O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi namangan muhandislik-texnologiya instituti «Kimyo-texnologiya»

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI

OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI

NAMANGAN MUHANDISLIK-TEXNOLOGIYA INSTITUTI
«Kimyo-texnologiya» fakulteti

«Kimyoviy texnologiya» kafedrasi

«Himoyaga ruhsat etildi»

Fakultet dekani

______ t.f.n., dots. A.Mamaxanov

“___”________ 2017 yil

5320400 – Kimyoviy texnologiya (ishlab chiqarish turlari bo’yicha)

bakalavriatura ta’lim yo’nalishi bitiruvchisi

AXMADQULOV ZOKIRJON FARXODJON O’G’LINING
Ekstraksion fosfor kislotasidan ammofos olishda bug’latish apparatini takomilashtirish

BITIRUV MALAKAVIY ISHI

Bituruvchi: Z. Axmadqulov

BMI raxbari: ­­­ dots. Z. Dehkanov

Kafedra mudiri: dots. D.Sh. Sherqo`ziyev

Namangan-2017

MUNDARIJA

	Kirish.................................................................................................	3
I.	Texnologik bo’lim...................................................................................	6
1.1.	Ammoniy fosfatlar va ammofos ishlab chiqarishning fizik-kimyoviy xususiyatlari .........................................................................................	6
1.2.	Monoammoniyfosfat va diammoniyfosfat ishlab chiqarish.....................	8
1.3.	Ammofosfat ishlab chiqarish nazariyasi va texnologiyasi.......................	29
1.4.	Ammofos ishlab chiqarish jarayonining texnologik sxemalari.................................................................................................	34
1.5.	Ammofos ishlab chiqarish jarayoning texnologik hisoblari, moddiy va issiqlik balanslari.................................................................................	43
II.	Ishlab chiqarishni avtomatlashtirish................................................	46
2.1.	Texnologik jarayonni avtomatik boshqarish.........................................	46
III.	Iqtisodiy samaradorlik ko’rsatkichlari............................................	50
3.1.	Ish vaqti fondini rejalashtirish.............................................................	51
IV.	Mehnat muhofazasi va atrof muxitni muhofaza qilish.......................	55
	Xulosa......................................................................................................	65
	Foydalanilgan adabiyotlar.................................................................	68
	Ilovalar………………………………………………………………….	70

KIRISH

Ayni vaqtda mamlakatiniz bosib o’tgan taraqqiyot yo’lining chuqur tahlili, bugungi kunda jahon bozori kon’yunkturasi keskin o’zgarib, globallashuv sharoitida raqobat tabora kuchayib borayotgani davlatimizni yanada barqaror va jadal sur’atlar bilan rivojlantirish uchun mutlaqo yangicha yondashuv hamda tanoillarnini ishlab chiqish va ro’yobga chiqarishni taqozo etmoqda (Ўзбекистон Республикаси қонун ҳужжатлари тўплами, 2017 й., 6-сон, 70-модда).

Ushbu qonun xujjatlarida keltirilgan manbalarga asoslanib Markaziy Qizilqum fosforitlari Afrika-Arab xududlardagi yirik fosforit konlariga o’xshash donador turlarga kiradi. Fosfat xom ashyosi zahirasi 100% P₂O₅ hisobida 40,5 tonnani tashkil etib, O’zbekiston Respublikasini fosforli o’g’itlarga bo’lgan talabini 95 yildan ortiq qondira oladi [1].

Shuni alohida aytish joizki, Qizilqum fosforitlari tarkibidagi asosiy komponent hisoblanmish fosfor bo’yicha past navli rudalarga tegishlidir. Ruda tarkibida ko’p miqdorda karbonatli birikmalar (kalsiy moduli – CaO:P₂O₅=2,85), gilli minerallar va organik moddalar mavjud. Qizilqum fosforitlarini qazib olishda undagi asosiy komponent fosforning konsentratsiyasini samosval-radiometrik usul yordamida aniqlashda fosforitlar bir necha navlarga bo’linadi. O’ta past navli ruda bu minerallashgan massa bo’lib, undagi P₂O₅ miqdori 10-12% tashkil etadi va ayni kunda chiqindi sifatida tashlab yuborilyapti.

