Разработкатехнологии получения фосфорных и азотнокальциевых удобрений на основе азотнокислотной переработки Кызылкуских фосфоритов

1

УМУМИЙ ВА НООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ ВА

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ ҲУЗУРИДАГИ

ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ

DSc 27.06.2017.К/Т.35.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

УМУМИЙ ВА НООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ

АЛЛАМУРАТОВА АЙЖАМАЛ ЖУМАМУРАТОВНА

ҚИЗИЛҚУМ ФОСФОРИТЛАРИНИ НИТРАТ КИСЛОТАСИ БИЛАН

ҚАЙТА ИШЛАШ АСОСИДА ФОСФОРЛИ ВА АЗОТКАЛЬЦИЙЛИ

ЎҒИТЛАР ОЛИШ ТЕХНОЛОГИЯСИНИ ИШЛАБ ЧИҚИШ

02.00.13 –

Ноорганик моддалар ва улар асосидаги материаллар технологияси

ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)

ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент – 2018

2

УЎТ 661.632:661.56

Фалсафа доктори (PhD) диссертацияси автореферати мундарижаси

Оглавление автореферата диссертации доктора философии (PhD)

Content of the dissertation abstract of doctor of Philosophy (PhD)

Алламуратова Айжамал Жумамуратовна

Қизилқум фосфоритларини нитрат кислотаси билан қайта ишлаш
асосида фосфорли ва азоткальцийли ўғитлар олиш технологиясини
ишлаб чиқиш

…………………………….….......................................

3

Алламуратова Айжамал Жумамуратовна

Разработкатехнологии получения фосфорных и азотнокальциевых
удобрений на основе азотнокислотной переработки Кызылкуских
фосфоритов…………………………………………………………………

24

Allamuratova Ayjamal Jumamuratovna

Development of phosphoric and nitrogencalcium fertilizers technology
based on nitric acid processing Kyzylkum phosphorites…………………

45

Эълон қилинган ишлар рўйхати

Список опубликованных работ
List of published works…………………………………………………...

48

3

УМУМИЙ ВА НООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ ВА

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ ҲУЗУРИДАГИ

ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ

DSc 27.06.2017.К/Т.35.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

УМУМИЙ ВА НООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ

АЛЛАМУРАТОВА АЙЖАМАЛ ЖУМАМУРАТОВНА

ҚИЗИЛҚУМ ФОСФОРИТЛАРИНИ АЗОТ КИСЛОТАЛИ ҚАЙТА

ИШЛАШ АСОСИДА ФОСФОРЛИ ВА АЗОТКАЛЬЦИЙЛИ ЎҒИТЛАР

ОЛИШ ТЕХНОЛОГИЯСИНИ ИШЛАБ ЧИҚИШ

02.00.13 –

Ноорганик моддалар ва улар асосидаги материаллар технологияси

ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)

ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент – 2018

4

Фалсафа доктори (PhD) диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар

Маҳкамаси ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида В2017.2.PhD/Т166 рақам билан
рўйхатга олинган.

Докторлик диссертацияси Умумий ва ноорганик кимѐ институтида бажарилган.
Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз (резюме)) Илмий кенгаш

веб-саҳифасида (www.ionx.uz) ва «ZiyoNet» ахборот-таълим порталида (www.ziyonet.uz)
жойлаштирилган.

Илмий раҳбар:

Эркаев Актам Улашевич

техника фанлари доктори, профессор

Расмий оппонентлар:

Намазов Шафоат Cаттарович

доктор технических наук, профессор,
академик

Шамшидинов Исраилжон Тургунович

доктор технических наук, доцент

Етакчи ташкилот

Навоий Давлат кончилик институти

Диссертация ҳимояси Умумий ва ноорганик кимѐ институти ва Тошкент кимѐ-

технология институти ҳузуридаги DSc 27.06.2017.К/Т.35.01 рақамли Илмий кенгашнинг
«28» феврал 2018 йил соат 14

00

даги мажлисида бўлиб ўтади (Манзил: 100170, Тошкент

шаҳри, Мирзо Улуғбек кўчаси, 77-а. Тел.: (99871) 262-56-60; факс: (99871) 262-79-90; e-
mail: ionxanruz@mail.ru ).

Диссертацияси билан Умумий ва ноорганик кимѐ институтининг Ахборот-ресурс

марказида танишиш мумкин (3-рақам билан рўйхатга олинган). (Манзил: 100170, Тошкент
шаҳри, Мирзо-Улуғбек кўчаси, 77-а. Тел.: (99871) 262-56-60.

Диссертация автореферати 2018 йил «17» феврал куни тарқатилди.
(2018 йил «17» февралдаги 3-рақамли реестр баѐнномаси).

Б. С. Закиров

Илмий даражалар берувчи

илмий кенгаш раиси, к.ф.д.

Д.С.Салиханова

Илмий даражалар берувчи илмий кенгаш

котиби, т.ф.д.

Тухтаев С.

Илмий даражалар берувчи илмий кенгаш

қошидаги илмий семинар раиси, к.ф.д.

профессор, академик

5

КИРИШ (Фалсафа доктори (PhD) диссертацияси аннотацияси)

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати.

Қишлоқ

хўжалигини ривожлантиришнинг бош истиқболи тупроқни қайта ишлашнинг
янги технологияларини жорий қилиш, экинларнинг юқори ҳосилдор
навларини, албатта минерал ўғитларни ва ўсимликларни ҳимоя қилиш
воситаларини қўллаш ҳисобига ҳосилдорликни ошириш билан боғлиқдир.
Ўсимликлар ҳосилдорлигини белгилайдиган асосий омилларидан бири, бу
фосфорли ўғитлардан фойдаланиш ҳисобланади.

Жаҳонда сифатли фосфат хом ашѐси танқислиги туфайли паст навли

фосфоритларни ишлаб чиқаришга жалб этиш орқали концентрланган
фосфорли ўғитлар технологиясини ишлаб чиқишга алоҳида эътибор
қаратилмоқда. Бу жиҳатдан нитрат кислотали қайта ишлаш усуллари анча
истиқболли ҳисобланади. Нитрат кислотасининг афзаллиги шундан
иборатки, қаттиқ ва суюқ чиқиндилар деярли ҳосил бўлмайди, чунки HNO

3

икки тарафлама: фосфат хом ашѐсидаги карбонатларни ажратиб олиш учун
фаол водород иони, ҳамда суюқ ва қаттиқ ўғитларнинг асосий озуқа қисми –
азот компоненти сифатида фойдаланилади.

Бугунги кунда мамлакатимизда кенг миқѐсдаги аниқ чораларни амалга

ошириш натижасида минерал ўғитлар, хусусан азотли, фосфорли ва калийли
ўғитлар ишлаб чиқариш технологияси соҳасида муйян даражада назарий ва
амалий натижаларга эришилди. Бу борада кузги шудгорда ва ўсимликларни
қўшимча озиқлантиришда қўлланиладиган фосфорли ва суюқ ўғитлар
ассортиментини кенгайтириш бўйича олиб борилаѐтган тадқиқотларни
алоҳида таъкидлаш керак. Ўзбекистон Республикасин янада ривожлантириш
буйича ҳаракатлар стратегиясининг учинчи йўналишида «кимѐ саноатини
сифат жиҳатидан янги даражага кўтариш, маҳаллий хом ашѐ ресурсларини
чуқур қайта ишлаш асосида тайѐр маҳсулот ишлаб чиқаришни янада
жадаллаштириш, янги турдаги технологиялар ва маҳсулотлар ишлаб
чиқарилишини ўзлаштириш» да маҳаллий Қизилқум фосфоритларини қазиб
олиш ва бойитиш ҳамда уларни фосфорли ва суюқ комплекс ўғитларга қайта
ишлаш қувватини янада ошириш муҳим аҳамият касб этади.

Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2015 йил 4 мартдаги ПФ-

4707-сонли «2015-2019 йилларда ишлаб чиқаришни таркибий ўзгартириш,
модернизация ва диверсификация қилишни таъминлаш бўйича чора-
тадбирлар дастури тўғрисида», 2017 йил 7 февралдаги ПФ-4947 сонли «2017-
2021 йилларда Ўзбекистон Республикасини ривожлантиришнинг бешта
тамойили бўйича ҳаракатлар стратегияси» тўғрисидаги Фармонлари ва 2017
йил 23 августдаги ПҚ-3236 сонли «2017-2021 йилларда кимѐ саноатини
ривожлантириш дастури тўғрисида» ги қарори, шунингдек мазкур соҳада
қабул қилинган бошқа меъѐрий-ҳуқуқий ҳужжатларда белгиланган
вазифаларни бажаришга ушбу диссертация тадқиқоти муайян даражада
хизмат қилади.

Тадқиқотнинг

республика

фан

ва

технологиялари

ривожланишининг устувор йўналишларига мослиги.

Мазкур тадқиқот

6

республика фан ва технологиялар ривожланишининг VII. «Кимѐвий
технологиялар ва нанотехнологиялар» устувор йўналишига мувофиқ
бажарилган.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.

Илмий-техник адабиѐтларда

Марказий Қизилқум фосфоритларини нитраткислотали қайта ишлаш орқали
комплексли азотфосфорли ўғитлар олиш бўйича муайян хажмдаги илмий
материаллар мавжуд (Набиев М.Н., Беглов Б.М., Намазов Ш.С., Амирова
А.М., Таджиев С.М., Реймов А.М., Шеркузиев Д.Ш.). Марказий Қизилқум
фосфоритларини тўлиқсиз меъѐрдаги нитрат кислотасида парчалаш асосида
нитрокальцийфосфат ўғитини. олиш жараѐни батафсил ўрганилган (Реймов
А.М., Намазов Ш.С.). Фосфорит унини пасайтирилган меъѐрдаги нитрат
кислотасида парчалаш асосида қаттиқ азотфосфоркальцийли ва суюқ
азоткальцийли ўғитлар олиш мумкинлиги кўрсатилган (Шеркузиев Д.Ш.).
Шунингдек, Қизилқум фосфоритларини олтингугурт иштирокида тўлиқсиз
меъѐрдаги нитрат кислотасида қайта ишлаш асосида инсектицид фаолликга
эга бўлган азот-, фосфор- ва калийли мураккаб суспендирланган ўғитлар
олиш жараѐни ўрганилган (Собиров М.М.).

Жаҳонда Позин М.Е., Гольдинов А.Л., Малявин А.С., Эрайзер Л.Н.,

Савенков А.С., Lamberger M.J., Flatt R ва бошқалар табиий фосфатларни
нитраткислотали қайта ишлаш ва комплекс азотфосфоркалийли ҳамда суюқ
ўғитлар олиш технологияларини ишлаб чиқиш буйича бир қатор илмий-
тадқиқот ишлари олиб боришган.

Аммо юқори карбонатли фосфат хом ашѐсини аммоний ва кальций

нитратлари айланма эритмаси билан карбонатсизлантириш, сўнгра дастлабки
ишлов берилган ва бойитилган фосфоритни кальций ва аммоний
нитратларининг айланма эритмалари иштирокида нитрат кислотасида
парчалаш,

нитрокальцийфосфатли

бўтқани

аммонийлаштириш

ва

аммонийлаштирилган бўтқани суюқ ва қаттиқ фазаларга ажратиш йўли
билан преципитат типидаги бирламчи фосфорли ва суюқ азоткальцийли
ўғитларни олиш, кальций нитрати эритмасини аммиак ва карбонат кислотаси
билан конверсиялаб кальций карбонати ва аммоний нитрати эритмасини
олиш,кейинчалик аммоний нитрат эритмасини дастлабки циклга қайтариш
жараѐнлари ҳалигача тадқиқ этилмаган.

Диссертация мавзусининг диссертация бажарилаѐтган илмий-

тадқиқот муассасининг илмий-тадқиқот ишлари билан боғлиқлиги.

Диссертация тадқиқоти Тошкент кимѐ-технология институтининг илмий
тадқиқот режасининг 6-118 рақамли «Кальций нитрати ва аммоний
монофосфатларидан озуқа фосфатларини олишнинг ресурстежамкор
технологиясини ишлаб чиқиш» (2019-2011 йй.) ва 12-37 рақамли “Марказий
Қизилқум фосфоритлари асосида концентрланган азотфосфоркальцийли ўғит
ишлаб чиқаришнинг янги технологиясини ишлаб чиқиш” (2012-2014 йй.)
мавзуларидаги амалий лойиҳалар доирасида бажарилган.

Тадқиқотнинг

мақсади

паст

навли

Марказий

Қизилқум

фосфоритларини нитраткислотали қайта ишлаш асосида концентрланган
фосфорли, суюқ азоткальцийли ўғитлар ва кимѐвий чўктирилган кальций

7

карбонатини олишнинг чиқиндисиз самарадор технологиясини ишлаб
чиқишдан иборат.

