I bob. O’simlchklarning xujayralarida fosfor energiya almashinuvi

2.3.Fosfatlarni ishqorli parchalash texnologik jarayonning soddaligi va fosforli o’g’itlar olish
Tarkibida P₂O₅ ga nisbati bo’yicha 15% gacha MgO tutgan fosfat kislota eritmasidan dikalg’tsifosfatni cho’ktirish MgO – P₂O₅ – CaO – H₂O sistemasi diagrammasi yordamida ko’rib chiqilishi kerak.
CaO – P₂O₅ – H₂O sistemasidagi muvozanat sharoiti bo’yicha fosfat kislota ohak bilan ham, ohaktosh bilan ham to’la cho’kishi kerak. Amalda esa pretsipitatlashning oxirida ohaktoshning va ayniqsa ohakning bir qismi dikalg’tsiyfosfat kristallaridan iborat bo’lgan eritmadagi ionlarni o’tishini qiyinlashtiruvchi qobiq bilan o’ralib qoladi va reaktsiya keskin sekinlashadi. Fosfat kislotani ohaktosh bilan talab etilgan darajagacha neytrallash mumkin emasligi nafaqat qobiqlanish tufayli, balki fosfat kislota birinchi vodorod ionlari bog’lanib bo’lgandan keyin reaktsiya tezligining pasayishi hisobiga ham bo’ladi. SHuning uchun sanoat sharoitida pretsipitatlash dastlab ohaktosh, so’ngra ohak ishlatilgani holda bir necha reaktorlarda o’tkaziladi. Shundan so’ng dikalg’tsiyfosfat filg’trda ajratiladi va quritishga yuboriladi. Suspenziyani quritish – uni dekantatsiyalash (filg’trlanmasdan) orqali quyiltirilishidan so’ng ham amalga oshirilishi mumkin. Bu jarayonni ikkita bosqichda amalga oshirilishi mumkin: dastlab qo’shimchalar bilan birgalikda dikalg’tsiyfosfatning bir qismi cho’ktiriladi, uni ajratiladi va o’g’itli mahsulot olinadi; qolgan eritmadan toza ozuqali mahsulot olish orqali cho’ktirish davom ettiriladi.
CaHPO₄*2H₂O ni quritishda uning degidratlanishi sodir bo’lishi mumkin, bundagi xarorat va tezlik pretsipitatlashdagi bosimga, kristallar o’lchamiga va ularning hosil bo’lish sharoitiga bog’liqdir. Agar dikalg’tsiyfosfat atmosfera bosimida 1 soat davomida 100^OS xaroratda qizdirilsa, u sezilarli darajada suvsizlanadi. Bunda o’zlashadigan P₂O₅ juda oz darajada kamayishi kuzatiladi. 175^OS dan yuqori xaroratda qizdirilganda dikalg’tsiyfosfatdan suv ajralib chiqadi va kalg’tsiy difosfatga aylanadi:
2CaHPO₄ = Ca₂P₂O₇ + H₂O
undagi P₂O₅ esa qiyin eruvchan shaklda bo’ladi.
Termik fosfat kislotadan, yoxud bug’latish tsiklida yoki organik ekstragentlar yordamida zararli qo’shimchalardan oldindan tozalangan ekstraktsion fosfat kislotadan ozuqabop dikalg’tsiyfosfat ishlab chiqarish afzaldir. Bu holda suspenziyani filg’trlash uchun zarurat tug’ilmaydi va kontsentrlangan (50-55% P₂O₅ li) fosfat kislota ishlatish mumkin. MDH da ozuqabop dikalg’tsiyfosfat xuddi shunday olinadi.
Texnologik jarayon va pretsipitatlash sxemasi, asosan, fosfat kislotali eritmalar kontsentratsiyasi orqali belgilanadi.
O’g’itli pretsipitat ishlab chiqarishning returli sxemasi 17 – rasmda tasvirlangan. Bu sxema bo’yicha 80-85^OS xaroratgacha qizdirilgan fosfat kislota gorizontal aralashtirgichda bo’r va retur bilan SaO:P2O5 = 0,7-0,8 nisbatda aralashtiriladi. Retur soni, yahni retur massasining mahsulot massasiga nisbati (0,51):1 ni tashkil etadi. Uch minutli aralashtirishdan so’ng 80% dikalg’tsiyfosfat tutgan massa hosil bo’ladi. Aralashma aylanuvchi barabanli reaktorda 45-50^OS xaroratda 90 minut yetiltiriladi.
