Минералды тынайтқыштар заводының құрылымы

Тақырыбы:

№2 Минералды тынайтқыштар заводының құрылымы және өндіріс шикізаттары.

1.Жалпы мәлімет

2.Заводының құрылымы және өндіріс шикізаттары

3. Минералды тынайтқыштар

Алғашқы фосфорлы тыңайтқыш ретінде топырақты фосфорлы ұн пайдаланылды. Оның өндірісі ХІХ ғасырдан басталады. Оны фосфатты шикізатты байыту арқылы алады. ХХ ғасырдың басталғанынша фосфорлы тыңайтқыш ретінде сүйек ұнын және тыңайтқыштарды қолданды, фосфат пен сүйектерді қышқылды өңдеу арқылы алады. Төменгі сапалы суперфосфот және преципитат түрінде алынады. ХХ ғасырдың басында Ресейде бұл әдіс бойынша 13 зауыт жұмыс жасап, жылына 129 мың тонна суперфосфат өндірді.

Фосфорлы МТ-ның технологиясының келешекте дамуы елдегі фосфатты кен қалдықтарының ашылуымен және енгізілуімен байланысты.

1928-1932 жылдар кезеңінде еліміздегі ауыл шаруашылық химизация тапсырмасын шешу үшін ірі суперфосфатты заводтар Константиновкада, Воскресеньскіде және Ленинградта ашылды, жылына 1,25 мың тонна өнімділікпен.

1930 жылдан  бастап  фосфорлы  шикізат импорты тоқтатылды және өндіріс әйгілі фосфоритке ауысады, оның ішінде апатит концентратын, апатитонефелинді флотациясын өндіріді. Осы жылдарда өте қарапайым суперфосфат өндірілді. Осы жылдарда экстракциялық фосфорлы қышқыл алу үшін әртүрлі қышқылдармен фосфатты шикізат ыдрату процесінің технологиялық режимін жасау және химия-физикалық негізін үйрену басталады, фосфор негізінде концентрацияланған және комплексті минералды тыңайтқыштар өндірілді: қос суперфосфотта, аммофосты, нитроаммфос және басқалар. 1934 жылы Воскресеньскіде және 1936 жылы Ақтөбеде концентрацияланған фосфорлы тыңайтқышты преципитатты өндіру цехтары ашылды. Нәтежесінде 1940 жылы еліміздегі фосфорлы тыңайтқыш өндірісі 4,4 млн. Тоннаны құрады, ал 1950 жылы 2,4 млн. тоннаға жетті.

1950-1960 жылдары қатары Самарқандағы, Сумақтағы, Чаржоудағы, Сумгайттегі суперфосфатты заводтар іске қосылды. Концентрацияланған және комплексті фосфорлы МТ өндірісі басталды. Фосфор негізіндегі МТ структурасына осы уақытта өзгерістер енгізілді: жай суперфосфаттың меншікті үлесі.

1962 жылы бірінші комплексті МТ нитрофоска өндірісі қаланды. Ал 1963 жылы аммофостың, және 1970 жылы нитроаммофоскалар. Осының қатарында экстракциялы фосфор қышқылы өндірісінің агрегаттың өнімділігі өсті және тыңайтқыш өндіретін жабдықтар дамыды.

Фосфорлы МТ өндірісі фосфор және фосфорлы қышқыл технологиясының дамуымен және құрылымымен тығыз байланысты. Әйгілі фосфор өнеркәсібінің бастапқы ХІХ ғасырдың 40-шы жылдарында болды. ХХ жүзжылдықтың басында Қазақстанда 10 фосфор заводы жұмыс жасады, фосфорлы қышқылы термиялық әдіспен жылына 180 мың тонна өнім өндірді.

Фосфор  өнеркәсібінің   әрі   қарай  дамуы  электропештердің  біріңғайкүшін көтеру  жолымен  жүрді,  пеш  газының  тиімді  тазалануы, апативті концентратты  шикізат  ретінде  пайдалану. 1969  жылы Жамбылда қос суперфосфат өндірісі бойынша 1970 жылы Жаңажамбылдың фосфор заводы ашылды.

Егіннің бітік шығуына минералдық тыңайтқыштардың маңызы зор екендігі қазірде жұрттың бәріне мәлім. Өсімдік өскенде жерден түрлі еріген заттарды(тұздарды) тамыр арқылы бойына тартып қорек етеді, егінді жинағанда жерден алынған заттар  бірге кетеді, мысалы мына өсімдіктердің әрбір тоннасы, өзімен мынадай мөлшерде фосфорды алып кетеді: картоп 3кг, жаздық бидай-10,5кг, қара бидай-11кг. Жер жүзінде жыл сайын ондаған миллион тонна фосфорды (Р2О5есебімен) егін өзімен жерден алып кетеді екен, сөйтіп топырақтың нәрі азайып құнарсызданады.Жаратылыстың өзінде мұның орнын толтыратын процестер жоққа жақын, сондықтан топырақта фосфор тапшылығы басталады.Соған қарсы әрекет ретінде, адам фосфордың түрлі тұздарын егістік жерге сеуіп, топырақты қайтадан құнарланады; бір тонна фосфор тыңайтқышы (Р2О5есебімен) мақтаның түсімін гектарына 5-6 тонна, қант қызылшасын 8-9 тонна, картоп-40-45 тонна арттырады.