Тадқиқотнинг вазифалари:

CaO-P

2

O

5

-N

2

O

5

-H

2

O

системаси эрувчанлик диаграммаси асосида

Марказий Қизилқум фосфоритларини нитрат кислотаси билан парчалаш
жараѐни назарий таҳлилини ўтказиш;

NH

4

NO

3

-(NH

4

)

2

CO

3

-H

2

O, NH

4

NO

3

-CaCO

3

-H

2

O, Са(NO

3

)

2

-СаCO

3

-H

2

O и

Са

2+

, 2NH

4

+

//2NO

3

-

, CO

2

-

-H

2

O эрувчанлик системаларини ўрганиш;

паст навли фосфоритларни аммоний ва кальций нитратлари (АКН)

айланма эритмаси билан дастлабки ишлов бериш жараѐнини тадқиқ қилиш;

паст навли фосфоритларни дастлабки ишлов беришда ҳосил бўлган

суспензиянинг реологик хоссаларини ўрганиш;

дастлабки ишлов берилган фосфоритни нитрат кислотаси билан

парчалаш жараѐнини ўрганиш;

дастлабки ишлов берилган фосфоритни нитраткислотали парчалашда

ҳосил бўлган суспензиядан қаттиқ фазани (кальций ва аммоний фосфатлари)
ажратиш жараѐнини тадқиқ этиш ва унинг реологик тавсифи;

кальций нитратини аммоний карбонати билан конверсиялаш жараѐнини

тадқиқ қилиш;

конверсия суспензиясидан кальций карбонатини ажратиб олиш

жараѐнини тадқиқ қилиш ва ва унинг реологик хоссалари;

ишлаб чиқилган технологиянинг мақбул параметрларини лаборатория

модел қурилмасида синовдан ўтказиш ва унинг техник-иқтисодий ҳисоблари;

бирламчи фосфорли ва суюқ азоткальцийли ўғитлар олишнинг ишлаб

чиқилган технологиясини «Самаркандкимѐ» АЖ да тажриба-саноат
синовини ўтказиш.

Тадқиқотнинг объекти

Марказий Қизилқум паст навли фосфоритлари,

аммоний ва кальций нитратлари, нитрат кислотаси, газсимон аммиак,
фосфорли ва суюқ азоткальцийли ўғитлар ҳисобланади.

Тадқиқотнинг предмети

фосфоритларни нитрат тузлари билан ювиб

фосфоконцентрат ва суюқ ўғитлар олиш жараѐнлари, шунингдек
фосфоконцентратни

нитрат

кислотаси

билан

парчалаш

асосида

концентрланган бирламчи фосфорли ўғитлар синтези ҳисобланади.

Тадқиқотнинг

усуллари.

Визуал-политермик,

кимѐвий,

рентгенографик ва ИК-спектроскопик таҳлил усуллари.

Тадқиқотнинг илмий янгилиги

қуйидагилардан иборат:

аммоний ва кальций нитратлари, карбонатлари ва фосфатлари

иштирокида гетероген фазали мувозанатдаги сувли системаларда қаттиқ
фазаларнинг мавжуд бўлишининг концентрацион ва ҳарорат чегаралари
аниқланган;

АКН айланма эритмалари билан карбонатли фосфоритларнинг кальций

модулини камайтириш билан бир вақтда суспендирланган ўғитлар олишнинг
усули ишлаб чиқилган;

8

кальций нитратини аммоний карбонат тузлари билан конверсия қилиш

орқлаи айланма аммоний нитрати эритмаси ва кимѐвий фаоллашган кальций
карбонатини олишнинг мақбул шароитлари аниқланган;

дастлабки ишлов берилган фосфат хом ашѐсини нитрат кислотаси билан

парчалаш жараѐнига технологик параметрлар таъсири аниқланган бўлиб,
АКН иштирокида нитраткислотали экстрактни аммонийлаштириш ва
бирламчи фосфорли ўғитлар олиш технологияси яратилган;

Тадқиқотнинг амалий натижалари

қуйидагилардан иборат:

паст навли карбонатли фосфоритларни АКН айланма эритмаси

иштирокида нитраткислотали қайта ишлашнинг илмий асосланган усули ва
технологияси ишлаб чиқилган. Бу қишлоқ хўжалиги учун кузги шудгорда
қўллаш учун зарур бўлган бирламчи фосфорли ўғитлар олиш имконини
беради;

бирламчи фосфорли ўғит олиш жараѐнининг оралиқ маҳсулоти

ҳисобланган АКН эритмаси ўсимликларни озиқлантиришда суюқ
азоткальцийли ўғит сифатида фойдаланилади ѐки аммоний карбонати
тузлари ѐрдамида конверсия қилиш йўли билан фаоллашган кальций
карбонатига қайта ишланади;

бирламчи фосфорли ва азоткальцийли ўғитлар олиш технологиясини

йўлга қуйиш саноат ишлаб чиқаришига паст навли фосфоритларни жалб
қилиш, шу орқали бирламчи ва комплекс ўғитлар ҳажми ва ассортиментини
ошириш ҳамда қишлоқ хўжалиги талабини таъминлашга имкон беради.

Тадқиқот натижаларининг ишончлилиги.

Кимѐвий ва физик-кимѐвий

таҳлил натижалари тажриба-саноат синови билан тасдиқланган.

Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.

Тадқиқот

натижаларининг

илмий аҳамияти Марказий Қизилқум паст навли

фосфоритларини нитраткислотали қайта ишлаш йўли билан янги турдаги
бирламчи фосфорли ва суюқ азоткальцийли ўғитлар яратишга илмий асос
солинди.

Тадқиқот натижаларининг амалий аҳамияти паст навли Марказий

Қизилқум фосфоритларини нитраткислотали қайта ишлаш йўли билан
бирламчи фосфорли, суюқ азоткальцийли, шунингдек кимѐвий фаоллашган
кальций карбонатини олишнинг самарали технологияси ишлаб чиқилди.

Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши.

Марказий Қизилқум

фосфоритларини нитраткислотали қайта ишлаш буйича олинган илмий
натижалар асосида:

бойитилмаган фосфоритларни фосфорли ва суюқ азоткальцийли

ўғитларга комплекс қайта ишлаш усулига Ўзбекистон Республикаси
интеллектуал мулк Агентлигининг ихтирога патенти олинган (№IAP 05335
«Юқори карбонатли фосфоритларни қайта ишлаш»). Натижада таннархи
буйича ишлаб чиқарилаѐтган ўғит – нитрофосга нисбатан 1,5-2 баробар арзон
бўлган концентрланган фосфорли ўғитлар олиш имконини берган;

преципитат типидаги фосфорли ўғитлар ва суюқ азоткальцийли ўғитлар

олиш технологияси «Самаркандкимѐ» АЖ да амалиѐтга жорий этилган
(«Ўзкимѐсаноат» акционерлик жамиятининг 2018 йил 29 январдаги №01/3-

9

401/П сонли маълумотномаси). Бунда юқори карбонатли паст навли
фосфоритларни нитрат кислотасида юқори иқтисодий самарадорлик билан
қайта ишлаш асосида концентрланган фосфорли ҳамда суюқ ўғитларни
ишлаб чиқариш имконияти яратилган.

Тадқиқот

натижаларининг

апробацияси.

Мазкур

тадқиқот

натижалари 3 та халқаро ва 13 та республика илмий-амалий анжуманларида
муҳокамадан ўтказилган.

Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.

Диссертация мавзуси

бўйича жами 28 та илмий иш чоп этилган, шулардан Ўзбекистон
Республикаси Олий Аттестация комиссияси томонидан чоп этиш тавсия
этилган журналларда 11 та мақола, жумладан 7 таси республика ва 3 таси
хорижий нашр этилган ва 1 та ЎзР Давлат патенти олинган.

Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.

Диссертация таркиби кириш,

бешта боб, хулоса, фойдаланилган адабиѐтлар рўйхати ва иловалардан
ташкил топган. Диссертация ҳажми 122 бетни ташкил этган.

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш

қисмида диссертация ишининг долзарблиги ва зарурати

асосланган, тадқиқотнинг мақсад ва вазифалари, тадқиқотнинг объект ва
предметлари тавсифланган, Ўзбекистон Республикаси фан ва технологияси
тараққиѐтининг устувор йўналишларига мослиги, тадқиқотнинг илмий
янгилиги ва амалий натижалари баѐн қилинган, тадқиқотнинг илмий ва
амалий аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларининг амалиѐтга жорий
этилиши, чоп этилган илмий ишлар ва диссертация тузилиши буйича
маълумотлар келтирилган.

Диссертациянинг биринчи бобида

«Қизилқум фосфоритларининг

физик-кимѐвий тавсифи ва уларни қайта ишлаш усуллари»

Марказий

Қизилқум фосфоритлари физик-кимѐвий тавсифи, уларни бойитишнинг ҳар
хил усуллари кўриб чиқилган. Кальций ва аммоний фосфати, нитрати ва
карбонатларидан ташкил топган физик-кимѐвий системаларни ўрганилганлик
ҳолати, паст навли фосфат хом ашѐсини фосфорли ва мураккаб комплекс
ўғитларга қайта ишлашнинг классик ва ноанъанавий усуллари таҳлил
қилинган. Олдин қилинган ишлар натижалари таҳлили асосида паст навли
фосфоритларни фосфорли ва суюқ комплекс ўғитларга қайта ишлаш
имконияти асосланган, мазкур тадқиқотнинг мақсад ва вазифалари
шакллантирилган.

Диссертациянинг иккинчи бобида

«Тадқиқотнинг кимѐвий ва физик-

кимѐвий усуллари»

тадқиқот объектлари тавсифи ва тажрибаларни ўтказиш

усуллари келтирилган. Марказий Қизилқум карбонатли фосфоритларидан
фосфорли ва суюқ азоткальцийли ўғитлар олиш жараѐнини физик-кимѐвий
асослаш учун CaO-P

2

O

5

-N

2

O

5

-H

2

O мураккаб сувли тузли системасининг

фазавий мувозанати назарий таҳлил қилинди ва тадқиқотнинг асосий
технологик параметрларини ўзгартириш оралиқлари аниқланди.

10

Фосфорли ва суюқ азоткальцийли ўғитларни олиш учун тажрибаларда

хом ашѐ сифатида Қизилқум комбинатидан келтирилган таркибида (оғир. %):
17,10 Р

2

О

5

; 46,30 СаО; 1,78 MgO; 1,09 Fe

2

O

3

; 1,33 Al

2

O

3

; 15,90 СO

2

; 1,87 F;

CaO : P

2

O

5

= 2,71; Р

2

О

5ўзл.

: Р

2

О

5умум.

= 18,49 бўлган фосфорит уни олинди.

Уни парчалаш учун эса ҳар хил концентрациядаги HNO

3

, нейтрализатор

сифатида эса газсимон NH

3

ишлатилди.

Бунинг учун энг аввал оддий фосфорит уни кўракчали аралаштиргич

билан таъминланган, ҳажми 200 мл бўлган реакторда 60 дақиқа давомида
30

о

С да фосфат хом ашѐсига нитрат кислотаси билан ишлов бериш

босқичидан қайтарилган АКН айланма эритмалари (нитрат тузларининг 50
%-ли эритмаси) билан ишлов берилди. Бундан кейин олинган суспензия 4-6
дақиқа

давомида

тиндирилди

ва

суспензиянинг

юқори

қисми

қуюқлаштирилган

массадан

ажратилди.

Қуюқлаштирилган

масса

фильтрланди ва чўкма 100

о

С ҳароратда қуритилди. Қуюқлаштирилган

массанинг қаттиқ ва қуруқ фазаси – бу одатда таркиби: Р

2

О

5

– 19,10%; СаО –

46,96%; СаО : Р

2

О

5

= 2,46 бўлган ювиб қуритилган фосфоконцентратдир.

Тайѐр ўғитлар олиш мақсадида ушбу фосфоконцентратни унинг

карбонат ва фосфат қисмларига ҳисобланган нитрат кислотаси билан
парчаланди. 56% концентрацияли нитрат кислотаси ишлатилди. Реакцион
масса компонентларининг ўзаро таъсирлашув давомийлиги 40

о

С да 30 мин

ташкил этди. Ҳосил бўлган қуюқ нитраткислотали бўтқани олдиндан
тайѐрланган аммоний ва кальций нитратлари айланма эритмаси (АКНАЭ)
билан Қ:С = 1:3 нисбатда суюлтирилди. Бўтқа газсимон аммиак билан
нейтралланди ва суюқ фаза қаттиқ фазадан ажратиб олинди, кейингиси сув
билан ювилди, 95-100

0

С да қуритилди ва таҳлил қилинди. Суюқ фаза, яъни

ўзида АКН эритмасини намоѐн қилувчи эритма аммоний карбонати билан
кальций карбонатига конверсияга учратилди.

