Кіріспе Әдебиетке шолу
Күрделі фосфаттардың ыдырау қабілетін анықтау
жүктеу/скачать 272.02 Kb.
|
| 4.2 Күрделі фосфаттардың ыдырау қабілетін анықтау
Фосфат шикізатын өңдеудің прогрессивті бағыты әдісті қолдану болып табылады Апатиттер мен фосфориттердің азот қышқылының ыдырауы. Бұл әдіс азотты қолдануға мүмкіндік береді Қышқыл тек ерімейтін аралық фосфаттардың еритінге дейін ыдырау құралы ретінде ғана емес Формасы, сонымен қатар қоректік заттардың қосымша көзі ретінде. Азот қышқылына негізделген Фосфаттардың ыдырауын әдетте күрделі NP немесе NPK тыңайтқыштары алады. Фосфаттардың азот қышқылымен ыдырау процесі реакцияға негізделген: Ca5F (PO4) 3 + 10HNO3 = 3H3PO4 + 5Ca (NO3) 2+ HF, Нәтижесінде азот қышқылының сығындысы түзіледі - құрамында ерітінді бар Кальций нитраты және бос фосфор қышқылы. Әрі қарай өңдеудің бірқатар әдістері бар Азот қышқылының сығындысы. Көптеген процестерде сығынды аммиакпен бейтараптандырылып, аммоний фосфаттары (NP тыңайтқыштары) түзіледі. Егер бейтарапталған целлюлозаны түйіршіктеу алдында оған калий тұздары (KC1, K2SO4) қосылса, онда NPK үштік тыңайтқышы - нитроаммофоска алынады. Фосфаттарды азот қышқылымен өңдеудің көптеген процестерінде кальций нитраты Са (NO3) 2 реакция қоспасынан мұздату арқылы алынады. Апатит концентратынан күрделі тыңайтқыштарды алудың бұл әдісі оны азот қышқылымен өңдеуді қамтиды, оған сәйкес табиғи фосфат 1-2 сағат ішінде 45-58% азот қышқылымен ыдырайды. Құрамында фосфор қышқылы, азот қышқылы, кальций нитраты, фтор қосылыстары және сесквиоксидтер бар азот қышқылының сығындысы түзіледі. Азот қышқылының сығындысы +5 - -15 ° C дейін салқындатылады және тетрагидрат кальций нитраты кристалданады, ол аналық сұйықтықтан фильтрде бөлініп, азот қышқылымен жуылғаннан кейін ерітіліп, борға айналады. Азот-фосфат сығындысын аммиакпен бейтараптайды, буландырады, аммиак селитрасы мен хлорлы калиймен араластырады, түйіршіктеп кептіреді. Бұл жағдайда құрамында N: P2O5: K2O = 1: 1: 1 қатынасында 48% қоректік заттар бар тыңайтқыштар алынады. Тыңайтқыштардағы қоректік заттар негізінен суда еритін тұздар түрінде болады (80-85%). Мұндай схемалардың дамуы фосфат шикізатын кешенді өңдеуге және қалдықтарды, атап айтқанда фосфогипсті шығаруды болдырмайтын іс жүзінде қалдықсыз өндіріс құруға мүмкіндік береді. Фосфатты ыдыратудың азот қышқылы әдісі NPK тыңайтқыштарын өндірумен қатар, шикізаттан стронций, сирек жер элементтері және т.б сияқты құнды заттарды бөліп алуға мүмкіндік береді, олар халық шаруашылығының әртүрлі салаларында қолданылады (электроника, металлургия). және т.б.). Калий хлориді қосылған фосфат шикізатының азот қышқылының ыдырауының ең көп таралған өнімі - нитрофоска (12: 12: 12). Нитрофос құрамындағы фосфордың 60% -ы суда еритін формалар түрінде болады. Мұны фосфоры нашар топырақтарда қолданған кезде ескеру қажет. Басқа көптеген жағдайларда нитрофоска өзінің керемет физикалық қасиеттері мен жұмыс істеу ыңғайлылығының арқасында елдің барлық аймақтарында кеңінен қолданылады. Калийге сұранысы төмен аудандарда сол технологиялық процесте алынған, бірақ калий хлориді қоспай нитрофос (20: 20: 0) қолданылады. Азофоска (нитроаммофоска) Азофоска кең таралған және тиімді азот-фосфор-калий тыңайтқыштарының біріне жатады. Тыңайтқыштарды өндіру саладағы аз қалдықты технологиялардың бірі болып саналады. Азофоска күкірт және фосфор қышқылдарын қолданбай апатиттерді (кальций нитратының мұздатуымен) кешенді өңдеу процесінде өндіріледі. Тыңайтқыш кешенге жатады, және, шын мәнінде, әмбебап, өйткені құрамында үш қоректік зат - азот, фосфор және калий бар, олардың массалық үлесі 48-51% құрайды (тыңайтқыштардың ең көп таралған түрі, мұнда N, P, K шамамен тең үлестерде қамтылған). Нитроаммофос өндірісінде оның құрамындағы калий, азот және фосфор арасындағы қатынасты өзгертуге болады. Азот мөлшері 30% жететін тыңайтқыштар бар (калий және фосфор, тиісінше, 13%). Суда еритін формада қоректік заттар өсімдіктерге оңай сіңеді және сіңеді. Тыңайтқыштардың түсі ақ немесе ашық қызғылт. Алынған өнім (түйіршіктер түрінде) ылғалды сіңірмейді, улы емес, торт емес. Ауылшаруашылық жұмыстарында оны көбінесе себу кезеңінде немесе себуге дейін қолданады. Азофоска сонымен қатар сәндік өсімдіктер мен шөптерге арналған жоғарғы киім ретінде қолданылады. Азофоск саз және шымтезек топырақтарында тиімді. Өнімдер полиэтилен пакеттерде, үлкен пакеттерде, теміржол вагондарында және көлік құралдарында үйінді түрінде тасымалданады. Ылғалсыз, жабық құрғақ бөлмелерде сақтаңыз. Жүйенің көпкомпонентті болуына байланысты фосфаттарды азот қышқылымен өңдеу процесінің химиясы өте күрделі. Апатиттің негізгі компоненттерінің азот қышқылымен толық ыдырауы реакцияға сәйкес жүреді: Ca5F (PO4) 3 + 10 HNO3 = 3H3PO4 + 5Ca (NO3) 2 + HF (1) Азот қышқылының азаюымен апатиттің ыдырауы моно немесе дикальций фосфаты, кальций нитраты және фтор сутегі түзілуімен жүруі мүмкін: 2Ca5F (PO4) 3 + 14HNO3 = 3 Ca (H2PO4) 2 + 7Са (NO3) 2 + 2НF (2) Ca5F (PO4) 3 + 4HNO3 = 3CaHPO4 + 2Ca (NO3) 2 + HF (3) Стехиометриялық қатынастағы (1) реакция толығымен жүреді (немесе азот қышқылының артық мөлшері). Азот қышқылының жетіспеушілігімен реакция (2) немесе (3) теңдеулерге сәйкес жүрмейді, бос фосфор қышқылы кальций фосфаттарымен қатар ыдырау өнімдерінде де болуы мүмкін. Бұл жағдайда апатиттің қалдықтары (азот қышқылымен ыдырағаннан кейін) фосфор қышқылымен ыдырайды: Ca5F (PO4) 3 + 7H3PO4 = 5Ca (H2PO4) 2 + HF Монокальций фосфаты тұтас фазаға дейін тұнбаға түседі. Реакция (3) өте әлсіз қышқыл мен жоғары температураны қолданғанда ғана жүреді. Ерітіндіге сесквиоксидтің қосылыстары, сондай-ақ сирек кездесетін жер элементтері кіреді R2O3 + 6НNО3 = 2R (NO3) 3 + 3Н2О (5) FeO + 4HNO3 = Fe (NO3) 3 + NO2 ↑ + 2H2O (6) Темір және алюминий сескиоксидтері босатылған фосфор қышқылымен әрекеттесіп, суда ерімейтін фосфаттар түзе алады, бұл фосфордың жоғалуына әкеледі: Fe2O3 + 2H3PO4 = 2FePO4 + 3H2O (7) Демек, P2O5-ке қатысты Fe2O3> 12% болатын фосфаттар оларды байытқаннан кейін ғана химиялық өңдеуге жарамды деп саналады. Апатиттің ыдырауы кезінде бөлінген фтор сутегі шикізаттың құрамындағы кремний диоксидімен әрекеттесіп, SiF4 және H2SiF6 түзеді: 4HF + SiO2 = SiF4 + H2SiF6 Фосфаттардың азот қышқылының ерітіндісінде фтор гидрофторосилик қышқылы H2SiF6 түрінде болады, бұл өнімді одан әрі өңдеу кезінде кері әсер етуі мүмкін. Апатитте болатын нефелин мен эерин азот қышқылымен ыдырайды: КАlSiО4 * 4NаАlSiО4 * nSiО2 + 20НNО3 = КNО3 + 4NаNО3 + 5Аl (NO3) 3 + (n + 5) SiО2 + 10Н2О Nа2О * Fe2О3 * 4SiО2 + 8НNО3 = 2NаNО3 + 2Fе (NO3) 3 + 4SiО2 + 4Н2О