Тыңайтқыш түрінде өсімдікке берілетін үш элементтің (фосфор, азот, калий) ішінде фосфордың орны ерекше, фосфор өсімдіктің дәніне жиналады басқалар – сабағы, жапырағы, тамырына жиналады.

Фосфор да азот сияқты протоплазманың маңызды бөлігін түзеді, тірі организм өсіп өнуіне қатынасатын түрлі органикалық заттардың құрамында болады, Тыңайтқыштардағы фосфор оның оксидінін (Р₂О₅) мөлшері арқылы өлшенеді.

Фосфорит ұны - майдаланған кальций фосфориті Са₃(РО4)₂ ақ нс сұр түсті ұнтақ. Оның құрамында 16 — 35% Р₂О₅ бар. Өте арзан тыңайтқыш.
Фосфорит ұны суда нашар ериді. Сондықтан оны қышқылдағы жоғары топыраққа пайдаланған жөн.

Жай суперфосфат - Са(Н₂РО₄)₂ + 2Са3О4. Оны фосфоритке не апатитке күкірт қышқылын қосу арқылы алады:

Са₃(РО4)₂ + 2Н₂SO₄ =Са(H₂РO₄)₂ + 2СаSO₄

жай суперфосфат

Мұның құрамында 14 - 20% Р₂О болады. Бұл топырақта, суда жақсы еріп, өсімдікке жақсы сіңіріледі. Алайда құрамыңдағы ерімейтін кальций сульфаты тыңайтқыштың құнын арттырады. Қос суперфосфат Са(H₂РО₄)₂ - кұрамында Р₂O₅ мөлшері жай суперфосфатқа қарағанда екі есе жоғары, яғни 40 - 50%. Оны алу ушін фосфоритті фосфор қышқылымен өндейді:

Са₃(РО4)₂+4Н₃РО₄ = 3Са(Н₂РО₄)₂

Преципитат СаНР0₄ * 2Н₂О. Оны кальций гидроксидімен фосфор қышқылын қосып алады:

Са(ОН)₂ + Н₃РО₄ — СаНРО₄ • 2Н₂О

Бұл құрамында 30 - 35% Р₂О₂ бар ақ түсті ұнтақ.

Преципитаттың суда ерігіштігі төмен болғанымен, ол қышқыл топырақта ғана еріп өсімдікке жақсы сініріледі.Қазіргі кезде құрамында өсімдікке қажет екі-үш элемент бар (комплексті) тыңайтқыштар кеңінен қолданылады.

Аммонийленген суперфосфат NН₄Н₂РO₄ + СаНРO₄ – суперфосфатты аммиакпен әрекеттестірген кезде түзілген өнім:

NН3 +Са(H2РO4)7 = NH4Н2РO4 +СаНРO4

Мұның құрамында 20 % Р₂O₃ және 23% азот бар.

Аммофос NН₄Н₂РO₄ - құрамында азот және фосфор бар күрделі тыңайтқыш. Оны аммиак пен фосфор қышқылын әрекеттестіріп алады:

NН₃ + H₂РO₄= NH₄Н₂РO₄

Бұл тыңайтқыш құрамында 11% азот, 44% P₂O₃ бар. ол әдетте гранула түрінде шығарылады. Фосфор қышқылымен аммиак әрекеттескенде екі атом сугегі алмасса, диаммофос (NН₄)₂НРO₄ түзіледі:

2NН₃+Н₃РO₄=(NН₄)₂НРО₄

Бұл өте құнды тыңайтқыш. Құрамында 52% Р₂О₅ және 20% азот болады. Тыңайтқыш өндіру кезінде күкірт қышқылының аса көп мөлшері қажет. Кейде фосфорит, фторапатиттерді басқа қышқылмен - азот қышқылымен және термиялық, яғни жылумен өндеу әдісі қолданылады. Жергілікті тыңайтқыш ретінде көбінесе, томас шлак пайдаланылады Са(РО₄)₂ • СаО. Ол шойынды болатқа айналдыру кезінде түзілетін шлак.

Құрамында 10 — 20% Р₂О болады.

Құрамында өсімдікке қажет үш элемент — калий, азот, фосфор бар комплексті тыңайтқышқа нитрофосқа жатады. Ол аммоний гидрофосфатынан (МН4)2НРО4, аммоний нитратынан NН₄МO₃ және калий хлоридінен КСІ тұрады.

