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

1.3. Ammofos ishlab chiqarish nazariyasi va texnologiyasi.

Ma’lum xomashyo uchun fosfat kislotaning stexiometrik me’yori – ko’rsatilgan reaktsiyalarni va boshlang’ich ekstraksion fosfat kislota eritmasidagi neytrallovchi (CaO, MgO, P₂O₃) va kislotali (H₂SO₄) qo’shimchalarning bo’lishini e’tiborga olgan holda belgilanadi.

Tabiiy fosfatni fosfat kislotali parchalashdan olinadigan bo’tqa tarkibidagi erkin fosfat kislotani gaz holatidagi ammiak bilan neytrallash jarayonida dastlab monoammoniyfosfat hosil bo’ladi:

H₃PO₄ + NH₃ = NH₄H₂PO₄

Neytrallanish issiqligining ajralishi hisobiga massaning xarorati 80-90^OC gacha ko’tariladi va buning hisobiga ammofosfat bo’tqasi birmuncha quriydi. Bunda suvda eriydigan P₂O₅ miqdori kamaymaydi.

Nisbatan kuchliroq ammoniylashtirish natijasida monokalsiyfosfat dikalsiyfosfatga aylanadi:

Ca(H₂PO₄)₂∙H₂O + NH₃ + H₂O = CaHPO₄∙2N₂O + NH₄H₂PO₄

Ca(H₂PO₄)₂∙H₂O + CaSO₄ + 2NH₃ + 3H₂O = 2CaHPO₄∙2H₂O + (NH₄)₂SO₄

Bunday chuqur ammoniylashtirish natijasida ammofosdagi suvda eriydigan P₂O₅ miqdori anchagina kamayadi, ammo o’zlashadigan P₂O₅ miqdori sezilarli o’zgarmaydi. Ammoniylashtirishni yanada davom ettirish P₂O₅ retrogradatsiyasiga olib keladi – dikalsiyfosfat o’simliklar qiyin o’zlashtiriadigan trikalsiyfosfat shakliga aylanadi:

3CaHPO₄∙2H₂O + 2NH₃ = Ca₃(PO₄)₂ + (NH₄)₂HPO₄ + 6H₂O

NH₄H₂PO₄ + NH₃ = (NH₄)₂HPO₄

(NH₄)₂HPO₄ + 3CaHPO₄∙2H₂O = Ca₃(PO₄)₂ + 2NH₄H₂PO₄ + 6H₂O

2CaHPO₄∙2H₂O + CaSO₄ + 2NH₃ = Ca₃(PO₄)₂ + (NH₄)₂SO₄ + 4H₂O

Ammofos texnologiyasining qo’shaloq superfosfat texnologiyasidan farqi shundaki, bunda ishlatiladigan ikkilamchi fosfat oz miqdorda bo’ladi, ya’ni qo’shaloq superfosfat ishlab chiqarishdagi ikkilamchi fosfat bilan kiradigan umumiy miqdorining 25% o’rniga ammofos ishlab chiqarishda 10-15% P₂O₅ ishlatiladi. Ammofos ishlab chiqarishda kislota me’yorining haddan yuqori bo’lishi, xattoki quyi navlardagi fosfatli xomashyolardan olingan EFK ishlatilganda ham ikkilamchi fosfat parchalanish darajasining yuqori bo’lishini ta’minlaydi. Superfosfatlar samaradorligi bilan solishtirilganda ammofos agrokimyoviy samaradorligining yetarli darajada yuqori bo’lishi, ayniqsa quyi navli fosfatli xomashyolar ishlatilishi ammofos ishlab chiqarish sanoatini tashkil etish maqsadga muvofiqligini ko’rsatadi.

Ammofos ishlab chiqarish texnologiyasi umumiy holda quyidagi bosqichlarni o’z ichiga oladi: fosfat unlarini fosfat kislota bilan parchalash; so’ngra 93% sulfat kisotasi bilan 85-90°C haroratda 4 soat davomida parchalash jarayoni olib boriladi. Jarayon tugagandan so’ng filtr lanadi olingan ekstraksion fosfor kislotasini ammiak bilan neytrallash (pH ko’rsatkichi 3,5 va undan yuqori) yoki kislotali bo’tqa olish (pH ko’rsatkichi 2,5 va undan kam); ammoniylangan bo’tqani bug’latish; bo’tqani qo’shimcha ammoniylash (agar lozim bo’lsa); mahsulotni donadorlash va quritish; donachalarni qayta ishlashning standartli bosqichi. Shunday qilib, ammofost ishlab chiqarish bosqichlari (fosfatni parchalash qo’shimcha bosqichi e’tiborga olinmaganda) amalda bug’latilmagan fosfat kislotadan ammofos ishlab chiqarish bosqichlariga o’xshaydi. Uni ishlab chiqarishdagi qator texnologik usullar ham (shu jumladan kislotali fosfat bo’tqasini bug’latish mumkinligi) bir xildir. Ammofosning aniq texnologiyasi EFK ishlab chiqarishda va ikkilamchi fosfat sifatida ishlatiladigan xomashyolar turi bilan belgilanadi.