SHundan so’ng mahsulotda yana 4-6% monokalg’tsiyfosfat va 18%

17 – rasm. O’g’itli pretsipitat ishlab chiqarishning returli sxemasi:
1 – fosfat kislota yig’gichi; 2 – nasos; 3 – bak; 4 – sarflagich; 5,6 – bo’r va retur uchun bunkerlar; 7 – aralashtirgich; 8 – barabanli reaktor; 9 – barabanli quritgich; 10 – tsiklon; 11 – elevator; 12 – havoli separator; 13 – separatsiyalangan mahsulot yig’gichi; 14 – retur transportyori; 15 – yengli filg’tr; 16 – ventilyator. gacha suv qoladi. Uni barabanli quritgichda mehyoriga (3% dan kam N₂O) yetguncha parallel harakatdagi o’txona gazlari (kirishda 550-600^OS, chiqishda esa 100-110^OS xarorat) bilan quritiladi va bunda chiqadigan mahsulotning xarorati 90^OS dan oshmasligi kerak. So’ngra uni separatordan o’tkaziladi; mayda fraktsiyaning bir kismi (retur) aralashtirgichga qaytariladi, yirik fraktsiya (>0,5 mm) esa dezintgratorda maydalanadi. O’lchami <0,5 mm dan kichik zarrachalar yengli filg’trga tushadi, u yerda separatordan keladigan havo bilan changlatilib, tayyor mahsulot ajratib olinadi. Bayon etilgan sxema bo’yicha ozuqabop pretsipitat ham ishlab chikarilishi mumkin, lekin bunda termik fosfat kislotasi yoki zararli qo’shimchalardan talab etiladigan darajada oldindan tozalangan ekstraktsion fosfat kislotasi ishlatiladi.
Monokalg’tsiyfosfat. Ozuqabop monokalg’tsiyfosfat kavsh qaytaruvchi hayvonlar uchun yuqori sifptli ozuqa hisoblanadi; shu bilan bir paytda u kislotali reaktsiyaga ega bo’lganligi uchun silosli ozuqalarning konservantlari hisoblanadi. Uni yetarli darajada toza fosfat kislotalari – termik fosfat kislotasi yoki oldindan zararli qo’shimchalardan tozalangan ekstraktsion fosfat kislotasini apatit kontsentrati yoki bo’r bilan neytrallash orqali olinadi. Ekstraktsion fosfat kislotasini ftorsizlantirish soda yordamida amalga oshiriladi. Jarayonni amalga oshirish 20.3 – rasmda tasvirlangan sxemada amalga oshirilishi mumkin, lekin bunda barabanli reaktor o’rnida ikki o’qli shnekli aralashtirgich qo’llaniladi. Bundan tashqari, hosil qilingan massani quritishda kam eriydigan polifosfatlar hosil bo’lishini oldini olish maqsadida mahsulotni barabanli quritgichdan 15-20 minutda o’tishi tahminlanadi. So’ngra uni barabanli sovutgichda havo oqimida 30-40^OS gacha quritiladi. Qolgan jarayonlar pretsipitat olishdagi kabi amalga oshiriladi. Bu usul bo’yicha tarkibida: 0,4% HCl da eriydigan 50-51% P2O5 va 0,2% dan kam F bo’lgan 2-navli mahsulot olinadi.
Yuqori sifatli mahsulot apatit kontsentrati yoki Qoratog’ fosforiti va termik fosfat kislotadan olingan qo’shaloq superfosfatni termik ftorsizlantirilishidan olinadi. Qo’shaloq superfosfatning yuqori kislotaliligi tabiiy fosfatning keyingi parchalanishi bilan bir vaqtda massaning yetarli darajada to’la ftorsizlanishini tahminlaydi. Mahsulot tarkibida: 55% dan ortiq foydali P2O5 va 0,2% dan kam F bo’ladi.
Termik fosfatlar. Maydalangan tabiiy fosfat, soda va returlar donadorlangan aralashmasini 1100-1200⁰S da aylanuvchi pechlarda kuydirilib, sovutilib va maydalanib – termofosfatlar, shuningdek maydalangan tabiiy fosfat, ohaktosh va kvartsitlar aralashmasini marten yoki shaxtali pechlarda 1400-1450⁰S da kuydirib (qotishma holiga o’tkazilib), donadorlab, tez sovutilib, quritilib va maydalab – fosfatli qotishmalar olinadi. Termofosfat va fosfatli qotishma tarkibida boshlang’ich xom ashyo tarkibiga muvofiq holda o’simliklar o’zlashtiradigan 20 dan 42% gacha P2O5 bo’ladi. Bunda umumiy P2O5 ning 90-98%i o’zlashadigan P2O5 hissasiga to’g’ri kelari va uni, asosan, tuprog’i kislotali (sho’rxok) yerlarga solinadi.