Yuqori konsentratsiyali fosforli o’g’it - ammofos olish uchun Qizilqum fosforitlari boyitilishi zarur. Bugungi kunda Navoiy tog’ - metallurgiya kombinatida fosforitning 19,5-20,5% va undan baland P₂O₅ tutgan yuqori navli qismi zarrachalari aniq bir o’lchamga keltirilguncha quritiladi va maydalaniladi, so’ngra esa klassifikatsiyalanadi. Keyin fosforit uni quruq boyitish usuli yordamida 21-22% P₂O₅ gacha kontsentrlanadi. Quruq usulda boyitilib chiqqan fosforit uni o’choq bo’limiga yuboriladi va bu yerda u 850-900^oC haroratda kuydiriladi. Natijada uglerod dioksidi 85-90% chiqib ketadi, organik moddalar esa to’liq yonib ketadi. Kuydirish jarayonidan keyin hosil bo’lgan termokonsentratdagi fosfor miqdori 24-25% ga yetadi, biroq CaO: P₂O₅ nisbati – yuqoriligacha (2,05-2,10) qoladi. 2014 yildan hozirgi kungacha Navoiy viloyatining Zarafshon shahrida unumdorligi yiliga 716 ming tonna termokonsentrat chiqaradigan kuydirish qurilmasi ishlab turibdi. Boyitish texnologiyasining murakkabligi hamda issiqlik va energetik harajatlarning yuqoriligi sababli fosforit konsentrati, shuningdek undan olinadigan fosforli o’g’itlarning tannarhini sezilarli oshishiga olib kelyapti.

Bugungi kunga kelib yiliga 716 ming tonna kuydirilgan konsentrat va 200 ming tonna atrofida fosforit uni mos ravishda ammofos, suprefos, ammoniy sulfatfosfat, nitrokalsiyfosfat va oddiy superfosfat o’g’itiga qayta ishlanayapti. O’zbekiston Respublikasi qishloq xo’jaligining fosforli o’g’itlarga bo’lgan talabi 518,27 ming tonna 100% li P₂O₅ ni tashkil etadi. Kimyoviy korxonalar: «Ammofos-Maksam» AJ, «Qo’qon superfosfat zavodi» AJ, «Samarqandkimyo» AJ 146 ming tonna atrofida 100% li P₂O₅ hisobidagi o’g’it ishlab chiqaradi. Bu miqdor qishloq xo’jaligi talabining 25% ini tashkil qiladi va Olmaliq shahridagi «Ammofos-Maksam» AJ kuydirilgan foskonsentratning yetishmasligi sabab to’la quvvatda ishlamayapti.

Katta miqdordagi mergel va kabonat (minerallashgan massa) jinslari yuqori bo’lgan past navli fosforitlar chiqindi sifatida atrofga yig’ilib bormoqda. Kelajakda Qizilqum fosforit kombinatining kengayishi hisobiga qazib olinayotgan ruda miqdori 4000 tonnaga yetadi. Albatta buning natijasida past sifatli fosforitlar hajmi ortib boradi.

Ilmiy-texnikaviy adabiyotlar tahlili, Qizilqum fosforitlarini har xil turdagi fosfor tutuvchi kompleks o’g’itlarga qayta ishlash muammolariga bag’ishlangan ishlar juda ko’pligini ko’rsatadi.

Mavzuning dolzarbligi dunyoda qishloq xo’jaligi ekinlaridan yuqori va sifatli hosil etishtirishning asosiy omillaridan biri mineral o’g’itlardan ratsional foydalanish hisoblanadi. Shuning uchun qishloq xo’jaligini mineral o’g’itlar bilan optimal darajada ta’minlash dolzarb muammolardan biri bo’lib qolmoqda.

Ammofos olishda bug’latish uchun katta miqdorda issiqlik sarf qilinadi. EFK ammoniylashda chiqayotgan issiqlikni dastlabki xomashyoni bug’latishga sarflanishi ushbu issiqlikni tejashga imkon yaratadi.

Tadqiqot ob’ekti: Markaziy Qizilqum fosforitlari, EFK, sulfat kislota, ammiak, ammofos, kimyoviy boyitilgan fosfokonsentratlar.

Tadqiqot predmeti: Markaziy Qizilqum fosforitlairidan EFK olish, har xil pH larda ammoniylash, yuqori konsentrasiyali ammofos olish.

Mazkur ishlarning ko’pchiligi oddiy va qo’sh superfosfat, mono- va diammoniyfosfat, azot-fosfor-kalsiyli (AFKO’), nitrofos va organomineral o’g’itlar olish jarayonini o’rganishga yo’naltirilgan. Bu ishlarning asosiy kamchiligi texnologik tizimning murakkabligi va boyitilgan foskonsentratning qo’llanilishi bo’lib, natijada, tayyor mahsulot tannarxining oshishiga olib keladi.

Ma’lumki, fosfatlarni kislotali qayta ishlashning o’ta jadal va istiqbolli usullaridan biri fosforitlarni azot kislotada parchalash hisoblanadi. Ushbu usulning afzalligi shundaki, fosforitlarni azot kislotali qayta ishlashda undagi vodorod ioni fosfat mineralini parchalashda foydalanilsa, anion esa mahsulot tarkibida azot ko’rinishidagi kerakli ozuqa komponenti sifatida qoladi.

Qizilqum fosforitlarini azot kislotali parchalashga bag’ishlangan ishlar atigi bir nechadir. Ma’lum bo’lgan usullar yordamida kompleksli o’g’itlar olishda asosan termo- va kimyoviy boyitilgan fosforit konsentratlari va azot kislotasidan foydalaniladi. Azot kislotali eritmadagi CaO:P₂O₅ nisbatini kamaytirish uchun kalsiy muzlatish yo’li bilan ajratib olinadi.