Рентгенографик таҳлил кобальтли фильтрдаги нурланишда ДРОН-3.0

дифрактометрида ўтказилди. Тадқиқ қилинаѐтган намуналарнинг ИҚ-
спектрлари SPECORD-75 IR спектрометрида 400-4000 см

-1

частоталар

оралиғида ўтказилди.

Диссертациянинг учинчи бобида

«Паст навли фосфоритларни қайта

ишлаш ресурстежамкор технологиясининг физик-кимѐвий асослари»

паст навли Марказий Қизилқум фосфоритларини нитраткислотали қайта
ишлашнинг мақбул шароитларини топиш учун СаО-Р

2

О

5

-N

2

О

5

-Н

2

О, NH

4

NO

3

-

(NH

4

)

2

CO

3

-H

2

O, Са(NO

3

)

2

-СаCO

3

-H

2

O системаларида, шунингдек Са

2+

/2,

NH

4

+

//NO

3

-

, Н

2

CO

2

-

-H

2

O ўзаро таъсирлашув системасида ҳосил бўлган қаттиқ

ва суюқ фазаларнинг эрувчанлиги ўрганилди.

1-расмда фосфат хом ашѐсининг нитрат кислотасида эриш чизиғи

орқали

ўтувчи

H

6

(NО

3

)

6

-Н

б

(РО

4

)

2

-Ca

3

(РО

4

)

2

-Ca

3

(NО

3

)

6

квадратига

перпендикуляр бўлган текислик билан СаО-Р

2

О

5

-N

2

О

5

-Н

2

О системасида 50

о

С

даги эрувчанлик изотермасининг кесими кўрсатилган. Ушбу текислик
кальций нитратининг кристалланиш юзаси ва кўрсатилган тўзларнинг тўйинган
эритмасига мос келувчи

е

1

, д

1

, а

1

, в

1

, с

1

, г

1

ва

г

1

, ж

1

чизиқлари буйича кесишади.

г

1

ва

ж

1

нуқталари бир вақтнинг ўзида иккита тузлар: метастабил мувозанатли

11

Ca(Н

2

РО

4

)

2

·Н

2

О ва Ca(Н

2

РО

4

)

2

·Н

2

О+CaНРО

4

билан тўйинган эритмаларни акс

эттиради.

ж

1

, в

1

ва

г

1

, в

1

чизиқлари кристалланиш ҳажмдаги

Ca(Н

2

РО

4

)

2

·Н

2

О+CaНРО

4

ва метастабил мувозанатдаги Ca(Н

2

РО

4

)

2

·2Н

2

О

чегараларга жавоб беради.

H (NO )

6

3 6

X

0,8

0,6

Y

0,4

0,2

N

Ca (NO )

3

3 6

M

0,2

0,4

A

2

0,6

0,8

Ca (PO )

3

4 2

T

Ca (PO )

3

4 2

CaHPO

4

Ca(H PO ) H O

2

4 2

2

.

H (PO )

6

4 2

2

4

6

8

a

1

в

1

c

1

N

А

4

г

1

s

1

d

1

в

A

3

s

2

F

1

F

Д

A

1

p

2

p

2

F

P

H

3

H

2

10

30

50

70

90

Норма HNO , %

3

p

1

P

6

5

4

3

2

1

0

-1

-2

pH

pH

1.2

1,26

1,04

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

1,4

O

П

p

2

O

Р

1-расм. СаО-Р

2

О

5

-N

2

О

5

-Н

2

О нинг 50

0

С да эрувчанлик изотермаси.

Р – фосфорит уни таркибининг фигуратив нуқтаси.

Нитраткислотали экстракт таркиби фигуратив нуқталарининг ҳолатидан

хулоса қилиш мумкинки, фосфоритни концентрацияси 59% дан ошиы нитрат
кислотасининг

105

%-ли

стехиометрик

меъѐрида

парчалашда

монокальцийфосфат билан тўйинган эритма ҳосил бўлади (А

4

'' и А

4

'''), аммо

меъѐрнинг стехиометриядан камайиши фигуратив нуқтани SЖ чизиғига
силжитади, бунда суюқ фаза моно- ва дикальцийфосфат билан тўйинади.
Фосфоритнинг тўлиқ парчалашга эса нитрат кислотасининг стехиометриядан
оширилган меъѐрларида эришиш мумкин.

12

Паст навли Қизилқум фосфоритларини нитраткислотали қайта ишлашда

ҳосил бўладиган кальций нитрат эритмасидан фойдаланишнинг мумкин
бўлган йўлларидан бири уни аммоний карбонати тузлари билан конверсияси
ҳисобланади:

Са(NO

3

)

2

+ (NH

4

)

2

СO

3

СаСO

3

+ 2NH

4

NO

3

Унинг технологик асоси кальций ва аммоний нитрати ва карбонатидан
ташкил топган тўртламчи ўзаро сувли системаси ҳамда уни ташкил этувчи
учламчи системаларнинг физик-кимѐвий хоссаларига асосланган. Кальций
нитрати конверсиясини мувозанат ҳолати тавсифи ва шароитларини аниқлаш
учун адабиѐтларда бир қатор маълумотлар (бир-бирига зид бўлган
маълумотлар) бўлишига қарамасдан Са

2+

, 2NH

4

+

//2NO

3

-

, CO

3

2-

-H

2

O ўзаро

система диаграммасига аниқлик киритиш ва умумлаштириш мақсадида
дастлаб тўртта тузларнинг: СаСO

3

, Са(NO

3

)

2

, (NH

4

)

2

СO

3

, NH

4

NO

3

эрувчанлиги ва тузларнинг биргаликдаги сувда эрувчанлиги аниқланди.

Бунинг учун 0 дан 40

о

С гача оралиқларда муз, α, β ва γ

модификациялардаги NH

4

NO

3

, (NH

4

)

2

CO

3

·H

2

O ва (NH

4

)

2

CO

3

кристалланиш

майдонлари чегараланган NH

4

NO

3

-(NH

4

)

2

CO

3

-H

2

O системаси ўрганилди.

NH

4

NO

3

-(NH

4

)

2

CO

3

-H

2

O

системаси эрувчанлик диаграммаси таҳлили

кўрсатдики, у оддий эвтоник типига мансуб ва унинг компонентлари бир-
бирига ўзаро чўктирувчи таъсир кўрсатади, ўрганилган -(20)-50

о

С ҳарорат

оралиқларида янги бирикмалар ҳосил бўлиши кузатилмади. Ҳарорат
кўтарилиши билан иккиламчи ва учламчи нуқталарнинг сифат ва миқдорий
таркиби ўзгаради, улар юқори ҳарорат шароитларида кам барақарорликга эга
α, β ва γ модификациялардаги NH

4

NO

3

, (NH

4

)

2

CO

3

∙H

2

O ва (NH

4

)

2

CO

3

нинг

қаттиқ фаза сифатида йўқолиши ҳисобланади.

Са(NO

3

)

2

-СаCO

3

-Н

2

О эрувчанлиги политермик диаграммасини қуриш

мақсадида еттита ички кесимлар тадқиқ қилинди. Бинар системалар
политермалари ва (-27,2) дан 50

о

С гача бўлган ҳароратларда ички кесимлар

маълумотлари бўйича ушбу системанинг эрувчанлик диаграммаси қурилди,
бунда муз, Са(NO

3

)

2

·4H

2

O, Са(NO

3

)

2

·3H

2

O, Са(NO

3

)

2

·2H

2

O ва СаCO

3

ларнинг

кристалланиш майдонлари чегараланди. Кальций карбонати (-27,2) дан 42

о

С

гача ҳароратлар оралиғида Са(NO

3

)

2

·4H

2

O, 42,0 ÷48,3

о

С ҳароратлар

оралиғида эса Са(NO

3

)

2

·3H

2

O билан биргаликда кристалланади. Ўрганилган

системада дастлабки компонентларнинг ўзаро таъсирлашувида янги кимѐвий
бирикмалар ҳосил бўлмайди ва у оддий эвтоник типига мансубдир.

Назарий таҳлил ва экспериментал маълумотлар асосида биринчи

маротаба 30 ва 60

о

С да Са

2+

/2NН



4

// 2NО



3

, СO

2

-H

2

O ўзаро системларининг

эрувчанлик диаграммаси қурилиб, у кальций нитратининг аммоний
карбонати билан СаCO

3

ва NH

4

NO

3

га конверсияси мақбул шароитларини

топишга имкон берди.

Бу диаграмма ўзида система политермасининг горизонтал проекциясини

намоѐн қилади (2-расм). Изотермада 30

о

С да СаСO

3

, Са(NO

3

)

2

·3Н

2

О, NH

4

NO

3

ва (NH

4

)

2

СO

3

дан ташкил топган тўртта кристалланиш майдони бўлади,

Са(NO

3

)

2

эса 60

о

С да Са(NO

3

)

2

·2Н

2

О кўринишида кристалланади.

13

a

в

1

2

3

10

00

30

00

60

00

90

00

110

00

400

300

II

200

100

A

II

Ca(NO )

3

2

.

80

60

40

CaCO

3

20

A

C

CaCO

3

20

40

60

ион NH , %

3

+

80

IV

B

(NH ) CO

4

2

3

VII

P

1

1`

III

3`

P

2

VI

V

Д NH NO

4

3

NH NO

4

3

Д

VI

I

I

III

P

1

2-расм. Са

2+

, 2NH

4

+

// CO

3

2-

,2NO

3

-

-H

2

O системасининг 30

о

С даги

эрувчанлик диаграммаси.

Ушбу

системанинг

жуфт

тузлар

эрувчанлиги

кўпайтмасини

таққослашдан келиб чиқадики, жуфт Са(NO

3

)

2

, (NH

4

)

2

СO

3

эрувчанлик

кўпайтмаси СаСO

3

+2NH

4

NO

3

жуфтидан кўпдир, шунинг учун дастлабки

Са(NO

3

)

2

, (NH

4

)

2

СO

3

тузлар дастлабки жуфти беқарор бўлади, демак бу

тузлар қаттиқ фазада биргаликда бўла олмайди (1-жадвал).

1-жадвал

Са(NO

3

)

2

+ (NH

4

)

2

СO

3

СаСO

3

+ 2NH

4

NO

3

системаси тузларининг

барқарор жуфтини аниқлаш

Ҳарорат,

о

С

Эрувчанлик, моль/1000 моль сув

Эрувчанлик кўпайтмаси

Са(NO

3

)

2

(NH

4

)

2

СO

3

СаСO

3

NH

4

NO

3

[Са(NO

3

)

2

·

(NH

4

)

2

СO

3

]

[СаСO

3

·

NH

4

NO

3

]

30

179,06

177,17

0,0414

540,31

31,794·10

3

7,618

60

513,82

258,89

0,0198

959,26

133,023·10

3

18,993

Демак, 30 ва 60

о

С да 31,794·10

3

>7,618; 133,023·10

3

>18,993

тенгсизлигидан тузларнинг барқарор жуфти СаСO

3

+ (NH

4

)

2

СO

3

ҳисобланади;

Са(NO

3

)

2

ва (NH

4

)

2

СO

3

тузлари беқарор жуфт ҳисобланади, яъни бу тузлар

эритма иштирокида қаттиқ фазада биргаликда мавжуд бўла олмайди.

Кальций нитрати ва аммоний карбонатининг СаCO

3

ва NH

4

NO

3

ҳосил

бўлиш билан алмашиниб парчаланиш жараѐни амалиѐт нуқтаи назардан икки
томонлама: Са(NO

3

)

2

ва (NH

4

)

2

СО

3

фойдаланиш коэффициенти буйича

14

тавсифланади. Дастлабки эритмада Са(NO

3

)

2

нинг (NH

4

)

2

СO

3

га нисбатининг

камайишида NH

4

+

буйича чиқим камаяди, Са

2+

буйича эса ортади.

Ҳисоблар кўрсатдики, СаСO

3

нинг мутлоқ чиқими деярли бир хил.

1

,

1

1

)

(

)

(

2

3

2

2

4





NO

Ca

CO

NH

нисбатда Са

2+

ва NН



4

сарф даражаси 99,0% га етади.

Мақбул ҳарорат 30-60

0

С оралиқларида бўлади. Бунда СаСO

3

нинг максимал

чиқими – 99,8% га эришилади.

Тўртинчи бобда

«Паст навли Марказий Қизилқум фосфоритларини

қайта ишлаш жараѐни тадқиқоти»

камбағал фосфат хом ашѐсини (ФХ)

нитраткислотали қайта ишлаш йўли билан фосфорли ва суюқ азоткальцийли
ўғитлар олиш жараѐни ўрганилган.

Ишнинг дастлабки босқичида оддий фосфорит унидаги кальций

модулини пасайтириш, шу орқали Р

2

О

5

миқдорини ошириш мақсадида

дастлабки бойитилган фосфоритни нитрат кислотаси билан парчалаш
босқичидан қайтарилган аммоний ва кальций нитратлари (АКН) айланма
эритмаси билан ишлов берилди. Таъкидлаш лозимки, фосфат хом ашѐсидаги
СаО : Р

2

О

5

ни 0,1 га пасайтириш кислота реагенти сарфини 7-8% га

қисқартиришга имкон беради.

