Фосфор және термиялық фосфор қышқылы
ЖОСПАР
Кіріспе
1. Фосфор және термиялық фосфор қышқылы
2. Термиялық фосфор қытқылын алу.
3. Термиялық фосфор қышқылы шығындарын есептеу.
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
1. Фосфор және термиялық фосфор қышқылы
2. Термиялық фосфор қытқылын алу.
3. Термиялық фосфор қышқылы шығындарын есептеу.
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
Химия өнеркәсіп және оның өнімдері адам өмірінің күнделікті тіршілінде, халық шаруашылығының көитеген салаларында қолдапылуда. Табиға немесе өндеу арқылы алынған барлық бейорганикалық тұздар дүние жүзілік өндіріс бойынша жылына миллион немесе ондаған миллион тонна келемінде өндірілуде. Олар ауыл-шарушшлығанда минералды тыңайтқыштар есебінде көптеп қолданылады. Тьңайтқышгардың өсімдіктермен жақсы ciңipyi оның өнімділігін арттырып жер қыртысын жаксартады.
Kaзіpri уақытта минералды тыңайтқыштардың көптеген түрлері шығарылуда. Оларға жай суперфосфат, қос суперфосфат, аммоний фосфаты, күрделі тыңайтқыштар т.б. жатады. Бұл тыңайтқыштар фосфор және күкіртті т.б. қышқылдарды, тиімді әдістерді қолдану арқылы өнделуде. Өндеу процестерінің химиялық өзгеіpic, реакцияның жүруіне температура, қысым әрекеттесуші заттардың күйлері мен қоршаған ортаға экологиялық әсерін білу қажет және оларды "Бейорганикалық заттардың технологиясы" саласъшдағы ілім зерттейді.
Ұсынылып отырған оқулықта қазақ тілінде алғаш рет тыңайтқыштар технологиясы бойынша білім алған студенттердің, техника саласындағы инженер, аспиранттар талап - тілегіне сәйкес қарастырылып дайындалған.
Мұнда оқулықтың әp6ip тарауын қарапайым тілмен, жан-жақты баяндап,
минералды тыңайтқыштарға қажетті шикізат, оны дайындау, өндеу технологаясы, негізгі көpceткіштepi мен техиологиялық үлгісі көрсетілген. Минералды тыңайтқышты өндеуде қолданылатын негізгі жабдықтар, шикізат шығымы мен жылу баланстарың есептеулер, өндіріс қалдықтарын өндеу әдістері қамтылған. Оқулықты қазақша дайындау мақсаты қазақ, тілінде дәріс алатын студент жастарды " Бейорганикалық, заттардың, технолгиясы" пәнінің негіздері және технологиясымен таныстыра отырьп, алған білімдерін өндірісте, ғылыми зертгеу жұмыстарында қолдануға бағыттау және олардың ой-тұжырымдарын қалыптастыру.
Химия өнеркәсіп және оның өнімдері адам өмірінің күнделікті тіршілінде, халық шаруашылығының көитеген салаларында қолдапылуда. Табиға немесе өндеу арқылы алынған барлық бейорганикалық тұздар дүние жүзілік өндіріс бойынша жылына миллион немесе ондаған миллион тонна келемінде өндірілуде. Олар ауыл-шарушшлығанда минералды тыңайтқыштар есебінде көптеп қолданылады. Тьңайтқышгардың өсімдіктермен жақсы ciңipyi оның өнімділігін арттырып жер қыртысын жаксартады.
Kaзіpri уақытта минералды тыңайтқыштардың көптеген түрлері шығарылуда. Оларға жай суперфосфат, қос суперфосфат, аммоний фосфаты, күрделі тыңайтқыштар т.б. жатады. Бұл тыңайтқыштар фосфор және күкіртті т.б. қышқылдарды, тиімді әдістерді қолдану арқылы өнделуде. Өндеу процестерінің химиялық өзгеіpic, реакцияның жүруіне температура, қысым әрекеттесуші заттардың күйлері мен қоршаған ортаға экологиялық әсерін білу қажет және оларды "Бейорганикалық заттардың технологиясы" саласъшдағы ілім зерттейді.
Ұсынылып отырған оқулықта қазақ тілінде алғаш рет тыңайтқыштар технологиясы бойынша білім алған студенттердің, техника саласындағы инженер, аспиранттар талап - тілегіне сәйкес қарастырылып дайындалған.
Мұнда оқулықтың әp6ip тарауын қарапайым тілмен, жан-жақты баяндап,
минералды тыңайтқыштарға қажетті шикізат, оны дайындау, өндеу технологаясы, негізгі көpceткіштepi мен техиологиялық үлгісі көрсетілген. Минералды тыңайтқышты өндеуде қолданылатын негізгі жабдықтар, шикізат шығымы мен жылу баланстарың есептеулер, өндіріс қалдықтарын өндеу әдістері қамтылған. Оқулықты қазақша дайындау мақсаты қазақ, тілінде дәріс алатын студент жастарды " Бейорганикалық, заттардың, технолгиясы" пәнінің негіздері және технологиясымен таныстыра отырьп, алған білімдерін өндірісте, ғылыми зертгеу жұмыстарында қолдануға бағыттау және олардың ой-тұжырымдарын қалыптастыру.
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
1. Позин М.Е. Технология минеральных солей. 4-е изд.6 ч.1,2-Л.: Химия, 1974-1556 с.
2. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. Учебник для вузов. 5-е ид., перераб.-Л.; Химия, 1983-336 с.
3. КувшинниковИ.М. Минеральные удобрения и соли.-М: Химия, 1987-256 с.
4. Крашенников С.А. Технология соды - М.: Химия, 1988-ЗОЗс.
5. Зайцев И.Д. и др. Производство соды - М: Химия, 1986-311с.
6. Абрамов В.Я., Стельков Т.Д., Николаев И.В. Физико-химические основы комплексной переработки алюминиевого сырья-М.: Металлургия, 1985-285 с.
7. Технология фосфорных и комплексных удобрений/Под ред. Эвенчика С.Д. и Бродского А.А. - М.: Химия, 1987-4б4с.
8. Ершов В.А.; Пименов С. Технология фосфоры ~ С-П.; Химия. 1996-279 с.
9. Кармышов В.Ф. Химическая переработка фосфоритов.-М.:Химия,
1983-304 с.
10. Электротермические процессы химической технологии. Учебное пособие для вузов/Под ред.Ершова В.А.Л.:Химия, 1984-464С.
11. Фурман А.А. Неорганические хлориды. М.: Химия, 1980-420с.
12. Шикеева Л.С.;Зырянов В.З. Свойства и производство сульфата натрия.
Л. Химия, 1978-240с.
13. Степени В.Д., Горштейн И.Г., Блюм Г.З. и др. Методы получения эсобо чистых неорганических веществ. Л.: Химия, 1969-480с.
14. Карбридж Д. Фосфор, основы химии, биохимия, технологии М: Мир, 1988-680с.
15. ШапкинМ.А. Двойной суперфосфат Л.:Химия 1987-210с.
16. Постников Н.И. термическая фосфорная кислота, соли и удобрения на ее основе. М.: Химия, 1976-302с.
1. Позин М.Е. Технология минеральных солей. 4-е изд.6 ч.1,2-Л.: Химия, 1974-1556 с.
2. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. Учебник для вузов. 5-е ид., перераб.-Л.; Химия, 1983-336 с.
3. КувшинниковИ.М. Минеральные удобрения и соли.-М: Химия, 1987-256 с.
4. Крашенников С.А. Технология соды - М.: Химия, 1988-ЗОЗс.
5. Зайцев И.Д. и др. Производство соды - М: Химия, 1986-311с.
6. Абрамов В.Я., Стельков Т.Д., Николаев И.В. Физико-химические основы комплексной переработки алюминиевого сырья-М.: Металлургия, 1985-285 с.
7. Технология фосфорных и комплексных удобрений/Под ред. Эвенчика С.Д. и Бродского А.А. - М.: Химия, 1987-4б4с.
8. Ершов В.А.; Пименов С. Технология фосфоры ~ С-П.; Химия. 1996-279 с.
9. Кармышов В.Ф. Химическая переработка фосфоритов.-М.:Химия,
1983-304 с.
10. Электротермические процессы химической технологии. Учебное пособие для вузов/Под ред.Ершова В.А.Л.:Химия, 1984-464С.
11. Фурман А.А. Неорганические хлориды. М.: Химия, 1980-420с.
12. Шикеева Л.С.;Зырянов В.З. Свойства и производство сульфата натрия.
Л. Химия, 1978-240с.
13. Степени В.Д., Горштейн И.Г., Блюм Г.З. и др. Методы получения эсобо чистых неорганических веществ. Л.: Химия, 1969-480с.
