Uzbekiston respublikasi oliy va urta maxsus ta`lim vazirligi

2 50 К
,
3.23 — раем. Харорат ва эрптмадаги Р^О.^ мпндоршшиг ажратиладиган калыцш су.1|ы|)ат чукмасинпнг ама-чии гидратланишига таъсири.
Шунга мое холда фосфат кислотани экстракциялашнинг учта: дигидратли, яримгидратли ва ангидритли усуллари бир-биридан фаркланади. Дигидратли усул кенг таркалган булиб, уни 65-80°С хароратда утказилади ва таркибида 30-32% гача Р^О,-, булган кислота олинади. 90-105°С хароратда амалга ошириладиган яримгидратли усулда 50% гача р^о.-) тутган кислота ишлаб чикдриш имкониятини беради. Экстракциялашнинг комбинациялашган яримгидрат-дигидратли усуллари янада кенгрок тарцалмокда, унда дастлаб яримгидрат хрсил килинади, сунгра, суспензияни суюлтириш ва совутиш оркали уни гипсга кайта кристаллантирилади. Бундай усуллар хом ашёдан унумли фойдаланган холда юцори концентрацияли (50% гача Ра^.-,) кислота олиш имкониятини яратади. Ангидридли режим юкори хароратда жихозларнинг коррозияланиш хавфи катта булганлиги ва кальций сульфатнинг майда кристалларидан фосфат кислота ва ювувчи эритманинг утиши кийинлиги туфайли фильтрланишнинг ёмонлашиши сабабли хозирча кулланилмайди. Бу кийинчиликларни бартараф этиш буйича изланишлар утказилмокда.
Экстракциялашда хосил буладиган кальций сульфат кристалларининг шакли ва улчами — чукма катламининг фильтрлаш хоссасини белгилаб беради, шундай экан, унинг фосфат кислотадан ювилиш самарадорлиги хароратга ва кислота концентрациясига, туйинишнинг пасайиш даражаси ва шароитига богликдир. Улар хам шунингдек, эритмадаги Са²⁴^ ва 804²' ионларининг нисбатига ва магний, алюминий, фтор бирикмалари каби кушимчаларнинг концентрациясига богликдир. Са ⁺ ионлари ортикча булганда гипс узунлиги 20-80 мкм булган юпка игнасимон шаклда ажралади; 804 ионлари ортикча булганда эса, аксинча, гипс кристалларининг улчами энига 100 мкмгача ва буйига бир неча юз микрометргача етади.
Йирик кристалли бир жинсли гипс чукмасини олиш учун суюк фазадаги 80;(:СаО моляр нисбати имконият даражасида 1,5-4,0 оралигида булиши лозим. Яримгидрат кристаллантирилишида у стехиометрик нисбатга якин булиши керак, ангидритда эса 10-15 га тенг будади. Курсатиб утилган модификацияларга мое холда эритмадаги бо;} 1,5-2,5;
0,8-1,2%; 2,5-4,5% булиши оптимал хисобланади. Гипснинг кристалланишини иложи борича камтуйинган эритмадан кристалланишини таъминлаш лозим. Бу шарт-шароитлар суспензиянинг интенсив аралаштирилишини, унинг рециркуляциясини (бошлангич компонентларни киритиш кисмига кайтариш), сульфат ва айланма фосфат кислоталарни олдиндан аралаштиришни ва бошка йул-йурикларни амалга ошириш йули билан таъминланади. Экстракциялашнинг дигидратли усулида эса, аксинча, ихчам шарсимон кристаллар булаклари хосил килиш хусусиятига эга булган юкори туйинувчанлик ушлаб турилади.
Кальций сульфатнинг кристалланишига эритмадаги кушимчалар хам таъсир этади. Кристалланишга эритмада (АШпУ '"⁾⁺ туридаги комплекс ионлар хосил килувчи алюминий ва фтор бирикмалари каби кушимчалар янада купрок таъсир килади; (А!?!^⁰""^ комплекс ионлари кристалларнинг маълум томонларига сурилиб, изометрик ясси гипс кристаллари ва олтикиррали яримгидрат призмалари ажралиб чикишига сабаб булади.
Суспензиянинг суюк фазасида суьфатлар микдорини оптимал дара жа да ушлаб туриш махсулот кислотасига юцори даражадаги Р^Ог) утишига эришишда мухим шароит хисобланади. Сульфатлар концентрациясининг пасайиши натижасида фосфат минералларининг парчаланиш даражаси ва тезлиги камаяди, шу билан биргаликда 504² ва НР04² ионларининг радиуслари якин булганлиги сабабли кальций сульфат кристалл панжарасига кальций фосфатларнинг уринлашиши («РаОд эгаллаш») ортади. Эркин сульфат кислота концентрациясининг ортиши Р^Оу эгаллашни камайтиради, аммо фосфат заррачалари сиртида диффузияланиш ва парчаланишни пасайтирувчи кальций сульфатнинг куйкали мустахкам катлами хосил килиб кристалланишига олиб келади. Шунинг ^ун амалиётда парчаланишга ул^рмай цоладиган хом ашё, Р^О^ эгаллаш ва чукмани вакуум-фильтрда туда ювмаслик хисобидан минимал йукотилишга эришиш ^тун йуналтирилган оптимал сульфатли тартиб (режим) танланади.
Экстракциялашнинг оптимал шароитида фосфат минералларининг парчаланиш тезлиги етарлича юкори булади, жараённинг давомийлиги эса кристалланиш тезлиги ва кальций сульфат кристалларининг усиши оркали аникланади. Амалда экстракциялаш давомийлиги хом ашё тури ва жараён тартибига караб 4-8 соат ни ташкил этади. Бу етарлича йирик (албатта, чуктиришнинг оптимал шароитига амал килинганда), фильтрда осон ажралувчи кристаллар хосил булишини таъминлайди ва реагентларни циска муддатда Нушиш натижасида юзага келувчи жараён курсаткичларига салбий таъсир этувчи омиллардан йирок булишга олиб келади. Жараён давом этишининг керакли вакти, тегишлича реакцион хажм (экстрактор) танлаш ва у оркали реакцион масса (суспензия) нинг секинлик билан, аммо шиддатли аралаштирилган холда утиши хисобига таъминланади. Реакцион хажм сифатида бир, икки ва ундан ортик сондаги реакторлар ишлатилади. Масалан, аралаштиргичлар билан таъминланган ва тусиклар билан ажратилган бир неча булинмалардан иборат тугри бурчакли катта резервуар шаклидаги
бир банкали экстрактор; булинмаларга ажратилган ёки тусиксиз 2-8 цилиндрик экстракторлардан иборат погонали курилма (каскад) кабилардан фойдаланилади.
Экстракторлар, аралаштиргичлар, утказувчи кувурлар, насослар ва бошка жихозлар кайнок фосфат кислота таъсири (коррозияси) дан ва суспензияни аралашиши хисобига юзага келадиган ишкаланиш таъсирида емирилиш (эрозия) дан химоя килинган булиши лозим.
Фосфатли хом ашё, сульфат ва айланма фосфат кислота меъёрлаштирувчи курилмалар ва насослар ёрдамида экстракторнинг биринчи булинмасига узатилади. Дастлабки аралашмада фосфат кислота хам булганлиги сабабли:
Са5(Р04)зР + 7НзР04 + 5Н20 = 5Са(Н2РС>4)2*Н20 + НР тенглама билан ифодаланувчи реакция хам содир булиши мумкин. ^осил буладиган монокальцийфосфат сульфат кислота билан кайта ишланиб, кальций сульфат кристаллантирилади. Экстракторнинг биринчи булинмасига, шунингдек, охирги ёки ундан олдинги булинмадан суспензиянинг бирталай кисми кайтарилади — бу эса туйинишнинг камайишини ва кальций сульфатнинг кристалланиш шароти яхшиланишини таъминлайди. Экстракторнинг газли бушлигидан хом ашёни парчаланиши натижасида ажраладиган фторли газлар абсорбцион системага суриб олинади, у ерда Н^81Рд нинг сувли эритмаси билан тутиб колинади.
Экстракторнинг охирги булинмасидан кальций сульфатнинг фосфат кислотали суспензиясидаги компонентларни ажратиш учун фильтрлашга юборилади. Фосфогипсни реакцией масса суюк фазасидан ажратиш натижасида — асосий фильтрат, фосфогипсни сув билан ювиш натижасида эса — ювинди фильтрат хрсил килинади. Асосий фильтратнинг бир кисми тайёр махсулот сифатида чикарилади, колган кисми эса ювинди фильтрат билан аралаштирилади ва айланадиган эритма тарзида экстракторга кайтарилади. Ювиш сонига боглик холда турли концентрациядаги бир неча фильтратлар хосил булади. Ювиш сони буйича фильтрлаш схемаси номланади, масалан уч-, туртфильтратли ва х.о.
Фосфогипснинг ажратилиши ва ювилиши барабанли лентали, айланувчи конвейер-тарновли (каруселли) ва бошка вакуум-фильтрлар да амалга оширилади. Фильтрларга куйиладиган асосий талаб бу фосфат кислотадан чукмани яхши ювиб олишни таъминлашдир.
Купинча катта кувватдаги экстракцион системаларда тарновли карусел ваку^^м-фильтрлар кулланилади (3.24 — раем). У алохида-алохида 24 тарновдан иборат ва уларнинг таг цисмига фильтрловчи тукима ёткизилган булади. Тарнов узунлиги 1,9 м ни, эни - ички булмасида 0,9 м ни, ташки булмасида эса 1,2 м ни ва чукурлиги 0,2 м ни ташкил этади. Тарновлар айланма рельс буйича харакатланадиган гилдиракли аравачаларга урнатилган булади.

2 — расм. Тарновли карусел вакуум-фильтр.
Иккита — бири тарнов билан биргаликда айланувчи харакатчан ва иккинчиси тегишли вакуум-йиггичлардаги кузгалмас головкалар ёрдамида фильтратлар суриб олинади. Х^ар бир тарнов фильтрлаш ва ювиш доираси (зонаси) дан утгандан сунг, фосфогипс катламини тукиш учун автоматик суратда агдарилади. Фильтрловчи тукима ювилади ва хаво билан куритилади. Сунгра тарнов яна ишчи холатга келади ва асосий фильтрлаш доирасига кучади. Фильтрлаш юзаси 40-100 м² га тенг. Бу фильтрнинг афзалликларидан бири — чукмани минимал микдордаги сув билан ювиш мумкин.
Вакуум-фильтрларда фосфогипсни ажратишда 1 м² фильтрлаш юзасидан бир соат ичида 500-800 кг гипс чукмаси ёки 1000-1400 кг яримгидрат ажратилади (курук масса хисобида). Фосфогипснинг гигроскопик намлиги 35-40% ни ташкил этади. Олинадиган (курук) фосфогипснинг микдори фосфатнинг нави ва кальций сульфатнинг гидратланиш даражасига боглик холатда кайта ишланадиган табиий фосфат массасининг 120-160% пни ташкил этади. Апатитнинг кайта ишланишида кальций сульфат яримгидратининг унуми 140% ни, дигидратининг унуми эса 160% ни ташкил килади. Ювилган сульфатли чукма фильтрлаш цехидан «курук» холатда транспортёр, автомашина ва бошкалар ёрдамида йукотилади ёки сув билан кориштирилиб насос ёрдамида чикинди хрвузларига хайдалади.