Бойитилмаган фосфорит унини АКН айланма эритмалари (АЭ) билан

карбонатсизлантириш жараѐни АЭ:ФХ нисбати 3:1 дан 6:1 гача ва N

аммиак

:

N

нитрат

= 0,2÷0,8 тенг нисбатларда 60 дақиқа ва 30

o

С ҳароратда олиб борилди.

Бунда АКНАЭ нинг реологик хоссаларига ҳарорат ва таркибнинг таъсири
тадқиқ этилди. Натижалар кўрсатдики, айланма эритмаларнинг зичлик ва
қовушқоқлигига эритма концентрацияси ва N

аммиак

:N

нитрат

нисбати анча

сезиларли

таъсир

кўрсатади.

Ишлов

бериш

жараѐнидан

кейин

нитрокальцийфосфат бўтқаси 4-6 дақиқа давомида тиндирилди, кейин
суспензиянинг

устки

қисми

қуюқлашган

массадан

ажратилди.

Қуюқлаштирилган масса фильтрланди ва 95-100

0

С ҳароратда қуритилди.

Натижалар 2-жадвалда келтирилган.

2-жадвал

АЭ:ФХ ва N

аммиак

: N

нитрат

дастлабки нисбатларининг ювиб қуритилган

фосфоконцентрат таркибига таъсири

АЭ:ФХ нинг

дастлабки

нисбати

N

амм

:

N

нитр

Қуритилган чўкманинг кимѐвий таркиби, оғир. %

СаО

Р

2

О

5

Р

2

О

5умум.

Р

2

О

5ўзл.

СаО

умум.

СаО

ўзл.

СаО

сув.

N

3:1

0,8

19,37

9,36

48,42

31,81

3,06

0,64

2,50

0,5

18,56

8,94

46,77

31,08

3,64

0,69

2,52

0,2

18,27

8,77

46,58

31,10

4,47

0,80

2,55

4,5:1

0,8

19,41

9,17

47,36

29,55

2,78

0,53

2,44

0,5

18,67

8,72

46,11

29,01

3,36

0,65

2,47

0,2

18,27

8,49

45,67

28,98

4,04

0,76

2,50

6:1

0,8

19,60

9,05

46,65

28,37

2,56

0,41

2,38

0,5

18,84

8,5

45,21

27,6

3,16

0,62

2,40

0,2

18,30

8,23

44,66

27,36

3,76

0,71

2,44

15

Жадвалдаги маълумотларга кўра, фосфорит унининг нитрат тузларининг

эритмалари билан ўзаро таъсирлашуви натижасида фосфат хом ашѐси
фаолланиши (ўзлашмайдиган P

2

O

5

шаклининг ўзлашувчан шаклга ўтиши)

содир бўлади. Қаттиқ фазанинг қуритилган намуналарида P

2

O

5ўзл.

: P

2

O

5умум.

нисбати 44,97-48,32% ни ташкил этади, бу эса ушбу кўрсаткични дастлабки
фосфорит унидаги – 18,49% ни бир неча баробар ошириб беради. АЭ:ФХ =
3:1 кичик нисбатида ва қолган бир хил шароитларда бўтқанинг қаттиқ
қисмида P

2

O

5ўзл.

ва CaO

ўзл.

АЭ:ФХ = 6:1 га қараганда 2-3% га юқоридир. Бу

АЭ:ФХ нисбатнинг ошиши билан суюқ фазага P

2

O

5

ва CaO ўтишлар

улушининг ортиши билан боғлиқдир. АЭ да N

аммиак

: N

нитрат

нисбатининг

ортиши билан Р

2

О

5умум.

19,6% гача ортади, кальций модули эса 2,38 гача

камаяди (дастлабки - 2,7 дан).

Бўтқанинг суюқ фазасида эса АЭ:ФХ = 3:1 нисбатда N

аммиак

: N

нитрат.

нинг

0,2 дан 0,8 гача ортиши билан азот миқдори 8,96 дан 11,74% гача, АЭ:ФХ =
4,5:1 да 9,22 дан 14,72% гача ва АЭ:ФХ = 6:1 да 9,31 дан 14,74% ортади.
Бунда Р

2

О

5умум.

миқдори мос равишда 2,14 дан 2,26 гача; 1,43 дан 1,52 гача ва

0,72 дан 0,95% гача ортади. Мазкур жараѐнни амалга оширишда суюқ
фазанинг бир қисми фосфорит унини қайта ишлаш босқичига қайтарилади,
бошқаа қисми эса таркибида 22,1 дан 29,77% гача озуқа компонентлари
(N+P

2

O

5

+CaO) тутган суспендирланган ўғит сифатида тавсия этилади.

Кейинги босқичда фосфорли ва суюқ азоткальцийли ўғитлар олиш учун

дастлабки бойитилган фосфоритни АКН айланма эритмаси иштирокида
нитраткислотали парчаланиш жараѐни ўрганилди.

Ювилган концентратни (19,6% Р

2

О

5

) парчалаш фосфат хом ашѐдаги

карбонат ва фосфат таркибий қисмига нисбатан 95-105% меъѐрларида 56 %-
ли HNO

3

билан ўтказилди. Жараѐн 30 дақиқа давомида 40

о

С да ўтказилди.

Ҳосил бўлган қуюқ нитраткислотали бўтқа АКНАЭ билан Қ:С = 1:3 нисбатда
суюлтирилди. Оқувчан бўтқа газсимон аммиак билан ҳар хил рН гача (2-7)
нейтралланди. Аммонизация натижасида системада қўшимча равишда
аммоний нитрати эритмаси ҳосил бўлади, қаттиқ фаза эса кальций
фосфатлари билан бойитилди. Кейин қаттиқ фаза суюқ фазадан ажратилди,
95-100

о

С да қуритилди.

Аммонийлаштирилган нитрокальцийфосфат бўтқаларидан олинган суюқ

ва қуритилган қаттиқ фазалар таҳлили кўрсатдики, рН нинг 2,6 гача ошиши
билан суюқ фазада Р

2

О

5

миқдори 1,04% гача камаяди (3-жадвал). рН нинг 3,2

дан юқорироқ ошганида жами Р

2

О

5

батамом чўкмага тушади. Бўтқанинг рН

ига боғлиқ равишда қаттиқ фазада ўзлашувчан Р

2

О

5

шаклининг нисбий

миқдори трилон Б бўйича 79,14 дан 90,94% гача ва 2 %-ли лимон кислотаси
бўйича 86,34 дан 94,64% гача ортади. Ўзлашувчан кальцийнинг нисбий
миқдори 93,6-96,29% оралиғида ўзгаради. Аммо таъкидлаш лозимки,
маҳсулотда Р

2

О

5умум.

миқдори жами 12,7-16,36% ни ташкил қилади. Бу ҳолат

унинг таркибида эрувчан АКН кўринишида 17,3 дан 21,34% гача азот
мавжудлиги билан боғлиқдир.

Қаттиқ ўғитда фосфор миқдорини ошириш мақсадида уни сув билан 1 :

2 нисбатда ювилди, сўнгра қаттиқ фаза суюқ фазадан ажратилди, 95-100

о

С да

17

3-жадвал

Дастлаб ишлов берилган фосфоритни нитраткислотали парчаланган ва аммонийлаштирилган

маҳсулотларнинг суюқ ва қаттиқ фазаларининг кимѐвий таркиби

№

Бўтқа

рН и

Суюқ фазанинг

кимѐвий таркиби, %

Қуритилган чўкмаларнинг таркиби, %

С

аО:Р

2

О

5

îáù

óñâ

Î

Ð

Î

Ð

5

2

.

5

2

0,2М тр Б

буйича,

%

îáù

óñâ

Î

Ð

Î

Ð

5

2

.

5

2

2%

ли лим.

кис-таси

буйича, %

îáù

óñâ

ÑàÎ

ÑàÎ

2% ли лим.

кис-таси

буйича, %

N

Р

2

О

5

СаО

Р

2

О

5умум..

Р

2

О

5ўзл.

0,2М

тр Б

буйича

Р

2

О

5ўзл.

2% ли

лим.

кис-таси

буйича

СаО

умум.

СаО

ўзл.

N

мум

.

1

нордон

9,55 3,24 8,90 6,13

-

-

20,6

-

4,75

3,36

-

-

-

2

2,0

11,75 1,5 7,43 13,33 10,55 11,51

25,15 23,54 17,3

1,89

79,14

86,34

93,6

3

2,6

11,55 1,04 6,7 16,36 13,43 14,56

26,73 25,28 20,8

1,64

82,09

88,99

94,57

4

3,2

11,17 0,08 5,3 14,63 12,16 13,01

27,86 26,44 21,34

1,91

83,11

88,92

94,9

5

4,5

11,2

-

5,25 14,23 12,25

12,9

27,16 25,77 20,9

1,91

86,08

90,65

94,88

6

5,0

11,2

-

5,23 13,23 11,43 12,24

25,48 24,25 19,82

1,93

86,39

92,52

95,17

7

6,1

11,32 -

5,20 13,20 11,97 12,22

25,74 24,58 20,06

1,95

90,68

92,57

95,49

8

7,0

11,6

-

5,13 12,70 11,55 12,02

25,1

24,17 19,9

1,98

90,94

94,64

96,29

Суюқ фазаларнинг ва ювиб қуритилган чўкмаларнинг кимѐвий таркиби

2

2,0

7,07 0,54 3,34 29,03 24,44 26,08

37,34 34,05 0,91

1,29

84,2

89,86

91,2

3

2,6

8,90 0,06 2,75 30,61 26,20 27,67

38,4

35,6

1,23

1,25

85,6

90,42

92,7

4

3,2

9,1

-

3,43 28,37 24,34 25,74

38,98 36,56 1,39

1,37

85,82

90,75

93,8

5

4,5

8,77

-

3,27 28,20 24,60 25,68

38,96 36,67 1,59

1,35

87,20

91,08

94,14

6

5,0

8,06

-

2,94 27,71 24,22 25,30

38,96 36,72 2,04

1,41

87,41

91,30

94,24

7

6,1

8,18

-

2,95 27,22 24,41 24,88

39,01 36,79 2,43

1,43

89,68

91,40

94,30

8

7,0

7,99

-

2,87 27,13

24,4

25,4

39,34 37,53 2,70

1,45

89,94

93,60

95,40

18

қуритилди. Таҳлил натижаларига кўра, чўкмада Р

2

О

5

миқдори 2,0-2,2

баробар ошади ва 27,13-30,61% ни ташкил этади (3-жадвал). 0,2М трилон Б
буйича Р

2

О

5

нинг ўзлашувчан шакли миқдори 21,8-23,47%, 2 %-ли лимон

кислотаси бўйича эса - 22,75-25,23% ни ташкил этади. Ювилган чўкмаларда
кальций модули ювилмаган чўкмаларга нисбатан 0,5-0,7 га кам пастдир.

Қаттиқ фазаларни ювиш ва ажратишда 7,07-9,1% N ва 2,75-3,43% СаО

тутган кучсиз АКН эритмаси ҳосил бўлади. Фильтратнинг бир қисми
АКНАЭ сифатида нитраткислотали бўтқани суюлтириш босқичига
циркуляцияланади. АКН эритмасининг қолган қисми мақсадли маҳсулотга
қайта ишлаш мумкин. Эритмани чуқур буғлатиб донадорланган кальцийли
селитра олиш мақсадга мувофиқ эмас, чунки маҳсулот ѐмон физик-кимѐвий
хоссаларга эгадир. Шунинг учун кальций нитратини СО

2

ва NH

3

ѐрдамида

аммиакли селитра ва кальций карбонатига конверсия қилиш амалий
жиҳатдан қизиғиш уйғотади.

Са



2

, 2NН



4

/(2NО



3

, СO

2

-H

2

O ўзаро системалари назарий таҳлили билан

аниқланган мақбул шароитларда (

2

3

2

2

4

)

(

)

(

NO

Ca

CO

NH

нисбати ва ҳарорат) Марказий

Қизилқум

карбонатли

фосфоритларини

нитраткислотали

парчалаш

маҳсулотлари – аммоний нитрати эритмаларидаги кальций нитратни
аммоний карбонати билан конверсия қилиш жараѐнининг амалий
тадқиқотлари ўтказилди. Жараѐннинг техноаналитик кўрсаткичларига N

aммиак

: N

нитрат

нисбати ва АКН эритмаларининг концентрацияси таъсири ўрганилди.