Ammofos bo’tqasini ammiak bilan neytrallash fosfatli xomashyo parchalanish darajasini yuqori darajada saqlagan holda amalga oshiriladi. Parchalanish koeffitsenti asosan kislota me’yoriga bog’liq bo’ladi. Fosforitlarni undan olingan kislota bilan 250% li me’yorda parchalanganda parchalanish darajasi ≈70% ni tashkil etadi, parchalanish darajasining bunday ko’rsatkichga apatitdan olingan kislota bilan 210% li me’yorda fosforitlarni parchalash orqali erishiladi.

Ammofos texnologiyasi va jarayonning jihozlanishi ko’pincha ammoniylashtirilgan bo’tqa reologik xossalariga bog’liq bo’lib, bu o’z navbatida kislotalilik muhiti ko’rchatkichi, xomashyo turi, fazalar nisbati va jarayon haroratiga bog’liqdir.

1-jadval

Parchalashning 2-bosqichiga beriladigan fosfat me’yorlari

(mahsulotdagi P₂O₅ umumiy miqdoriga nisbatan % hisobida)

Fosfatni parchalash uchun ishlatiladigan kislota
boshlang’ich xomashyo	konsentra-tsiyasi, % P2O5	Sulfat kislotasining me’yori
Apatit	52	90-100
Apatit	29	100-105
Fosforit	20	105-110
Termokonsentrat	25	105-110

Ammofos bo’tqasi qovushqoqlik xossalari kislotali parchalashga beriladigan fosfat miqdorini belgilaydigan omillardan biri hisoblanadi; ikkilamchi fosfat miqdorini cheklaydigan ikkinchi omil olinadigan o’g’itning agrokimyoviy xossalari hisoblanadi. 1-jadvalda parchalashning 2-bosqichiga beriladigan fosfat miqdorlari ko’rsatilgan.

Belgilangan texnik shartlarga muvofiq, mahsulot tarkibida: 45-46% P₂O_5umum., 36-39% P₂O_5s.e., 10-11% N va 1,5% dan kam suv bo’ladi.

Ammoniy fosfatlarning xossalari. Ammoniy fosfatlari, odatda, fosfat kislota tuzlari – ammoniy digidrofosfat yoki monoammoniyfosfat [MAF] NH₄H₂PO₄, ammoniy gidrofosfat yoki diammoniyfosfat [DAF] (NH₄)₂HPO₄, va ammoniy fosfat yoki triammoniyfosfat (NH₄)₃PO₄ nomlari bilan yuritiladi. Eng barqaror birikma monoammoniyfosfat hisoblanadi, uni 100-110°C gacha qizdirilganda amalda ammiakning ajralishi kuzatilmaydi. Diammoniyfosfat 70°C haroratdayoq ammiak yo’qota boshlaydi va monoammoniyfosfatga aylanadi:

(NH₄)₂HPO₄  NH₄H₂PO₄  NH₃

triammoniyfosfat esa havoda 30-40°C da parchalanadi, shuning uchun uni sanoatda ishlab chiqarilmaydi.

100°C da NH₄H₂PO₄ ustidagi ammiak bug’ining bosimi amalda nolga, (NH₄)₂HPO₄ ustidagi – 1,2 ga, (NH₄)₃PO₄ ustidagi esa – 85,7 kPa ga tengdir. 125°C da bu tuzlar ustidagi NH₃ ning bosimi muvofiq holda 0,008, 4,5 va 157 kPa gacha ortadi. 190,5°C da monoammoniyfosfat ozgina miqdordagi NH₃ yo’qotib suyuqlanadi. Bu haroratda uning degidratlanishi sekinlik bilan sodir bo’lib, ammoniy polifosfatlariga aylanadi va bu jarayon haroratning ortishi bilan tezlashadi.

20°C dagi to’yingan suvli eritmada: 27,2% NH₄H₂PO₄ yoki 40,8% (NH₄)₂HPO₄ bo’ladi; qaynash harorati (109,4^OC) da esa 71,8% NH₄H₂PO₄ bo’ladi. NH₃ – H₃PO₄ – H₂O sistemadagi eruvchanlik 8 – rasmda tasvirlangan.

