 2 PO 4 ) 2 dan iborat suyuq faza a va a’ nuqtalarda, CaHPO 4 ga nisbati bo‘yicha to‘yingan bo‘lishi kerak. Amalda esa to‘yinish keyinroq, qattiq fazadagi CaHPO 4 ∙2H 2 O eruvchanligining metastabil tarmog‘i ML ga to‘g‘ri keluvchi b va b’ nuqtalarda yuzaga keladi. Uning kristallanishi uchun metastabil faza bilan to‘yingan eritma hosil bo‘lishi kerak. Fosfat kislota birinchi vodorod ionlarining to‘la neytrallanish, ya’ni presipitatning cho‘ktirilishiga sarflanadigan kalsiy oksidning yarim miqdorining erish paytida dikalsiyfosfatning intensiv hosil bo‘lishi boshlanadi (c va c’ nuqtalar). 255 60 O C dagi CaO – P 2 O 5 – H 2 SiF 6 – H 2 O sistemasini o‘rganish shuni ko‘rsatadiki, hosil bo‘ladigan CaF 2 ta’siri natijasida dikalsiyfosfatning eruvchanligi keskin kamayadi. Tarkibida P 2 O 5 ga nisbati bo‘yicha 15% gacha MgO tutgan fosfat kislota eritmasidan dikalsifosfatni cho‘ktirish MgO – P 2 O 5 – CaO – H 2 O sistemasi diagrammasi yordamida ko‘rib chiqilishi kerak. CaO – P 2 O 5 – H 2 O sistemasidagi muvozanat sharoiti bo‘yicha fosfat kislota ohak bilan ham, ohaktosh bilan ham to‘la cho‘kishi kerak. Amalda esa presipitatlashning oxirida ohaktoshning va ayniqsa ohakning bir qismi dikalsiyfosfat kristallaridan iborat bo‘lgan eritmadagi ionlarni o‘tishini qiyinlashtiruvchi qobiq bilan o‘ralib qoladi va reaksiya keskin sekinlashadi. Fosfat kislotani ohaktosh bilan talab etilgan darajagacha neytrallash mumkin emasligi nafaqat qobiqlanish tufayli, balki fosfat kislota birinchi vodorod ionlari bog‘lanib bo‘lgandan keyin reaksiya tezligining pasayishi hisobiga ham bo‘ladi. Shuning uchun sanoat sharoitida presipitatlash dastlab ohaktosh, so‘ngra ohak ishlatilgani holda bir necha reaktorlarda o‘tkaziladi.Shundan so‘ng dikalsiyfosfat filtrda ajratiladi va quritishga yuboriladi. Suspenziyani quritish – uni dekantatsiyalash (filtrlanmasdan) orqali quyiltirilishidan so‘ng ham amalga oshirilishi mumkin. Bu jarayonni ikkita bosqichda amalga oshirilishi mumkin: dastlab qo‘shimchalar bilan birgalikda dikalsiyfosfatning bir qismi cho‘ktiriladi, uni ajratiladi va o‘g‘itli mahsulot olinadi; qolgan eritmadan toza ozuqali mahsulot olish orqali cho‘ktirish davom ettiriladi. CaHPO 4 ∙2H 2 O ni quritishda uning degidratlanishi sodir bo‘lishi mumkin, bundagi harorat va tezlik presipitatlashdagi bosimga, kristallar o‘lchamiga va ularning hosil bo‘lish sharoitiga bog‘liqdir. Agar dikalsiyfosfat atmosfera bosimida 1 soat davomida 100 O C haroratda qizdirilsa, u sezilarli darajada suvsizlanadi. Bunda o‘zlashadigan P 2 O 5 juda oz darajada kamayishi kuzatiladi. 175 O C dan yuqori haroratda qizdirilganda dikalsiyfosfatdan suv ajralib chiqadi va kalsiy difosfatga aylanadi: 2CaHPO 4 = Ca 2 P 2 O 7 + H 2 O undagi P 2 O 5 esa qiyin eruvchan shaklda bo‘ladi. Termik fosfat kislotadan, yoxud bug‘latish siklida yoki organik ekstragentlar yordamida zararli qo‘shimchalardan oldindan tozalangan ekstraksion fosfat kislotadan ozuqabop dikalsiyfosfat ishlab chiqarish afzaldir. Bu holda suspenziyani filtrlash uchun zarurat tug‘ilmaydi va 256 konsentrlangan (50-55% P 2 O 5 li) fosfat kislota ishlatish mumkin. MDH da ozuqabop dikalsiyfosfat xuddi shunday olinadi. Texnologik jarayon va presipitatlash sxemasi, asosan, fosfat kislotali eritmalar konsentratsiyasi orqali belgilanadi. 3.25-rasm. O‘g‘itli presipitat ishlab chiqarishning returli sxemasi: 1-fosfat kislota yig‘gichi; 2-nasos; 3-bak; 4-sarflagich; 5,6-bo‘r va retur uchun bunkerlar; 7-aralashtirgich; 8-barabanli reaktor; 9-barabanli quritgich; 10-siklon; 11-elevator; 12-havoli separator; 13-separatsiyalangan mahsulot yig‘gichi; 14-retur transportyori; 15-yengli filtr; 16-ventilyator. O‘g‘itli presipitat ishlab chiqarishning returli sxemasi 3.25-rasmda tasvirlangan. Bu sxema bo‘yicha 80-85 O C haroratgacha qizdirilgan fosfat kislota gorizontal aralashtirgichda bo‘r va retur bilan CaO:P 2 O 5 = 0,7-0,8 nisbatda aralashtiriladi. Retur soni, ya’ni retur massasining mahsulot massasiga nisbati (0,5 1):1 ni tashkil etadi. Uch minutli aralashtirishdan so‘ng 80% dikalsiyfosfat tutgan massa hosil bo‘ladi. Aralashma aylanuvchi barabanli reaktorda 45-50 O C haroratda 90 minut yetiltiriladi. Shundan so‘ng mahsulotda yana 4-6% monokalsiyfosfat va 18% gacha suv qoladi. Uni barabanli quritgichda me’yoriga (3% dan kam H 2 O) yetguncha parallel harakatdagi o‘txona gazlari (kirishda 550- 600 O C, chiqishda esa 100-110 O C harorat) bilan quritiladi va bunda chiqadigan mahsulotning harorati 90 O C dan oshmasligi kerak. So‘ngra uni separatordan o‘tkaziladi; mayda fraksiyaning bir kismi (retur) aralashtirgichga qaytariladi, yirik fraksiya (>0,5 mm) esa dezintgratorda maydalanadi. O‘lchami <0,5 mm dan kichik zarrachalar yengli filtrga 257 tushadi, u yerda separatordan keladigan havo bilan changlatilib, tayyor mahsulot ajratib olinadi. Bayon etilgan sxema bo‘yicha ozuqabop presipitat ham ishlab chikarilishi mumkin, lekin bunda termik fosfat kislotasi yoki zararli qo‘shimchalardan talab etiladigan darajada oldindan tozalangan ekstraksion fosfat kislotasi ishlatiladi. Download 7.06 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling