Uzbekiston respublikasi oliy va urta maxsus ta`lim vazirligi

Jarayonning mexanizmi va tezligi. Xarorat va jarayonga kiritiladigan sul`fat kislotaning kontsentratsiyasi maxsulotning tuzilishi va fizik xossalarida uz aksini tonadi. Fosfatning parchalanish tezligi sul`fat kislota kontsentratsiyasiga, superfosfat suyuk fazasining tarkibi va uning reakkiya maxsulotlari bilan tuyinish darajasiga boglikdir. 3.17 — rasmda belgilangan vakt doirasida fosfatning parchalanish darajasini davriy aralashtirish sharoitida boshlangich sul`fat kislotasi kontsentratsiyasiga boglikligining umumiy kurinishi tasvirlangan. Suyultiril gan eritma kontsentratsiyasining ortishi va kontsentrlangan eritma kontsentratsiyasining kamayishi bilan fosfatning parchalanish darajasi, shuningdek parchalanish tezligi xam ortadi. Ammo sul`fat kislotaning eng kichik va katta kontsentratsiyali eritmalarida parchalanishning boshlanishi bilan ajraladigan kal`tsiy sul`fatning tarkibi uzgaradi vauning kichik ulchamli kristallari xosil buladi; bu esa xosil bulgan kristallarning fosfat zarrachalari sirtiga joylashib olib, u keyingi sul`fat kislotaning fosfat zarrachalari bilan ta`sirlashishiga imkon bermaydi va natijada fosfatning parchalanish darajasi keskin pasayadi. Shuning uchun parchalanish darajasining kislota kontsentratsiyasiga bogliklik grafigida ikkita maksimum va ular orasida bitta minimumdan iborat egri chizik tarzida aks ettirilgan. Maksimumlarning joylashish xolati xom ashyo turi, xarorat, vakt va boshkalarga boglikdir. Kislotaning kuyi kontsentratsiyasida fosfatning parchalanish darajasi va tezligi erisha oladigan eng yukori daraja (chapdagi maksimum) uning yukori kontsentratsiyali eritmasidagi (ungdagi maksimum) ga nisbatan katta buladi; ammo bunday kislota bilan sistemaga kup mikdordagi suv kiradi va bu esa kattik maxsulot urniga kurimaydigan suspenziya xosil bulishiga olib keladi.

N₂S0₄ kontsentratsiyasi
3.17 — rasm. Belgilangan vakt doirasida (fosfatnnng parchalanish darajasini boshlangich sul`fat kislota kontsentratsiyasiga boglikligi.
Apatitni davriy sharoitda 63% N<sub>2</sub>S0<sub>4</sub> dan yukori kontsentratsiyali sul`fat kislota eritmasi bilan parchalanganda kal`tsiy sul`fatning yarimgidrat va angdrit shaklining uzunligi 5-7 va eni 1-2 mkm bulgan mayda ignasimon kristallari xosil buladi. Ignasimon kristallar fosfat donachalari sirtida kalin kuykali parda xosil kiladi. Bu esa reakkiyani tuxtatadi, natijada superfosfat massasi yomon korishadi, undagi suyuk. faza nattin zarracha sirtida koladi va fizik xossasi yomon bulgan — sochiluvchanligi kam xul «ifloslangan» maxsulot olinadi. Parchalanish jarayonini 63% N₂S0₄ dan kuyi kontsentratsiyali sul`fat kislota eritmasi bilan utkazilganda esa kal`tsiy sul`fatning nisbatan yirik (10-15 mkm) kristallari xosil buladi. Ular fosfat sirtida unga kislotaning diffuziyalanishini kam darajada k.iyinlashtiradigan yorikli govak kobik xosil kiladi; shuning uchun reakkiya tezrok ketadi va kuruk sochiluvchan maxsulot olinadi.