Аниқландики, N

аммиак

: N

нитрат

нисбатнинг 0,4:0,6 дан 0,8-0,2 гача ошиши ва

АКН эритмалари концентрациясининг камайиши билан кальций нитрати
конверсияси ҳамда нам кальций карбонатининг фильтрланиш унуми мос
равишда 80,0 дан 99,9% гача ва 0,6 дан 2 т/м

2

·соатгача ортади. Кальций

карбонати таркиби ГОСТ «Кимѐвий чўктирилган мел» талабларига тўлиқ мос
келади ва уни тўлдирувчи, қурилиш материали ѐки тупроқларни охаклаш
воситаси сифатида қўллаш мумкин. Аммоний нитрати эритмаси эса айланма
эритма ѐки суюқ азотли ўғит сифатида қўллаш мумкин.

Паст навли Марказий Қизилқум фосфоритларини қайта ишлаш асосида

олинган азотфосфорли ва фосфорли ўғитларнинг рентгенографик ва ИК-
спектроскопик тадқиқотлари кўрсатдики, NP-ўғитларнинг компонентлари
дикальцийфосфат, парчаланмаган фтор- ва гидроксилапатитлари; аммоний ва
кальций нитратлари, фосфорли ўғитлар эса дикальцийфосфат, парчаланмаган
фтор- ва гидроксилапатитлар, шунингдек кам миқдорда АКН тузларидан
ташкил топган.

Диссертациянинг бешинчи боби

«Паст навли фосфоритларни қайта

ишлашнинг графаналитик назоратини ва принципиал технологик
тизимини ишлаб чиқиш»

Марказий Қизилқум фосфоритларини

нитраткислотали қайта ишлаш асосида бирламчи фосфорли ва суюқ
азоткальцийли ўғитлар олиш технологиясини ишлаб чиқиш ва синовдан
ўтказишга бағишланган.

Карбонатли

фосфоритларни

нитраткислотали

қайта

ишлаш

маҳсулотларини ташиш нуқтаи назаридан кейинги босқичларда дастлабки

19

фосфат хом ашѐсини АКН айланма эритмаси билан ишлов беришда ҳосил
бўлган суспензияларнинг зичлик ва қовушқоқлиги қийматлари муҳим
ҳисобланади. Аниқловчи параметрлар АКНАЭ:ФС дастлабки нисбати,
АКНАЭ концентрацияси, АКНАЭ даги аммиакли ва нитратли азот нисбати
(N

аммиак

: N

нитрат

) ва жараѐн ҳарорати ҳисобланади. Паст навли фосфоритларни

40% ли айланма эритма ва N

аммиак

:N

нитрат

= 0,2 нисбат билан ишлов беришда

ҳосил бўлган суспензиянинг зичлигини (d=1,35 г/см

3

) сақлаш учун

АКНАЭ:ФХ нисбати ва ҳарорат мос равишда 6:1 ва 60

о

С бўлиши лозим.

Паст навли фосфоритларга айланма эритмалар билан ишлов беришда

асосий параметрларни аниқлашни жадаллаштириш учун тажриба натижалари
асосида диаграмма ишлаб чиқилди (3-расм), бу эса мос қийматлардаги
зичлик, Қ:С ва ҳароратларда суюқ фазада концентрацияни ва N

аммиак

:N

нитрат

нисбатини олдиндан белгилаб беришга имкон беради.

Лаборатория модел қурилмасида бирламчи фосфорли ва суюқ

азоткальцийли ўғитлар олиш жараѐнининг мақбул технологик параметрлари
аниқланди. Агрокимѐвий синовлари учун ўғитларнинг тажриба партияси
ишлаб

чиқарилди.

Жараѐннинг

топилган

мақбул

параметрлари

йириклаштирилган қурилмада ва «Самаркандкимѐ» АЖ нитрофос цехининг
амалдаги ускунасида синовдан ўтказилди, натижада маҳсулотнинг 1000 кг
ҳажмдаги тажриба партияси ишлаб чиқарилди.

Олиб борилган лаборатория тадқиқотлари ва лаборатория модел

қурилмасида ўтказилган тажрибалар асосида юқори карбонатли фосфат хом
ашѐсини нитраткислотали қайта ишлаш жараѐнининг принципиал
технологик тизими тавсия этилди (4-расм) ва моддий баланси ҳисобланди.

Ишлаб чиқилган технологиянинг асосий босқичлари қуйидагилардан

иборат:
1.

Фосфат

хом

ашѐсини

АКН

айланма

эритмалари

билан

карбонатсизлантириш;

2.

Нитрокальцийфосфат суспензиясидан ишлов берилган нам фосфорит
чўкмасини фильтрация йўли орқали ажратиш ва уни нитрат кислотаси
билан парчалаш;

3.

Нитраткислотали экстрактни аммоний ва кальций нитратлари айланма
эритмаси (АКНАЭ) билан суюлтириш ва аммонийлаштириш;

4.

Аммонийлаштирилган экстрактдан қаттиқ фосфат чўкмани ажратиш,
сўнгра сув билан ювиб бирламчи фосфорли ўғит олиш;

5.

Нам преципитатни қуритиш ва қадоқлаш;

6.

Аммонийлашган экстрактнинг суюқ қисмини суюқ азоткальцийли
ўғитларга қайта ишлаш; кальций нитрати эритмасини СО

2

ва NH

3

ѐрдамида аммиакли селитра ва кальций карбонатига конверсиялаш;

Ушбу қайта ишлашнинг маҳсулотлари: бойитилган фосфорит,

фаоллаштирилган фосфорит, преципитат типидаги фосфорли ўғит, суюқ
азотнокальцийли ўғит, аммоний нитрати эритмаси, чўктирилган кальций
карбонати ҳисобланади.

20

1,10

1,15

1,20

1,25

1,15

1,20

1,25

1,15

1,20

1,25

1,15

1,20

1,25

0,2

0,5

0,8

Соотн

ошени

е

н

Na:N

40

30

50

Кон

цен

тра

ция

ЦР

, %

B

в

Д

M

A

a

a''

C

в'

в''

a'

60 C

0

20 C

0

I

1,2

1,3

1,4

1,5

1,0

1,2

1,3

1,4

1,5

1,2

1,3

1,4

1,5

1,2

1,3

1,4

1,5

50

d

1

IV

к

1

II

к

II

к

1

d''

d

1

III

II

40

20

60

0,8

0,5

0,2

Темп. С

0

d

1

I

4,5

:1

3:

1

к

40

30

Концентрация ЦР, %

Со

отн

ош

ен

ие

Ц

Р:Ф

С

1,2

1,3

1,4

d

1

I

1,5

d

1

II

К

I

К

1

I

d

1

IV

К

1

1,3

1,4

1,5

d

III

5:1

4,5:1

3:1

0,2

0,5

0,8

С оот. Ц

Р:ФС

20

40

60

III

3-расм. Паст навли фосфоритларга қайта ишлов бериш жараѐнининг

асосий параметрларини аниқлаш учун номограмма.

21

4-расм. Юқори карбонатли Марказий Қизилқум фосфоритларини қайта ишлашнинг принципиал технологик

тизими:

1-фосфорит учун бункер; 2-тақсимлагич; 3-репульпатор; 4-1-босқичли тиндиргич; 5-2-босқичли тиндиргич; 6-азот кислотаси учун напор
бак; 7-тирқичли тақсимлагич; 8-реактор; 9-репульпатор-аммонизатор; 10, 13-лентали вакуум-фильтр; 11-насос; 12-конверсиялаш учун
реактор; 14-барабанли қуритгич.

21

1000 кг Марказий Қизилқум оддий фосфорит унини азот кислотали

қайта ишлашда фосфорли ва суюқ азоткальцийли ўғитлар олишнинг техник-
иқтисодий ҳисоблари ўтказилиб, уларнинг таннархи ишлаб чиқарилаѐтган
ўғит – нитрофосга солиштирганда 1,5-2 баробар арзондир.

ХУЛОСА

Диссертация ишини бажаришда олинган асосий илмий ва амалий

натижалар қуйидагилар ҳисобланади:

1.

Марказий Қизилқум фосфоритларини нитрат кислотаси билан

парчалаш жараѐни СаО-Р

2

О

5

-N

2

О

5

-Н

2

О системасининг диаграммаси бўйича

назарий асосланган. Фосфоритнинг тўлиқ парчалашга нитрат кислотасининг
стехиометриядан оширилган меъѐрларида эришиш мумкинлиги аниқланган.

Са(NO

3

)

2

–СаCO

3

–Н

2

О эрувчанлиги политермик диаграммасини қуриш

мақсадида еттита ички кесимлар ўрганилган. Бинар системалар
политермалари ва (-27,2) дан 50

о

С гача бўлган ҳароратларда ички кесимлар

маълумотлари бўйича ушбу системанинг эрувчанлик диаграммаси қурилди,
бунда муз, Са(NO

3

)

2

·4H

2

O, Са(NO

3

)

2

·3H

2

O, Са(NO

3

)

2

·2H

2

O ва СаCO

3

ларнинг

кристалланиш майдонлари чегараланди. Кальций карбонати (-27,2) дан 42

о

С

гача ҳароратлар оралиғида Са(NO

3

)

2

·4H

2

O, 42,0÷48,3

0

С ҳароратлар оралиғида

эса Са(NO

3

)

2

·3H

2

O билан биргаликда кристалланади. Ўрганилган системада

дастлабки компонентларнинг ўзаро таъсирлашувида янги кимѐвий
бирикмалар ҳосил бўлмайди, ва у оддий эвтоник типига мансубдир.

Назарий таҳлил ва экспериментал маълумотлар асосида биринчи

маротаба 30 ва 60

0

С да Са

2+

/2NН



4

// 2NО



3

, СO

2

-H

2

O ўзаро системларининг

эрувчанлик диаграммаси қурилиб, бу кальций нитратининг аммоний
карбонати билан СаCO

3

ва NH

4

NO

3

га конверсиясининг мақбул

шароитларини топишга имкон берди.

1

,

1

1

)

(

)

(

2

3

2

2

4





NO

Ca

CO

NH

нисбатда Са

2+

ва NН



4

сарф даражаси 99,0% га етади. Мақбул ҳарорат 30-60

0

С оралиқларида

бўлади. Бунда СаСO

3

нинг максимал чиқими 99,8% га эришилади.

2.

Бойитилмаган фосфорит унини АКН айланма эритмалари билан

ишлов берии жараѐни АЭ:ФХ = 3:1 дан 6:1 гача ва N

аммиак

: N

нитрат.

= 0,2÷0,8

нисбатларда жараѐн давомийлиги 60 дақиқа ва 30

o

С ҳароратда олиб борилди.

фосфорит унининг нитрат тузларининг эритмалари билан ўзаро
таъсирлашуви натижасида фосфат хом ашѐси фаолланиши (ўзлашмайдиган
P

2

O

5

шаклининг ўзлашувчан шаклга ўтиши) содир бўлади. Қаттиқ фазанинг

қуритилган намуналарида P

2

O

5ўзл.

: P

2

O

5умум.

нисбати 44,97-48,32% ни ташкил

этади, бу эса ушбу кўрсаткични дастлабки фосфорит унида – 18,49% бир
неча баробар ошириб беради. АЭ:ФХ = 3:1 кичик нисбатида ва қолган бир
хил шароитларда бўтқанинг қаттиқ қисмида P

2

O

5ўзл.

ва CaO

ўзл.

АЭ:ФХ = 6:1 га

қараганда 2-3% га юқоридир. Бу АЭ:ФХ нисбатнинг ошиши билан суюқ
фазага P

2

O

5

ва CaO ўтишлар улушининг ортиши билан боғлиқдир. Айланма

эритмаларда N

аммиак

: N

нитрат

нисбатнинг ортиши билан Р

2

О

5

умумий

22

концентрацияси 19,6% гача ортади, кальций модули эса 2,3 гача камаяди
(дастлабки 2,7 дан).

Суюқ фазанинг кимѐвий таркиби таҳлили кўрсатдики, АЭ:ФХ дастлабки

нисбатининг оширилиши (3:1 дан 6:1 гача) билан N

аммиак

: N

нитрат

=

0,8 ва 0,2

нисбатда суспензияда азот миқдори мос равишда 14,7-14,74% ва 8,96-9,31%
оралиғида ўзгаради, P

2

O

5умум

миқдори эса 2,26 дан 0,95%гача ва 2,14 дан

0,72% гача камаяди. Мазкур жараѐнни амалга оширишда суюқ фазанинг бир
қисми дастлабки фосфат хом ашѐни ишлов бериш босқичига қайтарилади,
қолган қисми эса таркибида 22,1÷29,77% озуқа компонентлари
(N+P

2

O

5

+CaO) тутган суюқ суспендирланган ўғит сифатида ишлатилади.

3.

АКНАЭ билан дастлабки ишлов берилган фосфоритни парчалашда

олинган нитраткислотали экстрактни аммонийлаштириш жараѐни ўрганилди,
шунингдек

Марказий

Қизилқум

фосфоритларини

нитраткислотали

экстрактини аммонийлаштириш маҳсулотларидан фосфорли қаттиқ ва суюқ
суспендирланган ўғитлар олиш жараѐнининг технологик тадқиқотлари
ўтказилди.