14. Карбридж Д. Фосфор, основы химии, биохимия, технологии М: Мир, 1988-680с.
15. ШапкинМ.А. Двойной суперфосфат Л.:Химия 1987-210с.
16. Постников Н.И. термическая фосфорная кислота, соли и удобрения на ее основе. М.: Химия, 1976-302с.
ЖОСПАР
Кіріспе
1. Фосфор және термиялық фосфор қышқылы
2. Термиялық фосфор қытқылын алу.
3. Термиялық фосфор қышқылы шығындарын есептеу.
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
Химия өнеркәсіп және оның өнімдері адам өмірінің күнделікті тіршілінде,
халық шаруашылығының көитеген салаларында қолдапылуда. Табиға немесе өндеу
арқылы алынған барлық бейорганикалық тұздар дүние жүзілік өндіріс бойынша
жылына миллион немесе ондаған миллион тонна келемінде өндірілуде. Олар ауыл-
шарушшлығанда минералды тыңайтқыштар есебінде көптеп қолданылады.
Тьңайтқышгардың өсімдіктермен жақсы ciңipyi оның өнімділігін арттырып жер
қыртысын жаксартады.
Kaзіpri уақытта минералды тыңайтқыштардың көптеген түрлері шығарылуда.
Оларға жай суперфосфат, қос суперфосфат, аммоний фосфаты, күрделі
тыңайтқыштар т.б. жатады. Бұл тыңайтқыштар фосфор және күкіртті т.б.
қышқылдарды, тиімді әдістерді қолдану арқылы өнделуде. Өндеу процестерінің
химиялық өзгеіpic, реакцияның жүруіне температура, қысым әрекеттесуші
заттардың күйлері мен қоршаған ортаға экологиялық әсерін білу қажет және
оларды "Бейорганикалық заттардың технологиясы" саласъшдағы ілім зерттейді.
Ұсынылып отырған оқулықта қазақ тілінде алғаш рет тыңайтқыштар технологиясы
бойынша білім алған студенттердің, техника саласындағы инженер, аспиранттар
талап - тілегіне сәйкес қарастырылып дайындалған.
Мұнда оқулықтың әp6ip тарауын қарапайым тілмен, жан-жақты баяндап,
минералды тыңайтқыштарға қажетті шикізат, оны дайындау, өндеу технологаясы,
негізгі көpceткіштepi мен техиологиялық үлгісі көрсетілген. Минералды
тыңайтқышты өндеуде қолданылатын негізгі жабдықтар, шикізат шығымы мен жылу
баланстарың есептеулер, өндіріс қалдықтарын өндеу әдістері қамтылған.
Оқулықты қазақша дайындау мақсаты қазақ, тілінде дәріс алатын студент
жастарды " Бейорганикалық, заттардың, технолгиясы" пәнінің негіздері және
технологиясымен таныстыра отырьп, алған білімдерін өндірісте, ғылыми
зертгеу жұмыстарында қолдануға бағыттау және олардың ой-тұжырымдарын
қалыптастыру.
Бұл оқу құралының орта және орта-арнаулы оқу оръшдарыньң қырмандарына да
жәрдем көрсетері даусыз. Қолжазбаны мұқият оқып құнды ұсыныс, бағалы
ескертпелер пiкip жазған техника ғылымының докторы, професссор Юнусов У.И.
(Ғылыми-инженеритті институт), химия ғылымының докторы Утелбаев Б.У.
(М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазакстан мемлекеттік университеті) жолдастарға
зор ризашылығымызды білдіреміз.
1. Фосфор және термиялық фосфор қышқылы
Фосфорды элекротермялык әдіспен алады, яғни табиғи фосфатты көміртегімен
тотықсыздандырады. Бұл процесс жоғары температурада электр пештерінде
өтедді Электрлі пештен бөлінген фосфор буын сұйылтканда сұйық фосфор
тұзіледі, оны қоршақан орта температурасына дейін суытқанда қатты өнім
алынады.
Сұйық фосфорды және оның буын тотықтыру (жандыру) жолымен фосфор
пентатотығын алады, оны гидратацияға түсіргенде фосфор қышқылы түзіледі Бұл
әдіспен алынған қышқыл термиялық фосфор қышқылы (ТФҚ) деп аталады.
Үнемді, сондай-ақ кең тараған фосфор қышқылының өндipici фосфатты күкірт
қышқылымен экстракицялау. Бұл жағдайда енімді экстракциялық фосфор қышқылы
деп атайды.
Фосфатты элсктротермиялық өндеудің артықшылығы барлық фосфаттардан, соның
ішінде төмен сапалы фосфатты қолдануда жоғары дәрежелі таза шоғырлы фосфор
қышқылын алуға болады. Қышқыл ендеуге жоғары сапалы емес шоғырлы және
қоспалармен қатты ластанған фосфориттер қолданылады.
Реактивтер сияқты жемдік және техникалық фосфаттар таза болу керек,
сонымен, одан ТФҚ алады, бірақ ол ЭФҚ қарағанда қьмбат. Фосфорқұрамдас
тыңайтқыш алуда басты белігіне арзан ЭФҚ қолданады.
ГОСТ 10678-76 сәйкес ТФҚ екі маркасы шығарады - А (тамақ өндірісінде) жәнс
Б (техникалық). Б маркасында 73% кем емес НРО (52,9% РЭО5) болады. 1 және 3
сортты техниқалық қышқыл құрамындағы қоспалар (% көп емес): хлоридтер 0,01
және 0,02, сульфаттар 0,015 және 0,02; нитраттар 0,0005 және 0,001, темір
0,001 және 0,015; ауыр металдар (Рв) 0,002 және 0,005, мышьяк 0,006 және
0,008. Тамаққа қажетті қышқылдар: мышъяк 0,0003 қорғасын 0,0005, NO3 -
0,0003.
2. Термиялық фосфор қытқылын алу.
Термиялық фосфор қышқылын элементті фосфорды тотықтыру (жандыру)
(Р4+5О3=Р4О10) және түзілген пентотық фосфорды гидратациялау арқылы алады.
P2O5-i гидратациялау 6ipiнен соң бipi өтетін мета-, пиро- және ортофосфор
қышқылы алынғанша
жүргізіледі:
700°С-та n Р4О10+2nH2O=HPO3)n
450°С-та 4(HPO3)n+2nH2O=2nH4P2O7
250°С-та 2пН4Р2О7+2пН2О=4nН3РО4
Гидратацияиың жалпы теңдеуі:
Р4О10+6Н2О-4Н3РО4
Бөлінетін жылу мөлшері 1 кг фосфорды жандырғанда 23614 кДж) гидратацияда -
3035 кДж (немссе 1 кг Н3РО4- ке 1017 кДж) құрайды. H3PO4-тi сумен қышқыл
өніміне дейін еріткенде қосымша жылу бөлінеді. Техникалық термиялық қышқыл
құрамында 73% кем емсс Н3РО4 болады.
Термиялық фосфор қышқылын eкi әдіспен - 6ip сатылы және eкi сатылы әдіспен
алуға болады. Бірінші әдісте пештен шьққан фосфоркұрамдас газды жағып, одан
соң пайда болған P2O5-тi гидратацияға түсіреді. Бұл әдістің
қарапайымдылығына қарамай, біздің елде қодданылмайды, себебі пеш газындағы
фосфор буының шоғырының аз болуынан өте алып, үлкен көлемді қондырғылар
қолданылады, ал газ құрамындағы қоспалар (шаң) алынған фосфор қышқылын
ластайды. Бұл әдістің кемшілігі фосфор пешінің синхронды жұмыс істеуін
кажет етеді.
ТМД зауытгарында термиялық фосфор қышқылын eкi сатылы әдіспен алады, яғни
фосфор пешінің газынан фосфорды конденсациялайды, сонаи соң оны қьшқылға
өндейді. Бұл жағдайда таза қышқыл алынады, фосфорды конденсациялап алудан
қалған газды пайдалануға мүмкіндік туады, фосфорды тотыктырғанда және Р,О5
гидратаииясьгнда бөлінген үлкен мөлшерлі жылуды әзірше қайта өңдемейді.
Жылуды алу әдісінше байланысты өндipicтi екіге беледі циркуляциялық
(суытылған сумен жылуды алу) және буландырғаш (буланатын сумен жылуды алу).
Циркуляциялық жүйесі кең тарады: электрлі сүзгі немесе скрубберлі,
циркуляциялық 6іp мұнаралы жүйе және циркуляциялық екі. мұнаралы жүйелср.
Соңғысы өте кең тараған. Буландырғыш жүйелер болашағы бар жүйелерге жатады.