8 – rasm. 25 va 75°C haroratdagi NH₃ – H₃PO₄ – H₂O sistemadagi eruvchanlik izotermasi.

25°C dagi NH₄H₂PO₄ – (NH₄)₂HPO₄ – H₂O sistemasida eruvchanlik diagrammasi (9-rasm) dan ko’rinadiki, monoammoniyfosfat konsentratsiyasining ortishi bilan diammoniyfosfatning eruvchanligi amalda o’zgarmaydi; diammoniyfosfat konsentratsiyasining ko’tarilishi bilan esa monoammoniyfosfatning eruvchanligi ortadi; u NH₃:H₃PO₄ molyar nisbati ~1,5 ga teng bo’lganda maksimumga erishadi. 0,1 M eritmaning pH qiymati: NH₄H₂PO₄ uchun – 4,4, (NH₄)₂HPO₄ uchun – 8,0 va (NH₄)₃PO₄ uchun esa – 9,4 ga tengdir.

9 – rasm. 25°C haroratdagi NH₄H₂PO₄ – (NH₄)₂HPO₄ – H₂O sistemadagi eruvchanlik izotermasi.

Mono- va diammoniyfosfatlarning gigroskopikligi kamdir. 50°C dagi NH₄H₂PO₄ ning gigroskopiklik nuqtasi 88% ga, 15°C da esa – 97% ga tengdir (texnik mahsulotlarda qo’shimchalarning ishtirok etishi uning gigroskopikligini oshiradi).

Ammoniy fosfatlari qishloq xujaligida o’g’it sifatida keng qo’llaniladi. Ular yuqori konsentratsiyali ballastsiz o’g’itlar hisoblanadi va tarkibida ikkita asosiy ozuqa elementlari – suvda eruvchan shakldagi azot va fosfor tutadi.

Toza monoammoniyfosfatda 12,2% N va 61,7% P₂O₅ (jami 73,9%), diammoniyfosfatda – 21,2% N va 53,8% P₂O₅ (75,0%) bo’ladi. Diammoniyfosfatda ozuqa moddalarining N:P₂O₅ massa nisbati (1:2,5) monoammoniynisbatdagi (1:5,1) ga nisbatan ancha maqbul bo’ladi.

Ammoniyli-fosfatli o’g’itlardan ammofos – oz miqdordagi (~10%) diammoniy-fosfat qo’shimchasi bo’lgan monoammoniyfosfat ko’p miqdorda ishlab chiqariladi.

Davlat standartlari (DAST 18918-85) talablariga muvofiq, donadorlangan ammofos ikki xil markada: A – apatit konsentratidan va B - fosforitdan olingan Ekstraksion fosfat kislotani ammiak bilan neytrallash natijasida ishlab chiqariladi. A markali oliy va 1-sifat kategoriyali va B markali oliy va 1-sifat kategoriyali mahsulotlar tarkibida, muvofiq ravishda: 52 va 501% dan kam bo’lmagan, 44 va 421% dan kam bo’lmagan P₂O_5o’zl.; 48, 46, 34 va 32% P₂O_5s.e.; 121, 121, 111 va 101% N va 1% dan ko’p bo’lmagan H₂O bo’ladi. O’lchamlari 1-4 mm bo’lgan donachalarning ulushi oliy navda 95% dan va birinchi navda 90% dan kam bo’lmasligi kerak. Ammofosdagi N:P₂O₅ nisbati ~1:4 ga tengdir.

Tarkibida diammoniyfosfat va fosfat kislotadan o’tadigan qo’shimchalari bo’lgan azot bo’yicha nisbatan konsentrlangan o’g’it – diammofos ham ishlab chiqariladi. Agar diammofos ishlab chiqarish uchun apatit konsentratidan olingan Ekstraksion fosfat kislota ishlatilsa, bunda mahsulot tarkibida: 481% P₂O_5o’zl., 18% dan kam bo’lmagan N va 1,5% dan ko’p bo’lmagan H₂O bo’ladi. N:P₂O₅ nisbati katta bo’lgan o’g’it ishlab chiqarish uchun ammofos va diammofosga azotli o’g’itlar – ammoniy nitrat yoki karbamid qo’shiladi.

Termik yoki tozalangan Ekstraksion fosfat kislotadan olinadigan diammoniyfosfat hayvonlar ozuqasi uchun ishlatiladi. Ammoniy fosfatlari, shuningdek, oziq-ovqat va farmatsevtika sanoatida ham ishlatiladi; ular antipirenlar sifatida va qurilish materiallarining yong’inga bardoshliligini oshirish uchun ishlatiladi.