Boshlangich sul`fat kislotaning kontsentratsiyasi kanchalik katta bulsa, maxsulotning namligi xam shunchalik kam buladi va undagi R₂O₅ mikdori ortadi. Lekin, sul`fat kislota kontsentratsiyasining etarli darajadan yukori bulishi yukorida izoxlangan xolatni keltirib chikaradi. Shunday kilib, kislota kontsentratsiyasining optimal doirasi bulib, uning chegarasi xarorat va aralashtirish sharoitiga boglikdir. Optimal kontsentratsiya, xarorat va sul`fat kislota me`yori fosfat xom ashyosining xar bir navi uchun tajriba sharoitidan kelib chikib aniklanadi.
Ishlab chikarish jarayonida reagentlarning uzluksiz aralashtirishda kisman ta`sirlashgan reakkion aralashma — suspenziya (bo`tka) kiritiladi, bunda 50-60°S xaroratdagi 68-69% li sul`fat kislota ishlatiladi. Bu xolda suyuk fazada sulfat va fosfat kislotalarning ma`lum nisbati o`rnatiladi, kal`tsiy sul`fatning kristallanishi yaxshilanadi va korishuvchi (kotuvchi) massa govak xolatda xosil buladi.

Suspeziyaning okuvchanligini yo`kotishi va kotib kolishini oldini olish maksadida uning aralashtirgichda bulish vakti kiska muddatli buladi, ammo bu vaktda xom ashyoning parchalanish darajasi belgilangan darajaga etib borishi kerak. Boshlangich sul`fat kislota kontsentratsiyasi kanchalik katta bulsa, aralashtirgichdan chikadigan suspeziyadagi apatitning parchalanish darajasi shunchalik yukrri darajada ushlab turiladi va fosfat zarrachalari sirtiga suyukdik utkazmaydigan kal`tsiy sul`fat kobigining xosil bulmasligi uchun N₂S0₄:N₃R0₄ nisbat xam shunchalik kichik darajada bulishi kerak. Agar boshlangich sul`fat kislota kontsentratsiyasi 68% li bulsa, optimal sharoit uchun aralashtirgichda suspenziyaning bulish vakti 5-7 min, uning aralashtirgichdan chikish xarorati 110-115°S buladi.

Fosfat parchalanishining birinchi boskichida sul`fat kislota bilan fosfatning mayda zarrachalari ta`sirlashadi, reaktsiya nixoyatda shiddatli kechadi va fosfat kislota xosil buladi. Ikkinchi boskichda esa fosfatning yirik zarrachalari bilan fosfat kislota va reakkiyaga kirishmagan sul`fat kislota ta`sirlashadi. Bunda suyuk fazadagi eritmaning neytrallanib borishi tufayli reakkiya tezligi birmuncha pasayadi. Kamerada superfosfat massasining suyuk fazasining monokal`tsiyfosfatga tuyinib borishi bilan xam parchalanish tezligi yanada pasayadi. Ikkinchi fazada parchalanish tezligining pasayishini suyun fazanining neytrallanib borishi, yirik fosfat zarrachalarining parchalanishi va fosfat sirtida kal`tsiy sul`fat kobiklarining xosil bulishi bilan izoxlanishi mumkin.