Berilgan ushbu ishlarning asosiy kamchiligi texnologiyaning murakkabligi, uchinchi ozuqa komponenti kaliyning yetishmasligi va qimmatli fosforit konsentratining qo’llanilishi bo’lib, o’g’it tannarxining oshishiga olib keladi.

Ta’kidlab o’tish joizki, O’zbekiston hududidagi qishloq xo’jalik ekinlarining biologik xususiyatlari va tuproq turlarining xilma-xilligi o’g’itlar assortimentlaridagi azot, fosfor va kaliylarning turli xil nisbatlarining zarurligi bilan tushuntiriladi. Bir vaqtning o’zida azot-fosfor-kaliy o’g’itlarini tuproqqa berishda ularni tashishga ketadigan harajatlar kamayadi.

I. TEXNOLOGIK BO’LIM

1.1. Ammoniy fosfatlar va ammofos ishlab chiqarishning fizik-kimyoviy xususiyatlari.
Ammoniy fosfatlari ishlab chiqarish uchun ammiak va ortofosfat kislota (ekstraktsiyali ham, termik ham) xomashyo hisoblanadi. Fosfat kislotani ammiak bilan neytrallanish ko’p miqdordagi issiqlik ajralishi bilan sodir bo’ladi:

H₃PO_4(s)  NH_3(g)  NH₄H₂PO_4(q)  147 kj

H₃PO_4(s)  2NH_3(g)  (NH₄)₂HPO_4(q)  215 kj

1-rasmdan ko’rinadiki, jarayonni AV chiziq bo’yicha amalga oshirish natijasida eng ko’p miqdordagi monoammoniyfosfat olishga erishiladi. Tarkibida 40% H₃PO₄ (~29% P₂O₅) bo’lgan ekstraksion fosfat kislotani neytrallashda xattoki 25°C haroratda ham kristallarning unumi unchalik ko’p bo’lmaydi (S nuqtadagi sistema). Konsentrlangan fosfat kislotani (75% H₃PO₄ yoki 54% P₂O₅) neytrallanishidagi sistemaning tarkibi D nuqtaga muvofiq keladi va hosil bo’ladigan qattiq fazaning miqdori 75°C dan yuqori haroratda ham eng ko’p bo’ladi. Bunga reaksiyaning issiqligi hisobiga bir qism suvning bug’lanishi ham yordam beradi.

Ammofos ishlab chiqarishda qo’shimchalar bilan ifloslangan ekstraksion fosfat kislota ishlatilganligi uchun, uning ammiak bilan pH3 gacha neytrallanish jarayonida HPO₄∙2H₂O turidagi temir va alyuminiyning o’rta fosfatlari va temiralyuminiyammoniyfosfatlari – NH₄(Fe,Al)(HPO₄)₂∙0,5H₂O, dikalsiyfosfat CaHPO₄∙2N₂O, gips, ftoridli va ftorsilikatli tuzlar, magniyammoniyfosfat NH₄MgPO₄∙H₂O ajralib chiqadi, suyuq fazada esa ammoniy sulfat paydo bo’ladi.

Fosfat kislotani ammoniylashtirishda, tarkibida ammoniy fosfatlari, erkin fosfat kislota, suv va cho’kadigan qo’shimchalar bo’lgan kislotali suspenziya hosil bo’ladi. Ammiakning yutilish me’yori bo’yicha suspenziya miqdori va komponentlarining tarkibi hamda haroratining ortishi xuddi uning xossasi – pH qiymati, qattiq fazalar eruvchanligi, qovushqoqligi (oquvchanligi) va boshqalar kabi muntazam o’zgarib turadi.

1 – rasm. Ammoniy fosfatlar to’yingan suvli eritmalari ustidagi ammiak bosimining NH₃:H₃PO₄ molyar nisbatiga bog’liqligi.

2 – rasm. 65-75°C haroratdagi Ammoniy fosfatlar to’yingan eritmalari pH qiymatining NH₃:H₃PO₄ molyar nisbatiga bog’liqligi.

To’yingan suvli eritma ustidagi ammiakning muvozanatli bosimi NH₃:H₃PO₄ molyar nisbatiga bog’liqdir (1–rasm). Unga esa vodorod ko’rsatkich – pH qiymati bog’liq (2–rasm), pH qiymati orqali jarayonni boshqarib turiladi. 25°C da NH₃:H₃PO₄ molyar nisbati 1,45 ga yaqin bo’lgan to’yingan eritma maksimal zichlik va qovushqoqlikka ega bo’ladi. Suspenziya tarkibining o’zgarishi ularning suyuq fazalarining qaynash haroratiga katta ta’sir ko’rsatadi, buni konsentrlash va suvsizlantirishning optimal tartib (rejim) larini tanlashda e’tiborga olish lozimdir.