Циркуляцйялықтан айнрмашылығы олар насосты-мұздатқыш қондырғысын қажет
етпсйді], сәйкесінше аз энергиялық шығын жұмсалады. Бipaқ олардың кемшілігі
- шығатын газдың үлкен көлемде болуы, яғни ол газдар гидратация мұнарасында
судың булануынан түзіледі және сондыктан қышқылды ұстауға үлкен көлемді
элсктрлі сүзгі қажет.
3. Термиялық фосфор қышқылы шығындарын есептеу.
Фосфор қышқылын термиялық әдіспен өндіріп аду үшін қолданылатын негізгі
өнім- элементті фосфор. Оны электрлі пеште кеміртегімен кремнезем
қатысуымен фосфаттардан алады.
Ca3(PO4)2+5C+2SiO2P2+5CO+Ca3Si2O7 - 1460 кДжмоль Алынған фосфор-фосфор
ангидридіне дейін тотығады, сонында сумен гидратгайды. Нәтижеде
ортофосфорлы қышқыл пайда болады:
2Р2+5О2 2Р2О5 Р3О5+3Н3О 2Н3РО4
Фосфорды электрлі-термия әдісімен ұшыру және оны ары карай өндеу Н3РО4
алудың екі тәсілін анықтады: 6ip сатылы (қазігі уақытта қолданылмайды) және
eкi сатылы.
Екі сатылы тәсіде элекгрлі пештен бөлінетін газ түріндегі өнімдер фосфорды
конденсациялау үшін салқындатылады. Конденсацияға түскен фосфорды жандыру
арқылы және фосфор қышқылында гидратациялау арқылы қышқылға өндейді.
Осы тәсілмен өте таза қышқыл алады. Сонымен қатар керек кезде өнім ретінде
тағы сары фосфорды алуға және көмipтeri тотығын қайта өддеуге болады.
ГОСТ 10678-83 бойынша термиялық фосфор қышқылы (техникалық I және II
сорттар) кұрамында 75% Н3РО4 аз емес және өте аз мөлшерде қоспалар
(хлоркдтердің, ауыр металдардың, фторлардың және т.б.) болуы керек.
-суретте сұйық фосфордан Н3РО4 өндіріп алудың үлгісі көрсетілген. Сұйық
фосфорды жағу мұнарасында жағады. Айналмалы фосфор қышқылының газдарды
салқындатудың әсерінен мұнарадан шығудағы температурасы 145-160°С. Сонымен
пеште бөлінген фосфор ангидридінің 6ipaз бөлігі гидратация мұнарасынан
берілетін қышқылмен сіңірледі. Жағу мғнарасынан өнімді қышқыл бөлінеді.
Қалған газ массасы жағу мұнарасынан гидратация мұнарасына келіп түседі,
онда фосфор ангидридінің қалған бөлігі ұсталады да Н3РО4 пешке берілу
гидратация мұнарасы кайтарымды сұйытылған фосфор қышқылымен шайылады.
Әсерлеспеген газдар гидратация мұнарасынан 5О-6О°С температурасынмен
электрлі сүзгіш фильтрге келіп түседі. Онда газды тазалап атмосфераға
жібереді
Ауа шығыны Vауа (м3) және G(кг), А кг фосфорды жағу үшін
керекті мөлшерін төмендегі теңдеумен есептейді:
А · 5 ·22,4а·100х А · 5 · 22,4ах
Vауа ------------------------= --------------------- = 4,301·
10² Аах (1)
4·31· 100 · 21 4 ·31· 21
А•5•22,4а• 1,29х
G=Vауа • 1,29 = -------------------------- = 5,55 • 10 Аах
(2)
4 • 31 • 21
Мұндағы: 31 - фосфордьң атомдық, массасы;
а - техникалық сары (сұйық) фосфор құрамындағы элементті фосфор мөлшері,
21 — ауадағы оттeгi мөлшері, % (көл.);
2 — стехиометриялық. мөлшерге қатысты ауаның шығын шамасы; әр уақытта 1,9-
2,1;
1,29 - ауа тығыздығы, кг м3
Пайда бoлған қышқыл мөлшері
A • 98
Gk = --------------------- = 3,16 • 10-2.А • а
100 • 31
Gk 100 Аа • 98
Аа
b % Н3РО4 шоғырымен G¹k = ---------- = ---------- = 3,16------
b b•31
b
с % Р2О5 шоғырымеи
Gk71• 100 Aa • 71 Аа
G¹¹ =-------------- = ------------- = 2,29 ------
С•98 С•31 С
Егерде жағу мұнарасында q{ кг, гидратация мұнарасында q2 кг, ал электрлі
сүзгіште g3 кг 100%-тік Н3РО4 пайда болса, онда
g1 = 0,01·m1Gk; g2 =0,01·m2Gk; ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
1. Фосфор және термиялық фосфор қышқылы
2. Термиялық фосфор қытқылын алу.
3. Термиялық фосфор қышқылы шығындарын есептеу.
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
Химия өнеркәсіп және оның өнімдері адам өмірінің күнделікті тіршілінде,
халық шаруашылығының көитеген салаларында қолдапылуда. Табиға немесе өндеу
арқылы алынған барлық бейорганикалық тұздар дүние жүзілік өндіріс бойынша
жылына миллион немесе ондаған миллион тонна келемінде өндірілуде. Олар ауыл-
шарушшлығанда минералды тыңайтқыштар есебінде көптеп қолданылады.
Тьңайтқышгардың өсімдіктермен жақсы ciңipyi оның өнімділігін арттырып жер
қыртысын жаксартады.
Kaзіpri уақытта минералды тыңайтқыштардың көптеген түрлері шығарылуда.
Оларға жай суперфосфат, қос суперфосфат, аммоний фосфаты, күрделі
тыңайтқыштар т.б. жатады. Бұл тыңайтқыштар фосфор және күкіртті т.б.
қышқылдарды, тиімді әдістерді қолдану арқылы өнделуде. Өндеу процестерінің
химиялық өзгеіpic, реакцияның жүруіне температура, қысым әрекеттесуші
заттардың күйлері мен қоршаған ортаға экологиялық әсерін білу қажет және
оларды "Бейорганикалық заттардың технологиясы" саласъшдағы ілім зерттейді.
Ұсынылып отырған оқулықта қазақ тілінде алғаш рет тыңайтқыштар технологиясы
бойынша білім алған студенттердің, техника саласындағы инженер, аспиранттар
талап - тілегіне сәйкес қарастырылып дайындалған.
Мұнда оқулықтың әp6ip тарауын қарапайым тілмен, жан-жақты баяндап,
минералды тыңайтқыштарға қажетті шикізат, оны дайындау, өндеу технологаясы,
негізгі көpceткіштepi мен техиологиялық үлгісі көрсетілген. Минералды
тыңайтқышты өндеуде қолданылатын негізгі жабдықтар, шикізат шығымы мен жылу
баланстарың есептеулер, өндіріс қалдықтарын өндеу әдістері қамтылған.
Оқулықты қазақша дайындау мақсаты қазақ, тілінде дәріс алатын студент
жастарды " Бейорганикалық, заттардың, технолгиясы" пәнінің негіздері және
технологиясымен таныстыра отырьп, алған білімдерін өндірісте, ғылыми
зертгеу жұмыстарында қолдануға бағыттау және олардың ой-тұжырымдарын
қалыптастыру.
Бұл оқу құралының орта және орта-арнаулы оқу оръшдарыньң қырмандарына да
жәрдем көрсетері даусыз. Қолжазбаны мұқият оқып құнды ұсыныс, бағалы
ескертпелер пiкip жазған техника ғылымының докторы, професссор Юнусов У.И.
(Ғылыми-инженеритті институт), химия ғылымының докторы Утелбаев Б.У.
(М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазакстан мемлекеттік университеті) жолдастарға
зор ризашылығымызды білдіреміз.
1. Фосфор және термиялық фосфор қышқылы
Фосфорды элекротермялык әдіспен алады, яғни табиғи фосфатты көміртегімен
тотықсыздандырады. Бұл процесс жоғары температурада электр пештерінде
өтедді Электрлі пештен бөлінген фосфор буын сұйылтканда сұйық фосфор
тұзіледі, оны қоршақан орта температурасына дейін суытқанда қатты өнім
алынады.
Сұйық фосфорды және оның буын тотықтыру (жандыру) жолымен фосфор
пентатотығын алады, оны гидратацияға түсіргенде фосфор қышқылы түзіледі Бұл
әдіспен алынған қышқыл термиялық фосфор қышқылы (ТФҚ) деп аталады.
Үнемді, сондай-ақ кең тараған фосфор қышқылының өндipici фосфатты күкірт
қышқылымен экстракицялау. Бұл жағдайда енімді экстракциялық фосфор қышқылы
деп атайды.
