Дүние жүзінде қолданылатын тыңайтқыштар аммофос 46% P
Процестің теориялық негіздері
жүктеу/скачать 1.09 Mb.
|
| 1.3. Процестің теориялық негіздері
Фосфор қышқылын екі тәсілмен – экстракциялық және электротермиялық тәсілмен алады. Экстракциялық тәсіл табиғи фосфаттарды күшті қышқылдармен, көбінесе күкірт қышқылымен ыдыратуға негізделген, ал электротермиялық – табиғи фосфаттардан элементарлы фосфорды жоғары температурада қалпына келтіруге негізделген, оны өз кезегінде алынған фосфор ангидридін фосфор қышқылына тотықтырады және гидратациялайды. Қазіргі уақытта өнеркәсіпте қосгидратты және жартылай гидратты процестер негізінде экстракциялық фосфор қышқылы өндірісінің технологиялық схемалары қолданылады. Ангидридті процесс өнеркәсіпке енгізу үшін әзірге дайын емес. Қосгидратты әдіс өндіріс үшін қарапайым және аппаратуралық жағы жақсы жасалған. Бірақ бұл тәсілмен алынған фосфор қышқылдың концентрациясы төмен (Р2О5 32%-тен жоғары емес), ал процестің өзі фосфатты ыдырату және фосфогипсті кристаллизациялау, және де қойыртпақты сүзу стадиясында интенсивтілігі жеткіліксіз. Соңдықтан соңғы жылдары өндірістің жартылай гидратты тәсілін кеңінен енгізуге көңіл аударуда. Жартылай гидратты процесс концентрациясы өте жоғары (Р2О5 36-42%) фосфор қышқылын алуға және жабдықтардың интенсивтілігі мен өнімділігін бірмезетте арттыруға мүмкіндік береді. Жартылайгидратты процестері кальций сульфатын бір стадиялы және екі стадиялы қайта кристаллизациялау болып бөлінеді. Соңғысы қосымша операцияларға байланысты технологиялық процесі күрделенді Экстракциялық фосфор қышқылы өндірісінің процесі ұнтақталған табиғи фосфаттарды күкірт қышқылы арқылы өңдеумен және түзілген фосфор қышқылынан тұнбаны (гипсты) сүзгіде бөліп алумен түсіндіріледі. Фосфор қышқылын алу тәсілі табиғи фосфатты күкірт қышқылымен ыдырауына негізделген. Ол төменгі реакция бойынша өтеді: Са3Ғ (Р04) + 5H2S04 + пН*0 CaS04 пН20 + ЗН3Р04 + НҒ соңынан сульфатты тұнбадан бөлінген сүйық фазаны экстракциялық деп атайды. Әлемде ЭФҚ өндірісі дигидратты тәсілмен қалыптасқан, себебі бұл эдіс қолдануда қарапайым және сенімді. Табиғи фосфатпен концентрленген күкірт қышқылы араласып мүлдем ажырамайтын қою сүйықтықпен пайда болады. Пайда болған сүйықтықтың қозғалмалығын сақтау үшін сүйық және қатты фазалар ара қатынасын (С:Қ) 2:1 (3,5:1) аралықта ұстану қажет. Экстракциялық фосфор қышқылы өндіріс тәсілі мен шикізат сапасына қарай Р2О5 мөлшері 19-42% болады. Оның құрамы кәсіпорын стандартымен реттеледі. Ең таза қышқылды апатитті концентраттан алады. Буландыру жолымен Р2О5 29-32-ден 45-54%-ке дейін шоғырландыруға болады. Апатиті концентраттан алынған экстракциялық фосфор қышқылдың құрамы төменде келтірілген:
Фосфориттерден Р2О5 құрамы төмен (шамамен 19%) және қоспалары құрамы жоғары, әсіресе магний (3,5% дейін) бар фосфор қышқылын алады. Жемдік фосфаттар өндірісі үшін фторсыздандырылған буланған экстракциялық фосфор қышқылын пайдаланады, оның құрамы Р2О5 45% кем емес, F 0,2%, As 0,0009% жоғары емес болады. Экстракциялық фосфор қышқылын гуммирленген немесе қышқылға төзімді болаттан жасалған теміржол цистерналарымен тасымалдайды. Вакуум-буландырғыш аппараттарынан шыққан газды абсорберде үстап қалуға болады. Қою сүйықтықты сүзгілеу процесін, беті 80м2 биіктігі 15,64 жэне диаметрі 4,75м, қуаттылығы 5,5 квт болатын электродвигательдермен жүмыс істейтін вакуум-сүзгіде аткарады. Калыңдығы 50-60мм болып түзілген фосфогипсті, 60-70°-тағы сумен үш сатыда жуып отырады. Жуылатын түнба қүрамында фосфор қышқылы 99%аспайтын болса, онда жууға кететін су шығыны 40-45м3/сағ тең болады. Жуылған фосфогипс 40-42 % ылғалды болады. Фосфогипстің қүрғақ бөлігінде келесі заттар болады, % СаО.........39,6 А1203.........0.02 S03........55.8 К...............0.03 Р205.......1.1 Na..............0.1 Ғе203......0.08 Бір тонна Р2С>5 мөлшеріне 5,8-6т ылғалды фосфогипс түзіледі. Бір тонна Р205 өнімін алу үшін күніне 2,2м3 реактор, көлемі 5,85м3 болатын 0,72м2 өндірістік орын қажет. Фосфор қышқылын алудың бұл әдісінің термиялықтан айырмашылығы табиғи фосфатты күкірт қышқылымен ыдырату негізінде жатыр. Реакция бойынша: Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O → 5CaSO4*nH2O+3H3PO4+HF және мұнан әрі сұйық ортаны сульфат тұнбасынан ажыратудың экстракциялық немесе ылғалды әдісі деп атайды. Бұл фосфор қышқылын алудың кең тараған әдісі. Алынған өнімді тыңайтқыштар, жемдік және техникалық өндірісінде қолданады. Күкірт қышқыл экстракция процесінің табысты іске асырылуының негізгі жағдайы алынған кальций сульфатының ірі болуы, оңай бөлінуі және фосфор қышқылынан кристалдануының жақсы жуылуы. Бұл жағдайға жету процесінің жекеленген сатылары тиімді аппараттармен іске асыру анықталған технологиялық режимді ұстау, яғни концентрация, температура және т.б. параметрлерді тура ұстау кальций сульфатының қажетті формасының тұнбалануына және берілген шоғырлы фосфор қышқылы өнімін алуға жағдай жасайды. Экстракция процесінде кальций фосфатының фосфор қышқылы ертіндісінде қозғалатын ертіндісін алу қажет, өйткені оны араластыруға және тасымалдауға болатындай ету керек. Сонымен қатар, табиғи фосфат пен шоғырлы Н2SO4 тікелей араластыру нәтижесінде қою суспензия алынады, оны іс жүзінде бөлу мүмкін емес. Оның қозғалғыштығына жағдай жасау үшін сұйық пен қатты (С:Қ) ортаның салмақтық қатынасы 2:1-ден 3,5:4-дейін сақталуы тиіс, бұл қатынас қайтарымды қышқыл көмегімен ұсталынады. «Қайтарымды» қышқыл деп - сульфат тұнбасын жуудан алынған ертіндіні айтады. Құрамында қышқылда ерігіш қосылысы көп табиғи фосфиттер күкіртқышқыл экстракциясы үшін пайдалануға болмайды. Темір құрамдас фосфориттерді қолданғанда темір фосфатымен аса қаныққан ертінділер алынады. Темір фосфатының бөлінуі фосфогипспен экстракцияланған Р2О5-ң жоғары мөлшерде жоғалуына алып келеді. Фосфор қышқылы экстракциясы 3 режимге бөлінеді: қосгидратты, жарты гидратты және ангидридті. Ең көп тарағаны қосгидратты әдіс, ол 65-800С-та өтіп, 30-32%-ке дейін Р2О5 шоғырлы қышқыл алады. Сонымен қатар жарты гидратты әдісі де қолдануда, ол 90-1050С-та өтеді және 50%-ке дейін Р2О5 шоғыры қышқыл алуға мүмкіндік береді. Біріктірілген жартыгидрат-дигидрат экстракция әдісі де кең тараған, оларда алдымен жартыгидрат, сонан соң суспензияны суыту және еріту арқылы гипс түрінде кристалдайды. Бұл әдістер шикізатты жоғары дәрежеде қолданып, шоғырлы қышқыл алуға мүмкіндік береді. Жоғары температурада аппараттың коррозияға ұшырауынан сақтанып, фосфор қышқылы және жуғыш ертінді сусыз кальций сульфатының майдакристалл арқылы өтуінің нашарлығынан ангидрид әдісі әзірше қолданылмайды. Экстракция процесінде шоғырлы фосфор қышқылын тікелей алу әдісін іздеу жолында жартыгидрат әдісі қайта қаралды. Практикадан қарағанда оның жетістіктері де (реактордың және фильтрдің жоғары интенсивтілігі, қышқыл өнімінің шоғырының 35-48% Р2О5 дейін жоғарлауы), қиыншылықтары да (әрекеттесуші ортаның жоғары агрессивтілігі, фтордың және Р2О5-ң жоғалуының жоғарлауы, вакуум-фильтрдің түбінің өсуі және тұрақсыз жарты гидрат тұнбасының бір бөлігінің гидратациялану нәтижесінде біріккен мөлшерін бөлуі) бар. жүктеу/скачать 1.09 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||