Аммонийлаштирилган

нитрокальцийфосфат

бўтқаларидан

олинган суюқ ва қуритилган қаттиқ фазалар кимѐвий таҳлили кўрсатдики, рН
нинг 2,6 гача ошиши билан суюқ фазада Р

2

О

5умум

миқдори 1,04% гача

камаяди, бўтқанинг намлиги 54,18% га етади, рН нинг 3,2 дан янада
оширилганида суюқ фазада Р

2

О

5

тўлиқ чўкади ва чўкманинг намлиги 48,52%

гача камаяди. Қаттиқ фосфорли ўғитда ўзашувчан Р

2

О

5

шаклининг нисбий

миқдори трилон Б бўйича 79,14 дан 90,94% гача ва 2 %-ли лимон кислотаси
бўйича 86,34 дан 94,64% гача ортади. Ўзлашувчан кальцийнинг нисбий
миқдори 93,6-96,29% оралиғида ўзгаради. N:Р

2

О

5

нисбати 0,79-1,57, озуқа

компонентлари йиғиндиси эса 30,63-37,16% оралиқларида бўлади.

Кўрсатдики, қаттиқ чўкмани сув билан 1:2 нисбатда ювиш қуритилган

маҳсулотларда Р

2

О

5умум

миқдори 27,13-30,11% гача ортади. Бунда 0,2М

трилон Б буйича Р

2

О

5

нинг ўзлашувчан шакли 21,8-23,47%, 2 %-ли лимон

кислотаси бўйича эса - 22,75-25,23% ни ташкил этади. Ювилган чўкмаларда
кальций модули ювилмаган чўкмаларга нисбатан 0,5-0,7 га кам пастдир ва
рН кўтарилиши билан 1,29 дан 1,45 гача ортади.

4.

Са



2

, 2NН



4

/(2NО



3

, СO

2

-H

2

O ўзаро системалари назарий таҳлили

билан аниқланган мақбул шароитларда (

2

3

2

2

4

)

(

)

(

NO

Ca

CO

NH

нисбати ва ҳарорат)

аммоний нитрати эритмаларидаги кальций нитратни аммоний карбонати
билан конверсия қилиш жараѐнининг амалий тадқиқотлари ўтказилди.
Жараѐннинг техноаналитик кўрсаткичларига N

aммиак

: N

нитрат

нисбати ва АКН

эритмаларининг концентрацияси таъсири ўрганилди. Аниқландики, N

аммиак

:

N

нитрат

нисбатнинг 0,4:0,6 дан 0,8-0,2 гача ошиши ва АКН эритмалари

концентрациясининг камайиши билан кальций нитрати конверсияси ҳамда
нам кальций карбонатининг фильтрланиш унуми мос равишда 80,0 дан 99,9%
гача ва 0,6 дан 2 т/м

2

·соатгача ортади.

5.

Дастлабки ишлов берилган фосфоритни нитрат кислотаси билан

парчалашда ҳосил бўлган нитраткислотали экстрактнинг нордон ва
аммонийлаштирилган айланма эритмаси билан паст навли фосфоритларга

23

дастлабки ишлов бериш, АКН эритмаларини аммоний карбонати билан
ишлов беришда ҳосил бўлган суспензия ва эритмаларнинг реологик
хоссалари С:Қ = 2-1; N

аммиак

: N

нитрат

= 0,8-0,4; 0,2-0,6 ва ҳароратга (20-80

С

0

)

боғлиқ равишда ўрганилди. Олинган маълумотлар номограмма кўринишида
умумийлаштирилди, бу графоаналитик усуллар билан жараѐннинг мақбул
технологик параметрларини тез ва аниқ аниқлашга имкон беради. Эритма :
СаСО

3

, N

аммиак

: N

нитрат

ва ҳароратнинг ошиши билан суспензияларнинг

зичлиги тўғри чизиқ буйича, қовушқоқлик эса эгри чизиқ буйича камаяди.
Санаб ўтилган параметрлар ўзгариши билан тузларнинг йиғиндиси 30-50%
бўлганда суспензияларнинг зичлиги мос равишда 1,272-1,465 ва 1,368-1,502
г/см

3

, қовушқоқлик эса 1,3-3,78 ва 1,49-7,09 сПз оралиғида ўзгаради.

6.

Паст навли Марказий Қизилқум фосфоритларини қайта ишлаш

асосида олинган азотфосфорли ва фосфорли ўғитларнинг рентгенографик ва
ИК-спектроскопик

тадқиқотлари

кўрсатдики,

NP-ўғитларнинг

компонентлари

дикальцийфосфат,

парчаланмаган

фтор-

ва

гидроксилапатитлари; аммоний ва кальций нитратлари, фосфорли ўғитлар
эса дикальцийфосфат, парчаланмаган фтор- ва гидроксилапатитлар,
шунингдек кам миқдорда АНК тузларидан ташкил топган.

7.

Лаборатория модел қурилмасида бирламчи фосфорли ва суюқ

азоткальцийли ўғитлар олиш жараѐнининг мақбул технологик параметрлари
аниқланди. Жараѐннинг топилган мақбул параметрлари йириклаштирилган
қурилмада ва «Самаркандкимѐ» АЖ нитрофос цехининг амалдаги
ускунасида синовдан ўтказилди, натижада маҳсулотнинг 1000 кг ҳажмдаги
тажриба партияси ишлаб чиқарилди. Юқори карбонатли фосфат хом ашѐсини
нитраткислотали қайта ишлаш жараѐнининг принципиал технологик тизими
тавсия этилди ва моддий баланси ҳисобланди. Техник-иқтисодий ҳисоблар
кўрсатдики, фосфорли ўғитларнинг таннархи ишлаб чиқарилаѐтган ўғит –
нитрофосга солиштирганда 1,5-2 баробар арзондир.

24

НАУЧНЫЙ СОВЕТ DSc 27.06.2017.К/Т35.01 ПО ПРИСУЖДЕНИЮ

УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ПРИ ИНСТИТУТЕ ОБЩЕЙ И

НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ТАШКЕНТСКОМ ХИМИКО-

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ИНСТИТУТЕ

ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

АЛЛАМУРАТОВА АЙЖАМАЛ ЖУМАМУРАТОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНЫХ И

АЗОТНОКАЛЬЦИЕВЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ

АЗОТНОКИСЛОТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КЫЗЫЛКУМСКИХ

ФОСФОРИТОВ

02.00.13 – Технология неорганических веществ и материалов на их основе

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ ДОКТОРА ФИЛОСОФИИ (PhD)

ПО ТЕХНИЧЕСКИМ НАУКАМ

Ташкент – 2018

25

Тема диссертации доктора философии (PhD) зарегистрирована в Высшей

аттестационной комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан под номером
В2017.2.PhD/Т166.

Диссертация выполнена в Ташкентском химико-технологическом институте.
Автореферат диссертации на трѐх языках (узбекский, русский, английский (резюме))

резмещен на веб-странице по адресу www.ionx.uz и Информационно-образовательном портале
«Ziyonet» по адресу www.ziyonet.uz.

Научный руководитель:

Эркаев Актам Улашевич

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Намазов Шафоат Cаттарович

доктор технических наук, профессор,
академик

Шамшидинов Исраилжон Тургунович

доктор технических наук, доцент

Ведущая организация:

Навоийский Государственный горный
институт

Защита состоится «28» февраля 2018 г. в «14

00

» часов на заседании Научного совета

DSc 27.06.2017.К/Т.35.01 при Институте общей и неорганической химии и Ташкентском
химико-технологическом институте по адресу: 100170, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-
а. Тел.: (+99871) 262-56-60; факс: (+99871) 262-79-90; e-mail: ionxanruz@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-ресурсном центре

Института общей и неорганической химии (зарегистрирован №3). (Адрес: 100170,
г.Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а. Тел.: (+99871) 262-56-60).

Автореферат диссертации разослан «17» февраля 2018 года
(реестр протокола рассылки № 3 от «17» февраля 2018 года)

Закиров Б.С.

Председатель научного совета по присуждению

ученых степеней, д.х.н.

Салиханова Д.С.

Ученый секретарь научного совета по присуждению

ученых степеней, д.т.н.

Тухтаев С.

Председатель Научного семинара при научном совете

по присуждению ученых степеней, д.х.н., проф., академик

26

ВВЕДЕНИЕ (аннотация диссертации (PhD) доктора философии)

Актуальность и востребованность темы диссертации.

Главная

перспектива развития сельского хозяйства связана с повышением
урожайности за счет внедрения новейших технологий обработки почвы,
применения высокоурожайных сортов культур, и, конечно, комплексного
применения минеральных удобрений и средств защиты растений. Одним из
основных факторов, определяющих урожайность растений, является
применение фосфорных удобрений.

В мире особое внимание уделяется разработкам технологий

концентрированных фосфорных удобрений с вовлечением в их производство
низкосортных фосфоритов в связи с дефицитом качественного фосфатного
сырья. В этом плане наиболее перспективными являются методы
азотнокислотной переработки. Преимущество азотной кислоты заключается
в том, что практически исключается образование как твердых, так и жидких
отходов, так как HNO

3

используется двусторонне: как источник активного

иона водорода для разложения фосфатного сырья, так и в качестве носителя
азота – полезной составной части жидких и твердых удобрений.

В

настоящее

время

в

результате

реализации

конкретных

широкомасштабных мер были достигнуты определенные результаты в
области развития технологий производства минеральных удобрений, в
частности азотных, фосфорных и калийных. В этой связи следует особо
отметить исследованиям по расширению ассортимента фосфорных и жидких
удобрений, как для внесения под зяблевую вспашку, так и для внесения в
подкормки. Исходя из третьего направления стратегии действий по
дальнейшему развитию Республики Узбекистан, направленной на «подъем
химической промышленности на качественно новый уровень, дальнейшую
интенсификацию производства готовой продукции на базе глубокой
переработки местных сырьевых ресурсов, освоение выпуска принципиально
новых видов технологий и продукции» особое значение приобретает
дальнейшее увеличение мощности по добыче и обогащению Кызылкумских
фосфоритов и их переработка на концентрированные фосфорсодержащие и
жидкие комплексные удобрения.

Данное диссертационное исследование в определенной степени служит

выполнению задач, предусмотренных в Указах Президента Республики
Узбекистан от 4 марта 2015 года УП-4707 «О программе мер по обеспечению
структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства
на 2015-2019 годы», от 7 февраля 2017 УП-4947 «Стратегия действий по пяти
приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021
годах» и Постановлении от 23 августа 2017 года ПП-3236 «О программе
развития химической промышленности на 2017-2021 годы», а также в других
нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.

Соответствие исследования приоритетным направлениям развития

науки и технологий республики.

Данное исследование выполнено в

27

соответствии с приоритетным направлением развития науки и технологий в
республике – VII «Химические технологии и нанотехнологии».

Степень изученности проблемы.

В научно-технической литературе

имеется определенный объем научных материалов по азотнокислотной
переработке

Центрально-Кызылкумских

фосфоритов

с

получением

комплексных азотнофосфорных удобрений (Набиев М.Н., Беглов Б.М.,
Намазов Ш.С., Амирова А.М., Таджиев С.М., Реймов А.М., Шеркузиев
Д.Ш.). Подробно исследован процесс получения нитрокальцийфосфатного
удобрения на основе разложения Кызылкумских фосфоритов неполной
нормой азотной кислоты (Реймов А.М., Намазов Ш.С.). Показана
возможность получения твердого азотнофосфорнокальциевого и жидких
азотнокальциевых удобрений на основе разложения фосфоритовой муки при
пониженной норме азотной кислоты (Шеркузиев Д.Ш.). Изучен также
процесс получения азот-, фосфор- и калийных сложных суспендированных
удобрений с инсектицидной активностью на основе переработки
Кызылкумских фосфоритов при неполной норме азотной кислоты в
присутствии серы (Собиров М.М.).

В мире Позин М.Е., Гольдинов А.Л., Малявин А.С., Эрайзер Л.Н.,

Савенков А.С., Lamberger M.J., Flatt R. и другие провели ряд научно-
исследовательских работ по азотнокислотной переработке природных
фосфатов

и

разработке

технологий

получения

комплексных

азотнофосфорнокалийных и жидких удобрений.

Однако процессы получения одинарных фосфорных удобрений типа

преципитата и жидких азотнокальциевых удобрений путем декарбонизации
высококарбонатного фосфатного сырья оборотными растворами нитратных
солей аммония и кальция с последующим разложением предварительно
обработанного и обогащенного фосфорита азотной кислотой в присутствии
циркулирующего раствора нитрата кальция и аммония, аммонизации
нитрокальцийфосфатной пульпы и разделения аммонизированной пульпы на
жидкую и твердую фазы, конверсии раствора нитрата кальция аммиаком и
углекислоты с получением карбоната кальция и раствора нитрата аммония с
дальнейшим возвратом раствора нитрата аммония в первоначальный цикл до
сих пор не исследованы.

Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР.

Диссертационная работа выполнено в рамках прикладных проектов
Ташкентского химико-технологического института в соответствии с темой
№6-118«Разработка ресурсосберегающей технологии получения кормовых
фосфатов из нитрата кальция и монофосфатов аммония» (2009-2011гг.) и
№12-37«Разработка новой технологии производства концентрированного
азотнофосфорно-кальциевого удобрения на основе фосфоритов Центральных
Кызылкумов» (2012-2014гг.).

Целью исследования

является разработка безотходной эффективной

технологии

получения

концентрированных

фосфорных,

жидких

азотнокальциевых удобрений и химически осажденного карбоната кальция

28

на основе азотнокислотной переработки низкосортных фосфоритов
Центральных Кызылкумов.

Задачи исследования:

проведение теоретического анализа процесса разложения фосфоритов

Центральных Кызылкумов азотной кислотой на основе изучения диаграмм
растворимости системы CaO-P

2

O

5

-N

2

O

5

-H

2

O;

изучение растворимости систем NH

4

NO

3

-(NH

4

)

2

CO

3

-H

2

O, NH

4

NO

3

-

CaCO

3

-H

2

O, Са(NO

3

)

2

-СаCO

3

-H

2

O и Са

2+

, 2NH

4

+

//2NO

3

-

,

CO

2

-

-H

2

O;

исследование предварительной обработки низкосортных фосфоритов

циркулирующими растворами нитрата аммония и кальция (НАК);

изучение реологических свойств суспензии, образующейся при

предварительной обработке низкосортных фосфоритов;

изучение

процесса

разложения

предварительно

обработанного

фосфорита азотной кислотой;

исследование процесса отделения твердой фазы (фосфатов кальция и

аммония) из суспензии, образующейся при азотнокислотном разложении
предварительно

обработанного

фосфорита

и

еѐ

реологическая

характеристика;

исследование процесса конверсии нитрата кальция с углекислым

аммонием;

исследование процесса отделения карбоната кальция из суспензии

конверсии и еѐ реологические свойства;

отработка оптимальных параметров разработанной технологии на

модельной лабораторной установке и еѐ технико-экономическая оценка;

на АО «Самаркандкимѐ» проведение опытно-промышленных испытаний

разработанной технологии получения одинарных фосфорных и жидких
азотнокальциевых удобрений.

Объектом

исследования

являются

низкосортные

фосфориты

Центральных Кызылкумов, нитраты кальция и аммония, азотная кислота,
газообразный аммиак, фосфорные и жидкие азотнокальциевые удобрения.

Предметом

исследования

являются

процессы

получения

фосфоконцентрата и жидких удобрений путем промывки фосфоритов
нитратными солями, а также синтез концентрированных одинарных
фосфорных удобрений на основе разложения фосфоконцентрата азотной
кислотой.

Методы исследований.

Визуально-политермический, химический,

рентгенографический и ИК-спектроскопические методы анализа.

Научная новизна исследования

заключается в следующем:

выявлены концентрационные и температурные пределы существования

равновесных твердых фаз в гетерогенных фазовых равновесиях в водных
системах с участием нитратов, карбонатов и фосфатов аммония и кальция;

разработан способ снижения кальциевого модуля карбонатных

фосфоритов циркулирующими растворами НАК с одновременным
получением суспендированных удобрений;

29

определены оптимальные условия конверсии нитрата кальция

углеаммонийными солями с получением оборотного раствора нитрата
аммония и химически активированного карбоната кальция;

установлено влияние технологических параметров на процесс

разложения предварительно обработанного фосфатного сырья азотной
кислотой, проведена аммонизация азотнокислотной вытяжки в присутствии
НАК, в результате чего разработана технология получения одинарных
фосфорных удобрений.

Практические результаты исследования

определяются тем, что:

разработаны

научно-обоснованный

способ

и

технологии

азотнокислотной переработки низкосортных карбонатных фосфоритов в
присутствии циркулирующего раствора НАК. Это даст сельскому хозяйству
необходимое одинарное фосфорное удобрение для внесения под зябь;

раствор НАК, являющийся побочным продуктом процесса получения

одннарного фосфорного удобрения используется в качестве жидкого
азотнокальциевого удобрения для внесения в подкормки или же
перерабатывается в активированный карбонат кальция путем конверсии с
помощью углеаммонийных солей;

освоение

технологии

получения

одинарного

фосфорного

и

азотнокальциевого удобрения позволит вовлечь в промышленное
производство низкосортные фосфориты, тем самым увеличить объем и
ассортимент одинарных и комплексных удобрений и обеспечить потребность
сельского хозяйства.

Достоверность резльтатов исследования.

Результаты химических и

физико-химических

анализов

подтверждены

опытно-промышленным

испытанием.

Научная и практическая значимость результатов исследования.

Научная значимость результатов исследования заключается в том, что
впервые заложены научные основы получения новых видов одинарных
фосфорных и жидких азотнокальциевых удобрений путем азотнокислотной
переработки низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов.

Практическая значимость результатов исследования

определяется тем,

что разработана эффективная технология производства одинарных
фосфорных, жидких азотнокальциевых удобрений, а также химически
активированного карбоната кальция путем азотнокислотной переработки
низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов.

Внедрение результатов исследования.

На основе полученных научных

результатов по разработке технологий азотнокислотной переработки
фосфоритов Центральных Кызылкумов:

на способ комплексной переработки необогащенных фосфоритов в

фосфорсодержащие и жидкие азотнокальциевые удобрения выдан патент
Агентством интеллектуальной собственности Республики Узбекистан (№IAP
05335 «Способ переработки высококарбонизированных фосфоритов»). В
результате

созданы

возможность

получения

концентрированных

30

фосфорсодержащих удобрений, себестоимость которых в 1,5-2 раза дешевле
по сравнению с выпускаемым удобрением – нитрофосом.

технология получения одинарных фосфорных удобрений типа

преципитата и жидких азотнокальциевых удобрений внедрена в практику на
АО «Самаркандкимѐ» (справка АО «Узкимѐсаноат» от 29 января 2018 года
№01/3-401/П). Внедрение данной технологии позволил перерабатывать
любой вид низкосортных карбонатных фосфоритов с большим
экономическим

эффектом

и

даст

возможность

производства

концентрированных фосфорных и жидких удобрений.

Апробация

результатов

исследования.

Результаты

данного

исследования были обсуждены, в том числе, на 3 международных и 13
республиканских научно-практических конференциях.

Опубликованность результатов исследования.

По теме диссертации

опубликованы всего 28 научных работ, из них 11 научных статей, в том
числе 7 в республиканских и 3 в зарубежных журналах, рекомендованных
Высшей аттестационной комиссией Республики Узбекистан для публикации
основных научных результатов диссертаций и получен 1 патент РУз.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения,

пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.
Объѐм диссертации составляет 122 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении

обоснована актуальность и необходимость темы

диссертации, отражены цель и задачи, а также объекты и предметы
исследования, указано соответствие исследования по направлению развития
науки и техники Республики Узбекистан, изложены научная новизна и
практические результаты исследования, раскрыты научная и практическая
значимость исследования, приведены степень внедрения результатов
исследования в практику, приведены сведения по опубликованным работам и
структуре диссертации.

В первой главе диссертации «

Физико-химическая характеристика

Кызылкумских фосфоритов и методы их переработки»

дана физико-

химическая характеристика фосфоритов Центральных Кызылкумов,
рассмотрены различные способы их обогащения. Проанализировано
состояние изученности физико-химических систем, состоящих из фосфата,
нитрата и карбоната кальция и аммония, классические и нетрадиционные
способы переработки низкосортного фосфатного сырья в фосфорсодержащие
и сложные комплексные удобрения. На основе анализа результатов
проделанных

ранее

работ

обоснована

возможность

переработки

низкосортных фосфоритов на фосфорсодержащие и жидкие комплексные
удобрения, сформулированы цели и задачи собственных исследований.

Во второй главе диссертации

«Химические и физико-химические

методы исследования»

приведены характеристика объектов исследования и

методики проведения экспериментов. Для физико-химического обоснования

31

процесса получения фосфорсодержащих и жидких азотнокальциевых
удобрений из карбонатных фосфоритов Центральных Кызылкумов
теоретически анализированы фазовые равновесия в сложной водносолевой
системе CaO-P

2

O

5

-N

2

O

5

-H

2

O и определено интервал варьирования основных

технологических параметров исследования.

Для получения фосфорсодержащих и жидких азотнокальциевых

удобрений в экспериментах в качестве сырья бралась фосфоритовая мука из
Кызылкумского фосфоритового комбината состава (вес. %): 17,10 Р

2

О

5

; 46,30

СаО; 1,78 MgO; 1,09 Fe

2

O

3

; 1,33 Al

2

O

3

; 15,90 СO

2

; 1,87 F; CaO : P

2

O

5

=2,71;

Р

2

О

5усв.

: Р

2

О

5общ.

= 18,49. Для еѐ разложения использовались растворы HNO

3

различных концентраций, а в качестве нейтрализатора – газообразный NH

3

.

Для этого сначала рядовую фосмуку обрабатывали циркулирующими

растворами НАК (50%-ный раствор нитратных солей), возвращаемой со
стадии обработки фосфатного сырья азотной кислотой в реакторе объѐмом
200 мл, снабженном лопастной мешалкой в течение 60 мин при 30

о

С. После

чего полученную суспензию отстаивали в течение 4-6 мин и отделяли
верхнюю часть суспензии от сгущенной массы. Сгущенную массу
фильтровали и осадок высушивали при температуре 100

0

С. Сухая и твердая

фаза сгущенной массы – это не что иное, как мытый сушеный
фосфоконцентрат состава: Р

2

О

5

– 19,10%; СаО – 46,96%; СаО : Р

2

О

5

= 2,46.

С целью получения готовых удобрений этот фосфоконцентрат разлагали

азотной кислотой из расчета разложения карбонатной и фосфатной
составляющей. Азотная кислота использовалась 56 %-ной концентрации.
Продолжительность взаимодействия компонентов реакционной массы
составляла 30 мин при 40

о

С. Полученную густую азотнокислотную пульпу

репульпировали заранее подготовленным циркулирующим раствором
нитрата аммония и кальция (ЦРНАК) при Т:Ж = 1:3. Пульпу аммонизировали
газообразным аммиаком и жидкую фазу отделяли от твердой, последнюю
промывали водой, высушивали при 95-100

0

С и анализировали. А жидкую

фазу, представляющую из себя раствор НАК подвергли конверсии
карбонатом аммония в карбонат кальция.

Рентгенографический анализ проводили на дифрактометре ДРОН-3.0 на

отфильтрованном кобальтовом излучении. ИК-спектры исследуемых проб
снимали на спектрометре SPECORD-75 IR в области частот 400-4000 см

-1

.

В третьей главе диссертации

«Физико-химические основы

ресурсосберегающей

технологии

переработки

низкосортных

фосфоритов»

для нахождения оптимальных условий азотнокислотной

переработки низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов были
изучены растворимости твердых и жидких фаз, образующихся в системах
СаО-Р

2

О

5

-N

2

О

5

-Н

2

О, NH

4

NO

3

-(NH

4

)

2

CO

3

-H

2

O, Са(NO

3

)

2

-СаCO

3

-H

2

O, а также

взаимной системе Са

2+

/2, NH

4

+

//NO

3

-

, Н

2

CO

2

-

-H

2

O.

На рис. 1 показано сечение изотермы растворимости в системе СаО-

Р

2

О

5

-N

2

О

5

-Н

2

О при 50

о

С плоскостью, перпендикулярной квадрату H

6

(NО

3

)

6

-

Н

б

(РО

4

)

2

-Ca

3

(РО

4

)

2

-Ca

3

(NО

3

)

6

, проходящей через луч растворения фосфатного

сырья в азотной кислоте. Эта плоскость пересекает поверхность

32

кристалллизации нитрата кальция и по линии

е

1

, д

1

, а

1

, в

1

, с

1

, г

1

и

г

1

, ж

1

,

соответствующему раствору, насыщенному указанными солями. Точки

г

1

и

ж

1

отображают

растворы,

насыщенные

одновременно

двумя

солями:

метастабильной равновесной Ca(Н

2

РО

4

)

2

·Н

2

О и Ca(Н

2

РО

4

)

2

·Н

2

О+CaНРО

4

.

Линии

ж

1

, в

1

и

г

1

, в

1

отвечают границам с объемами кристаллизации

Ca(Н

2

РО

4

)

2

·Н

2

О+CaНРО

4

и метастабильной равновесной Ca(Н

2

РО

4

)

2

·2Н

2

О.

H (NO )

6

3 6

X

0,8

0,6

Y

0,4

0,2

N

Ca (NO )

3

3 6

M

0,2

0,4

A

2

0,6

0,8

Ca (PO )

3

4 2

T

Ca (PO )

3

4 2

CaHPO

4

Ca(H PO ) H O

2

4 2

2

.