1^оратог, шунингдек, айникса Цизилкум фосфоритлари таркибида магний, алюминий ва темир бирикмалари сингари кушимчалар куп булганлиги учун экстракциялаш жараёнида бир талай кийинчиликлар келиб чикади, ишлаб чикаришнинг технологик курсаткичлари бирмунча пасаяди ва чикинди фосфогипснинг солиштирма хажми купаяди.
?^озирги пайтда бутун дунё саноатлари амалиётида сульфат кислотали экстракциялаш жараёнининг кальций сульфатни чуктириш тартиби ва технологик схемалар алохида бугинларининг ускунали жихозланиши: бошлангич реагентларни меъёрий киритиш, реакцион суспензия олиш, унинг хароратини бошкариш, ажралиб чикадиган фторли газларни зарарсизлантириш, суспензияни ажратиш ва сульфатли чукмани ювиш, уни чикиндихонага йукотиш билан фарцланувчи бир неча унлаб вариантлари ишлаб чикаришга татбиц этилган.
3.5.2. Экстракцион фосфат кислота олишнинг дигидратли усули
Жахон амалиётида (шу билан биргаликда бизнинг мамлакатимизда хам) экстракцион фосфат кислота ишлаб чикариш нисбатан содда ва ишончли булганлиги сабабли купчилик холларда дигидратли усулга асосланган. Узбекистондаги «Аммофос» ишлаб чикариш бирлашмаси (Олмалик) ва Самарканд кимё заводи технологик системаси хар бир навбатининг лойиха куввати 136 минг т/йил РдО,-) га тенг. Бу ишлаб чикариш корхонасида Цоратог ва г\изилкум фосфоритларидан экстракцион фосфат кислота ва ундан амммофос олинади.
Шундай кувват билан ЭФК ишлаб чикаришда темир-бетонли корпус билан никобланган турри бурчакли ун секцияли экстрактор (ишчи хажми 740 м³) ёки икки банкали (биридан иккинчисига суюклик уз-узича окиб тушувчи ва бир-бирига богланган икки цилиндрик реактор), актив фильтрлаш сирт юзаси 80 м² (умумий сирт юзаси — 100 м²) булган тарновли карусел вакуум-фильтр ва кушимча жихозлар мажмуасидан иборат технологик тизимдан фойдаланилади. Экстракторларининг хажми 1500 м'⁸ дан катта ва фильтр сирт юзаси 135 м² булган кучли системалар хам ишлатилади. Экстракция тизимини бунданда катталаштириш гоялари хам мавжуддир.
3.25 — расмда апатит концентратидан фосфат кислота (28-32% Р,>0.-,) ишлаб чикаришнинг принципиал схемаси тасвирланган (шунга ухшаш схема буйича Цоратог фосфоритидан 20-22% РаОд концентрацияли кислота олинади). Фосфатнинг парчаланиши ~900 м³ хажмли экстракторда (тулдирилиш коэффиценти 0,8) амалга оширилади. Экстрактор ЗИ-35 маркадаги хромникелмолибденли пулат (ёки кислотабардош материаллар билан химояланган Ст.З) дан тайёрланган иккита (диаметри 13 м, баландлиги 5,3 м булган) цилиндрик реактордан таркиб топган. Х;ар бир реакторга битта марказий пропеллерли (йуналтирувчи аппаратнинг куракларини бураб куввати узгартириладиган гидравлик трубинали) ва саккизта трубинали аралаштиргичлар урнатилган булади. Биринчи реакторга бункер 1 дан огирлик улчов меъёрлаштиргич 2 оркали узлуксиз суратда апатит концентрати киритилади. Худди шу ерга мунтазам равишда барометрик йиггич 16 дан ботирма насослар ёрдамида айланма фосфат кислотаси, вакуум-буглатгичли курилмадан келадиган циркуляцияли суспензия [циркуляциянинг кайтарилиши (8-12):1 нисбатда булади] ва сульфат кислота юборилади (сульфат кислотанинг бир кисми ёки тула иккинчи реакторга хам берилиши мумкин).