Xulosa
Fosfatlarni ishqorli parchalash texnologik jarayonning soddaligi va fosforli o’g’itlar olishning boshqa usullari uchun zarur bo’lgan kislotalarsiz amalga oshirilishi bilan farqlanadi, bundan tashqari tarkibida ko’p miqdorda qo’shimchalar, shu jumladan uch valentli metallar oksidlari tutgan quyi sifatli xom ashyolardan ularni boyitilmasdan foydalanish imkoniyatini beradi.
Trikalg’tsiyfosfat, kremniy dioksid va sodadan iborat aralashmani kuydirish natijasida natriy-kalg’tsiy fosfat va kalg’tsiy ortosilikat hosil bo’ladi:
Ca₃(RO₄)₂ + SiO₂ + 2Na₂CO₃ = 2[Na₂O*2CaO*’₂O₅] + 2CaO*SiO₂ + 2CO₂
Kalg’tsiy fosfatlari va silikatlari 5CaO*’₂O₅*SiO₂ yoki Na₂O*4CaO*’₂O₅*SiO₂ turidagi silikofosfatlar hosil qiladi; SaO ortiqcha va kam bo’lsa yoki SiO2 qatnashmasa, tetrakalg’tsiyfosfat 4CaO*’₂O₅ hosil bo’lishi mumkin. Bu barcha birikmalar limon kislotada ham, ammoniy tsitratda ham eriydi va shuning uchun ularning tarkibidagi P2O5 o’simliklarga o’zlashadi.
Tarkibida fosfor miqdori ko’p bo’lgan cho’yanlardan po’lat olishda hosil bo’ladigan tomasshlak va Marten pechi shlaklari (martenli shlak) o’z tarkibiga ko’ra, termofosfat va fosfatli qotishmalarga o’xshaydi. Ulardan o’g’it ishlab chiqarish qattiq shlaklarni ezish va maydalashga asoslangan. Tomasshlak tarkibida 11-23% P2O5 va 38-59% SaO, martenli shlak tarkibida esa 7-14% P2O5 bo’ladi. Ular tarkibidagi P2O5 limon kislota va ammoniy tsitratda eruvchan bo’ladi.
Xuddi shunday o’g’itlarga kalg’tsiy metafosfat [Sa(RO₃)₂] ham kiradi. Toza kalg’tsiy metafosfat tarkibida 71,7% P2O5, texnik mahsulotda esa – 65% gacha o’zlashadigan P2O5 bo’ladi. Ozuqa elementining yuqori kontsentratsiyali bo’lishi uning asosiy yutuqlaridan biridir. U ammoniy tsitratning neytral eritmasida eriydi, suv tahsirida esa sekinlik bilan suvda eruvchan monokalg’tsiyfosfatga aylanadi. Kalg’tsiy metafosfatni 275-300^OS xaroratda kalg’tsiy digidrofosfatni suvsizlantirish orqali ham olinishi mumkin:
nCa(H₂’O₄)₂*H₂O = [Sa(RO₃)₂]_n + 3nH₂O
Ohak yohud kalg’tsiy fosfat yoki digidrofosfat bilan 1000-1200^OS xaroratda P2O5 ni (shuningdek metafosfat kislotani) tahsirlashtirilib ham kalg’tsiy metafosfat olinadi: nCaO + 2(HPO₃)_n = Ca(RO₃)₂ + nH₂O
nCa₃(PO₄)₂ + 2nP₂O₅ = 3[Ca(RO₃)₂]_n
AQSH da kalg’tsiy metafosfat shaxtali pechlarda ishlab chiqariladi. Pechga fosforit bo’lakchalari solinadi, u orqali pechning asos qismida joylashgan yondirish kamerasida fosforning yonishidan olingan qaynoq gaz o’tkaziladi. Hosil bo’lgan kalg’tsiy metafosfat suyuqlanmasi pechning ostiga oqib tushadi va davriy ravishda pechdan chiqarib turiladi. Uni sovutilganda qotadi, ezish va maydalash orqali mahsulot sifatidagi o’g’it olinadi.