Koratog fosforiti asosidagi superfosfat. Koratog fosforitidan superfosfat olish jarayoni — unda dolomit va magnezial silikatlar ko`shimchalarining bulishligi tufayli uziga xos xususiyatga egadir. Magniy birikmalari ishtirok etadigan fosfatlarning sul`fat kislota bilan parchalanishi uchta boskichda amalga oshadi. Birinchi boskichda kuyidagi reakkiyalar sodir buladi:
Sa<sub>5</sub>(R0<sub>4</sub>)<sub>3</sub>F + 5N<sub>2</sub>S0<sub>4</sub> = ZN<sub>3</sub>R0<sub>4</sub> + 5SaS0<sub>4</sub>+ NF
SaMg(SO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 2N<sub>2</sub>S0<sub>4</sub>= MgSO<sub>4</sub>+ Sa0<sub>4</sub> + 2S0<sub>2</sub> +N<sub>2</sub>0
Mg<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2 N<sub>2</sub>S0<sub>4</sub>= 2 MgSO<sub>4</sub>+ Si02 + 2N<sub>2</sub>0
Buning natijasida tarkibida fosfat kislota va magniy sul`fat bulgan eritma xosil buladi. Ikkinchi boskichda fosfatni fosfat kislota bilan parchalanadi, ammo eritmada magniy sul`fat bulganligi uchun monokal`tsiyfosfat urniga monomagniyfosfat xosil buladi:
Sa₅(R0₄)₃F + 7N₃R0₄ + 5MgSO₄= 5Mg(N₂R0₄)₂ + 5SaS0₄ + NF
Ikkinchi boskich MgSO₄ ning Mg(N₂R0₄)₂ ga tula aylanishi bilan yakunlanadi. Uchinchi boskichda esa kolganfosfatli xom ashyo tarkibida monomagniyfosfat tutgan fosfat kislota bilan parchalanadi va monokal`tsiyfosfatga aylanadi:
Sa<sub>5</sub>(R0<sub>4</sub>)<sub>3</sub>F + 7N<sub>3</sub>R0<sub>4</sub> <sup>=</sup> 5Sa(N<sub>2</sub>P0<sub>4</sub>)<sub>2</sub> + NF
Ikkinchi boskyach oxirida fosfatli kompleks Mg0, R<sub>2</sub>O<sub>5</sub> va N<sub>2</sub>O dan iborat buladi. MgO — P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>,— N<sub>2</sub>O sistemadagi eruvchanlik diagrammasidan (3.18 — racm) kurinadiki, monomagniyfosfatning eruvchanligi SaO — R<sub>2</sub>O<sub>5</sub>.-, — N<sub>2</sub>O sistemadagi monokal`tsiyfosfatning eruvchanligidan nisbatan katta buladi. Mono- va dimagniyfosfatlar tuyingan suvli eritmalarga nisbati buyicha inkongruent bulishiga karamay, ya`ni kattik fazaga kislotaliligi kam bulgan fosfatlar xolatida o`tish bilan parchalanadi; magniy fosfatning parchalanish darajasi kal`tsiy fosfatning parchalanish darajasidan (tuz va suvning nisbati bir xil bulganda) nisbatan kichik buladi. 25-80°S xarorat va Mg(N<sub>2</sub>R0<sub>4</sub>)<sub>2</sub>:N<sub>2</sub>O < 0,287 nisbatda monomagniyfosfat parchalanmasdan eriydi; bu nisbat katta bulganda monomagniyfosfat parchalanadi va dimagniyfosfat kattik fazaga o`tadi; monokal`tsiyfosfatning parchalanishi esa Sa(N<sub>2</sub>R0<sub>4</sub>)<sub>2</sub> : N<sub>2</sub>O > 0,01 dan sodir bula boshlaydi.
Xuddi kal`tsiy tuzlaridagi kabi R₂O₅.-, kontsentratsiyasi ortishi bilan dimagniyfosfat eruvchanligi ortadi, monomagniyfosfatning eruvchanligi esa kamayadi (18—racm), ammo monokal`tsiyfosfatdan farkli ularok monomagniyfosfatning suv ta`sirida parchalanish darajasi xaroratga deyarli boglik emas.
Ikkinchi boskich reakkiyaning tugallanishi arafasida xam monomagniyfosfatning eruvchanligi katta bulganligi uchun suyuk faza uning bilan tuyinmagan xolatida koladi, ammo u juda eritmada buladi va fosfat kislotaning neytrallanish darajasi kutilganidan kura nixoyatda katta buladi. Monomagniyfosfat fosfat kislota bilan bufer aralashma xosil kiladi, Mg²⁺ va N₂R0₄^- ionlariga dissokilanadi, bu esa fosfat kislotaning N⁺ va N₂R0₄^-' ionlariga dissotsilanishini susaytiradi. Shu sababga kura xom ashyoning parchalanishini ikkinchi boskich jarayonidayok keskin pasaytiradi, uning uchinchi boskichdagi tezligi esa butunlay kamayadi.