Фосфатты элсктротермиялық өндеудің артықшылығы барлық фосфаттардан, соның
ішінде төмен сапалы фосфатты қолдануда жоғары дәрежелі таза шоғырлы фосфор
қышқылын алуға болады. Қышқыл ендеуге жоғары сапалы емес шоғырлы және
қоспалармен қатты ластанған фосфориттер қолданылады.
Реактивтер сияқты жемдік және техникалық фосфаттар таза болу керек,
сонымен, одан ТФҚ алады, бірақ ол ЭФҚ қарағанда қьмбат. Фосфорқұрамдас
тыңайтқыш алуда басты белігіне арзан ЭФҚ қолданады.
ГОСТ 10678-76 сәйкес ТФҚ екі маркасы шығарады - А (тамақ өндірісінде) жәнс
Б (техникалық). Б маркасында 73% кем емес НРО (52,9% РЭО5) болады. 1 және 3
сортты техниқалық қышқыл құрамындағы қоспалар (% көп емес): хлоридтер 0,01
және 0,02, сульфаттар 0,015 және 0,02; нитраттар 0,0005 және 0,001, темір
0,001 және 0,015; ауыр металдар (Рв) 0,002 және 0,005, мышьяк 0,006 және
0,008. Тамаққа қажетті қышқылдар: мышъяк 0,0003 қорғасын 0,0005, NO3 -
0,0003.
2. Термиялық фосфор қытқылын алу.
Термиялық фосфор қышқылын элементті фосфорды тотықтыру (жандыру)
(Р4+5О3=Р4О10) және түзілген пентотық фосфорды гидратациялау арқылы алады.
P2O5-i гидратациялау 6ipiнен соң бipi өтетін мета-, пиро- және ортофосфор
қышқылы алынғанша
жүргізіледі:
700°С-та n Р4О10+2nH2O=HPO3)n
450°С-та 4(HPO3)n+2nH2O=2nH4P2O7
250°С-та 2пН4Р2О7+2пН2О=4nН3РО4
Гидратацияиың жалпы теңдеуі:
Р4О10+6Н2О-4Н3РО4
Бөлінетін жылу мөлшері 1 кг фосфорды жандырғанда 23614 кДж) гидратацияда -
3035 кДж (немссе 1 кг Н3РО4- ке 1017 кДж) құрайды. H3PO4-тi сумен қышқыл
өніміне дейін еріткенде қосымша жылу бөлінеді. Техникалық термиялық қышқыл
құрамында 73% кем емсс Н3РО4 болады.
Термиялық фосфор қышқылын eкi әдіспен - 6ip сатылы және eкi сатылы әдіспен
алуға болады. Бірінші әдісте пештен шьққан фосфоркұрамдас газды жағып, одан
соң пайда болған P2O5-тi гидратацияға түсіреді. Бұл әдістің
қарапайымдылығына қарамай, біздің елде қодданылмайды, себебі пеш газындағы
фосфор буының шоғырының аз болуынан өте алып, үлкен көлемді қондырғылар
қолданылады, ал газ құрамындағы қоспалар (шаң) алынған фосфор қышқылын
ластайды. Бұл әдістің кемшілігі фосфор пешінің синхронды жұмыс істеуін
кажет етеді.
ТМД зауытгарында термиялық фосфор қышқылын eкi сатылы әдіспен алады, яғни
фосфор пешінің газынан фосфорды конденсациялайды, сонаи соң оны қьшқылға
өндейді. Бұл жағдайда таза қышқыл алынады, фосфорды конденсациялап алудан
қалған газды пайдалануға мүмкіндік туады, фосфорды тотыктырғанда және Р,О5
гидратаииясьгнда бөлінген үлкен мөлшерлі жылуды әзірше қайта өңдемейді.
Жылуды алу әдісінше байланысты өндipicтi екіге беледі циркуляциялық
(суытылған сумен жылуды алу) және буландырғаш (буланатын сумен жылуды алу).
Циркуляциялық жүйесі кең тарады: электрлі сүзгі немесе скрубберлі,
циркуляциялық 6іp мұнаралы жүйе және циркуляциялық екі. мұнаралы жүйелср.
Соңғысы өте кең тараған. Буландырғыш жүйелер болашағы бар жүйелерге жатады.
Циркуляцйялықтан айнрмашылығы олар насосты-мұздатқыш қондырғысын қажет
етпсйді], сәйкесінше аз энергиялық шығын жұмсалады. Бipaқ олардың кемшілігі
- шығатын газдың үлкен көлемде болуы, яғни ол газдар гидратация мұнарасында
судың булануынан түзіледі және сондыктан қышқылды ұстауға үлкен көлемді
элсктрлі сүзгі қажет.