Қазіргі кездс фосфор тыңайтқыштары құрамындағы фосфор үлесін неғұрлым көбейту көзделіп отыр. Сол мақсатта таза фосфор қышқылы Н₄РО₄ (54% Р₂О₅) және сұйық полифосфор кышқылдары қолданылады (76% Р₂О₅). Полифосфор қышқылдарын ортофосфор қышқылын вакуумде қыздыру арқылы алады:

Бұл реакциялардан полифосфор қышқылдары түзілу поликонденсация реакциясына жататыны корініп тұр. Поликонденсация кезінде молекулалар бір-бірімен бірігіп қарапайым зат бөледі. Фосфор қышқылы конденсацияланған кезде су бөлінеді. Сонымен, метафосфор (НРО₃), пирофосфор Н₄Р₂О₇ триполифосфор Н₄Р₃О₁₀ қышқылдары полифосфор қышқылдары қатарына жатады.

Полифосфор қышкылдары концентрлі сұйық минералды тыңайтқыштар болып табылады. Олардың құрамында өсімдікке кажет фосфор мөлшері 76% Р₂О₅ болады. Сонымен қатар сұйық аммиак та минералды тыңайтқыш болып табылады. Оның қүрамында 82,3% өсімдікке қажет азот бар.

Минералды тыңайтқыштардын сапасын арттыру үшін құрамында 10% азот, 34% фосфор бар азот-фосфор қоспасы пайдаланылады. Қажет болған жағдайда оның құрамына калий хлоридін, микроэлементтер, кейде зиянды жәндіктермен күрес қосады. Фосфор азоттық ұқсас, өйткені азоттағы сияқты валенттік электрондық  (3s 3p) бар. Бірақ азот атомымен салыстырғанда фосфор атомының өлшемі үлкен және иондық энергиясы аз. Бұл азотқа қарағанда фосфордың бейметалдық қасиеттерінің әлсіз екенің білдіреді. Сондықтан фосфорда  3 тотығу дәрежесі сирек, +5 тотығу дәрежесі жиі кездеседі.

Оңтүстік Қазақстанда, Аят және Лисаковск кен орындарындағы қоңыр тас көмірдің құрамында фосфордың едәуір қоры бар.Совет одағында фосфорит Жамбыл қаласының жанындағы Қаратау өңірінде, кездеседі. Қаратау жер жүзіндегі фосфоритке бай жердің бірі, әрі сапасы өте жоғары. Фосфордың табиғи қосылысының тағы бір маңыздысы апатит деген минерал, оның негізі Ca₅X(PO)₂. Совет Одағында апатитің өте көп жерін, 1926 академ А.Е. Ферсман мен Л.Н.Лабунсов, Қола түбегінен Хибинск деген жеріне тапқан. Фосфор өте маңызы элемент, өйткені ол өсімдіктердің де, жануарладдың да белоктардың да құрамына кіреді; өсімдіктерде – дәннің жануарлардың, сүт, қан, ми және нерв тікені белоктарының құрамында болады. Онымен қатар сүйек және тістің құрамында Ca₃(PO₄)₂ түрінде болады.

РН₃ + Н₂О = РН₄ОН РН₃ + НС1 = РН₄С1

Фосфорды арнаулы пештерде өте жоғары температурада фос-фориттен немесе апатиттен алады. Ол үшін пешке фосфорит, құм және кемір қоспа- сын сальш ертейді.Оңтүстік Қазақстанда, Аят және Лисаковск кен орында -рындағы қоңыр тас көмірдің құрамында фосфордың едәуір қоры бар.Совет одағында фосфорит Жамбыл қаласының жанындағы Қаратау өңірінде, кез- деседі. Қаратау жер жүзіндегі фосфоритке бай жердің бірі, әрі сапасы өте жоғары. Фосфордың табиғи қосылысының тағы бір маңыздысы апатит деген минерал, оның негізі Ca₅X(PO)₂. Совет Одағында апатитің өте көп жерін, 1926 академ А.Е. Ферсман мен Л.Н.Лабунсов, Қола түбегінен Хибинск деген жеріне тапқан.

Егіннің бітік шығуына минералдық тыңайтқыштардың маңызы зор екендігі қазірде жұрттың бәріне мәлім. Өсімдік өскенде жерден түрлі еріген заттар ды(тұздарды) тамыр арқылы бойына тартып қорек етеді, егінді жинағанда жерден алынған заттар  бірге кетеді, мысалы мына өсімдіктердің әрбір тоннасы, өзімен мынадай мөлшерде фосфорды алып кетеді: картоп 3кг, жаздық бидай-10,5кг, қара бидай-11кг. Жер жүзінде жыл сайын ондаған миллион тонна фосфорды (Р₂О₅ есебімен) егін өзімен жерден алып кетеді екен, сөйтіп топырақтың нәрі азайып құнарсызданады.

Ақ фосфор көп қолданылмайды. Оның жанатын және түтіндейтін снарят -тарда пайдаланылады. Қара фосфор өте сирек қолданылады. Фосфордың көп мөлшері әр түрлі зиянды насекомдарға қарсы қолданылатын хлорофос, тиофос сияқты пестицидтер дайындауға жұмсалады.