Сонымен, фосфаттардың азот қышқылының ерітіндісі негізінен фосфор қышқылы, кальций нитраты, сонымен қатар магний мен сесквиоксид нитраттары, кремний қышқылы, гидрофторосилик қышқылы және басқа қосылыстардан тұратын күрделі жүйе болып табылады. Фосфаттардың ыдырауы азот қышқылының артық мөлшерімен жүретіндіктен, ерітіндіде бос азот қышқылы да болады. Бұл ерітінділер бейтараптандырылған кезде кальций нитратының бір бөлігі фосфаттарға айналады, соның ішінде. сіңірілмейтін бөлігі, дайын өнімде қалады, оның физикалық қасиеттері нашарлайды. Кальций мен фосфор қатынасын төмендету мұздату арқылы жүзеге асырылады Кальцийді азот қышқылының кальций нитраты түрінде алуды қамтамасыз ететін апатиттің азот қышқылын өңдеудің күрделі технологиясына қатысты апатиттің ыдырауы реакцияның жүруін қамтамасыз ететін жағдайларда жүргізілуі керек (1 ). Бұл реакцияның жылдамдығы температураға, азот қышқылының жылдамдығына және оның концентрациясына байланысты. Кальций нитратының конверсиясы Кальций нитратының аммоний нитратына және борға ауысуы үш сатыда жүзеге асырылады: аммоний карбонатының ерітіндісін дайындау, кальций нитратын конверсиялау және аммиак селитрасын буландыру. Аммоний карбонатының ерітіндісін дайындауды 40-60 ° C температурада және 0,05-0,12 МПа (0,5-1,2 кгс / см2) артық қысыммен аммоний нитратының циркуляциялық ерітіндісіндегі қаптамамен сіңіру бағанында жүзеге асырады. . Газ тәрізді аммиак пен көмірқышқыл газы колоннаға берілген арақатынаста беріледі, реакция нәтижесінде аммоний карбонаты түзіліп, көп мөлшерде жылу бөлінеді, ол айналымдағы сумен жылу алмастырғыштарда алынады: 2NН3 + СО2 + Н2О = (NH4) 2СО3 + 40775 ккал / кмоль. Кальций нитратын конверсиялау реактордағы аммоний карбонатының дайындалған ерітіндісімен араластырғышпен 55 - 70 ° C температурада және атмосфералық қысыммен нитрат балқымасын араластыру арқылы жүзеге асырылады: Ca (NO3) 2. 4 Н20 + (NH4) 2CO3 = 2 NH4NО3 + СаСО3 + 4 Н2О + Q. Конверсия кезінде пайда болған бор суспензиясы сүзгілерге беріледі, мұнда бор бөлініп, технологиялық сумен жуылады және барабан кептіргішке кептіруге жіберіледі, мұнда ол 6,0% -дан аспайтын судың массалық үлесіне дейін бумен құрғатылады. 1,5% және сүрлем қоймасына жіберілді. Бордан сүзілген, рН = 6 - 8 бар, массалық үлесі 55-60% амсельитетермен аммоний нитратының әлсіз ерітіндісі 60-61 кПа (460 -470 мм рт.ст.) вакуум қысымымен буландырғышта буланған. қашықтықтағы қазандықпен және амселитраның массалық үлесіне дейін ерітіндінің мәжбүрлі айналымымен 89-93%. Құрамында аммиак бар буландырғыштардан шыққан шырын буының конденсаты тазарту үшін аршу бағанына түседі, содан кейін қалпына келтірілген аммиак бейтараптандыру сатысында процеске қайта оралады. 89-93% аммиак нитратының массалық үлесі бар аммоний нитратының ерітіндісі қоймадағы резервуарға түседі, одан гранулярлы аммиак селитрасын алу үшін оны аммоний нитраты цехына жібереді. Азоттың массалық үлесінің фосфор оксидінің массалық үлесіне (N / P2O5) қатынасы 2,0-ден жоғары азофосканы өндірген кезде аммоний нитраты балқымасын массалық үлесімен бірге AS-72 аммоний нитраты цехынан алу жоспарланып отыр. амсельитетердің мөлшері 80-90%, FA 480 A, аммоний нитратының қоймасында нитроаммофоска өндірісі. жүктеу/скачать 272.02 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|