3. Термиялық фосфор қышқылы шығындарын есептеу.
Фосфор қышқылын термиялық әдіспен өндіріп аду үшін қолданылатын негізгі
өнім- элементті фосфор. Оны электрлі пеште кеміртегімен кремнезем
қатысуымен фосфаттардан алады.
Ca3(PO4)2+5C+2SiO2P2+5CO+Ca3Si2O7 - 1460 кДжмоль Алынған фосфор-фосфор
ангидридіне дейін тотығады, сонында сумен гидратгайды. Нәтижеде
ортофосфорлы қышқыл пайда болады:
2Р2+5О2 2Р2О5 Р3О5+3Н3О 2Н3РО4
Фосфорды электрлі-термия әдісімен ұшыру және оны ары карай өндеу Н3РО4
алудың екі тәсілін анықтады: 6ip сатылы (қазігі уақытта қолданылмайды) және
eкi сатылы.
Екі сатылы тәсіде элекгрлі пештен бөлінетін газ түріндегі өнімдер фосфорды
конденсациялау үшін салқындатылады. Конденсацияға түскен фосфорды жандыру
арқылы және фосфор қышқылында гидратациялау арқылы қышқылға өндейді.
Осы тәсілмен өте таза қышқыл алады. Сонымен қатар керек кезде өнім ретінде
тағы сары фосфорды алуға және көмipтeri тотығын қайта өддеуге болады.
ГОСТ 10678-83 бойынша термиялық фосфор қышқылы (техникалық I және II
сорттар) кұрамында 75% Н3РО4 аз емес және өте аз мөлшерде қоспалар
(хлоркдтердің, ауыр металдардың, фторлардың және т.б.) болуы керек.
-суретте сұйық фосфордан Н3РО4 өндіріп алудың үлгісі көрсетілген. Сұйық
фосфорды жағу мұнарасында жағады. Айналмалы фосфор қышқылының газдарды
салқындатудың әсерінен мұнарадан шығудағы температурасы 145-160°С. Сонымен
пеште бөлінген фосфор ангидридінің 6ipaз бөлігі гидратация мұнарасынан
берілетін қышқылмен сіңірледі. Жағу мғнарасынан өнімді қышқыл бөлінеді.
Қалған газ массасы жағу мұнарасынан гидратация мұнарасына келіп түседі,
онда фосфор ангидридінің қалған бөлігі ұсталады да Н3РО4 пешке берілу
гидратация мұнарасы кайтарымды сұйытылған фосфор қышқылымен шайылады.
Әсерлеспеген газдар гидратация мұнарасынан 5О-6О°С температурасынмен
электрлі сүзгіш фильтрге келіп түседі. Онда газды тазалап атмосфераға
жібереді
Ауа шығыны Vауа (м3) және G(кг), А кг фосфорды жағу үшін
керекті мөлшерін төмендегі теңдеумен есептейді:
А · 5 ·22,4а·100х А · 5 · 22,4ах
Vауа ------------------------= --------------------- = 4,301·
10² Аах (1)
4·31· 100 · 21 4 ·31· 21
А•5•22,4а• 1,29х
G=Vауа • 1,29 = -------------------------- = 5,55 • 10 Аах
(2)
4 • 31 • 21
Мұндағы: 31 - фосфордьң атомдық, массасы;
а - техникалық сары (сұйық) фосфор құрамындағы элементті фосфор мөлшері,
21 — ауадағы оттeгi мөлшері, % (көл.);
2 — стехиометриялық. мөлшерге қатысты ауаның шығын шамасы; әр уақытта 1,9-
2,1;
1,29 - ауа тығыздығы, кг м3
Пайда бoлған қышқыл мөлшері
A • 98
Gk = --------------------- = 3,16 • 10-2.А • а
100 • 31
Gk 100 Аа • 98
Аа
b % Н3РО4 шоғырымен G¹k = ---------- = ---------- = 3,16------
b b•31
b
с % Р2О5 шоғырымеи
Gk71• 100 Aa • 71 Аа
G¹¹ =-------------- = ------------- = 2,29 ------
С•98 С•31 С
Егерде жағу мұнарасында q{ кг, гидратация мұнарасында q2 кг, ал электрлі
сүзгіште g3 кг 100%-тік Н3РО4 пайда болса, онда
g1 = 0,01·m1Gk; g2 =0,01·m2Gk; ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz