O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi namangan muhandislik-texnologiya instituti «kimyoviy texnologiya» kafedrasi
Download 1.89 Mb. Pdf ko'rish
|
|
Sul’fat kislotaning mehyori. Fosfatni parchalashga sarflanadigan sul’fat
kislotaning stexiometrik mehyori 7H 2 SO 4 :3P2O5 nisbat orqali aniqlanadi va u 1 qism P2O5 ga 1,61 qism H 2 SO 4 to’g’ri keladigan miqdorga teng (bu yerda va keyinchalik ham massa nisbatida bo’ladi). Apatit kontsentratida 39,4% P2O5 bo’lsa, 100 qism xom ashyoga to’g’ri keladigan H 2 SO 4 ning stexiometrik mehyori 39,4x1,61 = 63,4 qismni tashkil qiladi. Parchalanishni tezlashtirish maqsadida va begona qo’shimchalar borligini hisobga olgan holda kislotaning amaliy mehyori nisbatan yuqori – 68 dan 72 qismgacha olinadi. Fosforitlardan oddiy superfosfat olishda sul’fat kislotaning stexiometrik mehyorini hisoblash – xom ashyoning kimyoviy va mineralogik tarkibini hamda reaktsion muhit kislotaliligining kamayish darajasi bo’yicha uning parchalanish jarayonida sodir bo’ladigan ikkilamchi reaktsiyalarni ham ehtiborga olingan holda amalga oshiriladi. Ajralib chiqadigan kislotalar (H 3 ’O 4 , HF) ham boshlang’ich xom ashyo komponentlarini parchalaydi. Boshlang’ich xom ashyo tarkibidagi kalg’tsiyning bir qismigina monofosfatga aylanadi, qolgan asosiy qismi esa sul’fat kislota sarflanishi hisobiga kalg’tsiy sul’fatga aylanadi. Fosfatli anionlarning bir qismi kationli qo’shimchalar – Mg 2+ , Fe 3+ , Al 3+ bilan birikadi, natijada monofosfatga aylanadigan kalg’tsiyning mahlum ulushini kamayishiga, yahni hosil bo’ladigan CaSO 4 miqdorining ortishiga olib keladi; bu esa sarflanadigan H 2 SO 4 mehyorini orttirishni talab etadi. Fosforitda kalg’tsiydan tashqari erimaydigan sul’fatlar hosil qiluvchi boshqa elementlar yo’q bo’lganda, sul’fat kislotaning stexiometrik mehyori (n) quyidagi formula bilan aniqlanadi: n = 98[l/56 – (m/142 – ‘/40 – q/160 – r/102)]. Bu yerda: l, m, ‘, q, r – xom ashyo tarkibidagi (mos holda) CaO, ‘ 2 O 5 , MgO, Fe 2 O 3 va Al 2 O 3 larning massa bo’yicha % miqdorlari; 56, 142, 40, 160 va 102 – tegishlicha ularning molekulyar massalari. Sul’fat kislotaning aniq (real) mehyori uning hisoblangan mehyoridan birmuncha kichik bo’ladi, chunki Sa 2+ ionining bir qismi F - SiF 6 2- ionlari bilan ham birikadi. Boshqa qo’shimchalar esa uning miqdorini oshirishi mumkin. SHuning uchun har bir turdagi xom ashyo uchun sul’fat kislotaning amaliy mehyori tajriba yo’li bilan belgilanadi. Apatitni davriy sharoitda 63% H 2 SO 4 dan yuqori kontsentratsiyali sul’fat kislota eritmasi bilan parchalanganda kalg’tsiy sul’fatning yarimgidrat va angdrit shaklining uzunligi 5-7 va eni 1-2 mkm bo’lgan mayda ignasimon kristallari hosil bo’ladi. Ignasimon kristallar fosfat donachalari sirtida qalin quyqali parda hosil qiladi. Bu esa reaktsiyani to’xtatadi, natijada superfosfat massasi yomon qorishadi, undagi suyuq faza qattiq zarracha sirtida qoladi va fizik xossasi yomon bo’lgan – sochiluvchanligi kam ho’l «ifloslangan» mahsulot olinadi. Parchalanish jarayonini 63% H 2 SO 4 dan quyi kontsentratsiyali sul’fat kislota eritmasi bilan o’tkazilganda esa kalg’tsiy sul’fatning nisbatan yirik (10-15 mkm) kristallari hosil bo’ladi. Ular fosfat sirtida unga kislotaning diffuziyalanishini kam darajada qiyinlashtiradigan yoriqli g’ovak qobiq hosil qiladi; shuning uchun reaktsiya tezroq ketadi va quruq sochiluvchan mahsulot olinadi. Boshlang’ich sul’fat kislotaning kontsentratsiyasi qanchalik katta bo’lsa, mahsulotning namligi ham shunchalik kam bo’ladi va undagi P2O5 miqdori ortadi. Lekin, sul’fat kislota kontsentratsiyasining yetarli darajadan yuqori bo’lishi yuqorida izohlangan holatni keltirib chiqaradi. SHunday qilib, kislota kontsentratsiyasining optimal doirasi bo’lib, uning chegarasi xarorat va aralashtirish sharoitiga bog’liqdir. Optimal kontsentratsiya, xarorat va sul’fat kislota mehyori fosfat xom ashyosining xar bir navi uchun tajriba sharoitidan kelib chiqib aniqlanadi. Ishlab chiqarish jarayonida reagentlarning uzluksiz aralashtirishda qisman tahsirlashgan reaktsion aralashma – suspenziya (bo’tqa) kiritiladi, bunda 50-60 O S xaroratdagi 68-69% li sul’fat kislota ishlatiladi. Bu holda suyuq fazada sul’fat va fosfat kislotalarning mahlum nisbati o’rnatiladi, kalg’tsiy sul’fatning kristallanishi yaxshilanadi va qorishuvchi (qotuvchi) massa g’ovak holatda hosil bo’ladi. Suspeziyaning oquvchanligini yo’qotishi va qotib qolishini oldini olish maqsadida uning aralashtirgichda bo’lish vaqti qisqa muddatli bo’ladi, ammo bu vaqtda xom ashyoning parchalanish darajasi belgilangan darajaga yetib borishi kerak. Boshlang’ich sul’fat kislota kontsentratsiyasi kanchalik katta bo’lsa, aralashtirgichdan chiqadigan suspeziyadagi apatitning parchalanish darajasi shunchalik yuqori darajada ushlab turiladi va fosfat zarrachalari sirtiga suyuqlik o’tkazmaydigan kalg’tsiy sul’fat qobig’ining hosil bo’lmasligi uchun H 2 SO 4 :H 3 ’O 4 nisbat ham shunchalik kichik darajada bo’lishi kerak. Agar boshlang’ich sul’fat kislota kontsentratsiyasi 68% li bo’lsa, optimal sharoit uchun aralashtirgichda suspenziyaning bo’lish vaqti 5-7 min, uning aralashtirgichdan chiqish xarorati 110-115 O S bo’ladi. Fosfat parchalanishining birinchi bosqichida sul’fat kislota bilan fosfatning mayda zarrachalari tahsirlashadi, reaktsiya nihoyatda shiddatli kechadi va fosfat kislota hosil bo’ladi. Ikkinchi bosqichda esa fosfatning yirik zarrachalari bilan fosfat kislota va reaktsiyaga kirishmagan sul’fat kislota tahsirlashadi. Bunda suyuq fazadagi eritmaning neytrallanib borishi tufayli reaktsiya tezligi birmuncha pasayadi. Kamerada superfosfat massasining suyuq fazasining monokalg’tsiyfosfatga to’yinib borishi bilan ham parchalanish tezligi yanada pasayadi. Ikkinchi fazada parchalanish tezligining pasayishini suyuq fazanining neytrallanib borishi, yirik fosfat zarrachalarining parchalanishi va fosfat sirtida kalg’tsiy sul’fat qobiqlarining hosil bo’lishi bilan izohlanishi mumkin. Download 1.89 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|