11.2.4 Суперфосфатты өндіру

Суперфосфат фосфор тыңайтқыштарының ең көп қолданылатыны жәнекқм мқлшеде өндіріледі. Негізінде кальций монофосфаты және клаьций сульфатынан құралған, ұнтақ немесе түйіршік күйіндегі ), қоңыр түсті зат, құрамында темір және алюминий фосфаттары, кремнезем және фосфор қышқылдары да болады. Суперфосфатта өсімдікке сіңімді Р2О5 20% болады. Суперфосфатты өндіру табиғи фосфатты өндіру күкіртқышқылымен өндіруге негізделген.

11.2.5 Суперфосфатты өндірудің физикалық-химиялық негізі.

Фторапатиті мен күкріт қышқылының реакцияласу процесі көпфазалы гетерогенді, негізінде диффузия саласында жүреді процесс. Бұл процесс екі сатыда жүреді; бірінші сатысы фосфат бөлшектерінің беткі қабатында күкірт қышқылы толық жұмсалғанынша жылдам жүретін ыдырау-айырылу реакциясы

Ca3F(PO4)3+5H2SO4+2.5H2O=5(CaSO4x0.5H2O)+3H3PO4+HF+Q

Бұл реакция «пісу» камерада 30-40мин уақыт арасында аяқталады. Суперфосфат массасы түзіліп тұнбаға тұнады және нашар еритін кальций сульфатыда кристалға айналып үлгереді, бірінші сатыны пісіру деп атайды.

Екіншісатыда фосфор қышқылы ыдырамаған бөлшектердің ішкі қабатында диффузияланып реакцияға қатысады;

Ca3F(PO4)3+7H2РO4+5H2O=[(Ca(H2PO4)2xH2O]+HF+Q

Технологиялық процесс екінші сатыда тым баяу жүреді. 6-25 тәулік мерзіміне созылады. Реакция пісу камерадан басталады, қоймада аяқталады. Екінші сатыны – суперфосфаттың «жетілуі» деп атайды.

Жетілу процесінің жылдамдығына негізінде температура және батсапқы күкірт қышқылының концентрациясы әсер етед. Реакциялар жылдамдығы күкірт қышқылының концентрациясы өскен сайын және температура жоғарылаған сайын артады, күкірт қышқылының концентрациясы тым жоғары болса, бөлшектердің беткі қабатында CaSO4x0.5H2O-ден құралған қабықша пйда болады, фосфор қышқылының диффузиялануына кедергі болады, поцестің жылдамдығы төмендеген сайын, өнген өнімнің физикалық қасиеттері нашарлайды (жұққыш), жабысқыш қасиеттері пайда болады.оңтайлы күкірт концентрациясыдағаы т – 68%, камерадағы температура 110°С шамасында . осы оңтайлы жағдайда кальций сульфат бқлшектері кеуекті, борпылдақ күйінде болғандықтан, фосфор қышқылының шикізат бөлшектерінің арасында диффузиялануы жылдамдайды. Технолгиялық процестің ең баяу сатысы –жетілу. Жетілуді жылдамдату үшін суперфосфат массасынсалқындатып, құрамындағы суды буландырып монокальций фосфатының кристалдануын жылдамдатады, яңни Н3РО4-ың ерітіндідегі концентрациясын көбейтеді. Осы мақсатпен қоймада суперфосфатты араалстырады және тоъзаңдатады.

өңделген суперфосфат құрамында Р2О5 мөлшері алғашқы шикізат құрамындағы Р2О5-дей екі есе төмен -19-20%.қаратау фосфоритінен өнделген супефсофат құрамында 15% Р2О бар.

өндірілген суперфосфат арасында аз да болса фосфор қышқылы болады, ол суперфосфаттың гигроскоптық қасиетін жоғарылатады. Бос қалпындағы фосфор қышқылын бейтараптау үшін бейтараптайтын қоспалар (сүйек, фосфорит, әк, бор-ұндары) қосады немесе газ күйіндегі аммиакпен өңдейді.

Суперфосфатты өндірудің технологиялық сұлбасы төрт операциямен тізбектелінеді; 1. Күкірт қышқылының апатит концентрациясын дозалау. 2. реагенттерді араластырғышқа араслытырып пульпа алу. 3. Реакция жүретін камерада суперфосфат массасының ұстасуы ждәне қатаю (пісуі); 4. Суперфосфаттың қоймада жетілуі.

Фосфаттардың күкірт қышқылымен өңдегенде (ыдыратқанда) көп мөлшерде фторсутек және төртфторлы кремний бөлінеді, олар өзара араласып, кремний фторсутек түзеді:

4HF+SiO2=SiF4+2H2O

SiF4+2HF=H2SiF6

3SiF4+2H2O=2H2SiF6+SiO2

Кремний фторсутек қышқылын ас тұзымен өңдеп кремний фторлы натрий тұзына айналдырады.

2H2SiF6+2NCl=Na2SiF6+2HCl

Гексафторкремний натр тұзы ауыл шаруашылығында өсімдіктерге зиян тигізетіндермен күресуге және эмаль жасағанда жұмсалынады.

Технологиялық сұлбада ерекше көңіл бөлетін аппарат –суперфосфат камерасы-диаметрі 7,1м, биіктігі – 2,5м, 2,5сағатта бірайналып шығады.

Суперфосфат өнімділігі 30/50т/тәулік