H (PO )

6

4 2

2

4

6

8

a

1

в

1

c

1

N

А

4

г

1

s

1

d

1

в

A

3

s

2

F

1

F

Д

A

1

p

2

p

2

F

P

H

3

H

2

10

30

50

70

90

Норма HNO , %

3

p

1

P

6

5

4

3

2

1

0

-1

-2

pH

pH

1.2

1,26

1,04

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

1,4

O

П

p

2

O

Р

Рис. 1. Изотерма растворимости в системе СаО-Р

2

О

5

-N

2

О

5

-Н

2

О при 50

0

С.

Р – фигуративная точка состава фосфоритовой муки.

Из положения фигуративных точек состава азотнокислотных вытяжек

следует, что при разложении фосфорита 105%-ной стехиометрической нормой
азотной кислоты концентрацией более 59%, образуется раствор, насыщенный
монокальцийфосфатом (А

4

'' и А

4

'''),

а уменьшение нормы ниже

стехиометрической сдвигает фигуративную точку на линию SЖ, где жидкая

33

фаза насыщается моно- и дикальцийфосфатом. А полное разложение
фосфорита может быть достигнуто при нормах азотной кислоты,
превышающих стехиометрическую.

Одним из возможных путей использования раствора нитрата кальция,

образующегося при азотнокислотной переработке низкосортных фосфоритов
Кызылкумов является его конверсия углекислыми солями аммония:

Са(NO

3

)

2

+ (NH

4

)

2

СO

3

СаСO

3

+ 2NH

4

NO

3

Еѐ технологическая основа базируется на физико-химических свойствах
четверной взаимной водной системы из нитрата и карбоната кальция и
аммония и еѐ составляющих тройных систем. Для характеристики состояния
равновесия и определения условий конверсии нитрата кальция, несмотря в
литературе имеются ряд данных (имеются разноречивые данные) с целью
уточнения и обобщения диаграммы взаимной системы Са

2+

, 2NH

4

+

//2NO

3

-

,

CO

3

2-

-H

2

O предварительно определены растворимости четырех солей: СаСO

3

,

Са(NO

3

)

2

, (NH

4

)

2

СO

3

, NH

4

NO

3

и совместная растворимость солей в воде.

Для этого изучена система NH

4

NO

3

-(NH

4

)

2

CO

3

-H

2

O в интервалах

температур от 0 до 40

о

С, на которой разграничены поля кристаллизации,

льда, α, β и γ – модификаций NH

4

NO

3

, (NH

4

)

2

CO

3

·H

2

O и (NH

4

)

2

CO

3

. Анализ

диаграммы растворимости системы NH

4

NO

3

-(NH

4

)

2

CO

3

-H

2

O показывает, что

она относится к простому эвтоническому типу и еѐ компоненты оказывают
взаимное высаливающее действие друг на друга, а в изученном интервале
температур –(20)-50

о

С образование новых соединений не наблюдается. С

повышением температуры меняется качественный и количественный состав
двойных и тройных точек, которые являются результатом исчезновения в
качестве твердой фазы: α, β и γ – модификации NH

4

NO

3

, (NH

4

)

2

CO

3

∙H

2

O и

(NH

4

)

2

CO

3

менее стабильных в условиях высоких температур.

С целью построения политермической диаграммы растворимости

Са(NO

3

)

2

-СаCO

3

-Н

2

О исследовано семь внутренних разрезов. По данным

политерм бинарных систем и внутренних разрезов при температурах от (-
27,2) до 50

о

С построена диаграмма растворимости этой системы, на которой

разграничены поля кристаллизации льда, Са(NO

3

)

2

·4H

2

O, Са(NO

3

)

2

·3H

2

O,

Са(NO

3

)

2

·2H

2

O и СаCO

3

. Карбонат кальция в интервале температур от (-27,2)

до 42

о

С совместно кристаллизуется с Са(NO

3

)

2

·4H

2

O, а в интервале

температур 42,0÷48,3

о

С с Са(NO

3

)

2

·3H

2

O. В исследуемой системе не

происходит образования новых химических соединений при взаимодействии
исходных компонентов, и она относится к простому эвтоническому типу.

На основании теоретического анализа и экспериментальных данных

впервые построены диаграммы растворимости взаимных систем Са

2+

/2NН



4

//

2NО



3

, СO

2

-H

2

O при 30 и 60

о

С, которые позволили определить оптимальные

условия конверсии нитрата кальция карбонатом аммония в СаCO

3

и NH

4

NO

3

.

Эта диаграмма представляет собой горизонтальную проекцию политермы
системы (рис. 2.). На изотерме при 30

о

С имеется четыре поля кристаллизации

состоящих из СаСO

3

, Са(NO

3

)

2

· 3Н

2

О, NH

4

NO

3

и (NH

4

)

2

СO

3

, а при 60

о

С

Са(NO

3

)

2

кристаллизируется в виде Са(NO

3

)

2

·2Н

2

О.

34

a

в

1

2

3

10

00

30

00

60

00

90

00

110

00

400

300

II

200

100

A

II

Ca(NO )

3

2

.

80

60

40

CaCO

3

20

A

C

CaCO

3

20

40

60

ион NH , %

3

+

80

IV

B

(NH ) CO

4

2

3

VII

P

1

1`

III

3`

P

2

VI

V

Д NH NO

4

3

NH NO

4

3

Д

VI

I

I

III

P

1

Рис. 2. Диаграмма растворимости системы

Са

2+

, 2NH

4

+

// CO

3

2-

,

2NO

3

-

-H

2

O

при 30

о

С.

Сравнивая произведения растворимостей пар солей этой системы

следует, что произведение растворимости пары Са(NO

3

)

2

, (NH

4

)

2

СO

3

больше

чем пары СаСO

3

+2NH

4

NO

3

, поэтому исходная пара солей Са(NO

3

)

2

,

(NH

4

)

2

СO

3

является неустойчивой, следовательно, эти соли не могут

совместно находиться в твердой фазе (таблица 1).

Таблица 1

Определение стабильной пары солей системы Са(NO

3

)

2

+ (NH

4

)

2

СO

3

СаСO

3

+ 2NH

4

NO

3

Темпе-

ратура,

0

С

Растворимость, моль/1000 моль воды

Произведение

растворимости

Са(NO

3

)

2

(NH

4

)

2

СO

3

СаСO

3

NH

4

NO

3

[Са(NO

3

)

2

·

(NH

4

)

2

СO

3

]

[СаСO

3

·

NH

4

NO

3

]

30

179,06

177,17

0,0414

540,31

31,794·10

3

7,618

60

513,82

258,89

0,0198

959,26

133,023·10

3

18,993

Следовательно, из неравенств 31,794·10

3

>7,618; 133,023·10

3

>18,993 при

30 и 60

о

С устойчивой парой солей является пара СаСO

3

+(NH

4

)

2

СO

3

; пара

солей Са(NO

3

)

2

и (NH

4

)

2

СO

3

является неустойчивой парой, т.е. эти соли не

могут совместно существовать в твердой фазе в присутствии раствора.

Процесс обменного разложения нитрата кальция и карбоната аммония с

образованием СаCO

3

и NH

4

NO

3

может быть охарактеризован с практической

35

точки зрения двояко: по коэффициентам использования Са(NO

3

)

2

и

(NH

4

)

2

СО

3

. При снижении отношения Са(NO

3

)

2

к (NH

4

)

2

СO

3

в исходном

растворе выход по NH

4

+

снижается, а по Са

2+

увеличивается.

Расчеты показывают, что абсолютный выход СаСO

3

практически

одинаков. Показано, что при

1

,

1

1

)

(

)

(

2

3

2

2

4





NO

Ca

CO

NH

степень использования Са

2+

и

NН



4

достигает 99,0%. Оптимальная температура находится в интервале 30-

60

0

С. При этом достигается максимальный выход СаСO

3

– 99,8%.

В

четвертой

главе

«Исследование

процесса

переработки

низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов»

изучен процесс

получения фосфорсодержащих и жидких азотнокальциевых удобрений путем
азотнокислотной переработки бедного фосфатного сырья (ФС).

В начальном этапе работы рядовую фосмуку обрабатывали

циркулирующими растворами нитратов аммония и кальция (НАК),
возвращаемой со стадии разложения предварительно обогащенного
фосфорита азотной кислотой, целью которого являлось снижение в ней
кальциевого модуля, тем самым повышение содержания Р

2

О

5

. Следует

отметить, что понижение СаО : Р

2

О

5

в фосфатном сырье на 0,1 позволит

сократить расход кислотного реагента на 7-8%.

Процесс

декарбонизации

необогащенной

фосмуки

циркулиру

растворами (ЦР) НАК проводили при соотношениях ЦР:ФС, равными от 3:1
до 6:1 и N

аммиач

: N

нитрат.

= 0,2÷0,8 в течение 60 мин и при температуре 30

o

С.

При этом исследовано влияние температуры и состава на реологические
свойства ЦРНАК. Результаты показывают, что наиболее заметное влияние на
плотность и вязкость циркулирующих растворов оказывает концентрация
раствора и соотношение N

аммиач

:N

нитрат

. После процесса обработки

нитрокальцийфосфатная пульпа отстаивалась в течение 4-6 мин, затем
отделялась верхняя часть суспензии от сгущенной массы. Сгущенная масса
отфильтровывалась и высушивалась при температуре 95-100

0

С. Результаты

приведены в таблице 2.

Таблица 2

Влияние исходного соотношения ЦР:ФС и N

аммиач

: N

нитрат

на состав

мытого сушеного фосфоконцентрата

Исходное

соотноше-

ние ЦР:ФС

N

амм

:

N

нитр

Химический состав высушенного осадка, вес. %

СаО

Р

2

О

5

Р

2

О

5обш

Р

2

О

5усв

СаО

общ

СаО

усв

СаО

вод

N

3:1

0,8

19,37

9,36

48,42

31,81

3,06

0,64

2,50

0,5

18,56

8,94

46,77

31,08

3,64

0,69

2,52

0,2

18,27

8,77

46,58

31,10

4,47

0,80

2,55

4,5:1

0,8

19,41

9,17

47,36

29,55

2,78

0,53

2,44

0,5

18,67

8,72

46,11

29,01

3,36

0,65

2,47

0,2

18,27

8,49

45,67

28,98

4,04

0,76

2,50

6:1

0,8

19,60

9,05

46,65

28,37

2,56

0,41

2,38

0,5

18,84

8,5

45,21

27,6

3,16

0,62

2,40

0,2

18,30

8,23

44,66

27,36

3,76

0,71

2,44

36

Из данных таблиц следует, что в результате взаимодействия фосмуки с

растворами нитратных солей происходит активация фоссырья (перевод
неусвояемых форм P

2

O

5

в усвояемые формы). В высушенных образцах

твердой фазы соотношение P

2

O

5усв.

: P

2

O

5общ.

составляет 44,97-48,32%, что в

несколько раз превышает этот показатель в исходной фосмуке –18,49%. При
низком соотношении ЦР:ФС = 3:1 и остальных одинаковых условиях в
твердой части пульпы содержание P

2

O

5усв

и CaO

усв

на 2-3% выше, чем при

ЦР:ФС = 6:1. Это связано с тем, что с повышением соотношения ЦР:ФС доля
переходов P

2

O

5

и CaO в жидкую фазу увеличивается. С увеличением

соотношения N

аммиач

: N

нитрат.

в ЦР концентрация Р

2

О

5общ.

увеличивается до

19,6%, а кальциевый модуль снижается до 2,38 (при исходном - 2,7).

А в жидкой фазе пульпы при соотношении ЦР:ФС = 3:1 с увеличением

N

аммиач

: N

нитрат.

от 0,2 до 0,8 содержание азота повышается от 8,96 до 11,74%,

при ЦР:ФС = 4,5:1 – от 9,22 до 14,72% и при ЦР:ФС = 6:1 – от 9,31 до
14,74%. При этом содержание Р

2

О

5общ.

увеличивается от 2,14 до 2,26; от 1,43

до 1,52 и от 0,72 до 0,95% соответственно. При осуществлении данного
процесса одна часть жидкой фазы возвращается на стадию обработки
фосмуки, а другая рекомендуется в качестве суспендированного удобрения с
содержанием питательных компонентов (N+P

2

O

5

+CaO) от 22,1 до 29,77%.

В следующем этапе изучен процесс азотнокислотного разложения

предварительно обогащенного фосфорита в присутствии оборотного
раствора

НАК

для

получения

фосфорсодержащих

и

жидких

азотнокальциевых удобрений.

Разложение мытого концентрата (19,6% Р

2

О

5

) проводили 56%-ной HNO

3

при еѐ нормах 95-105% из расчета на карбонатную и фосфатную
составляющие фоссырья. Процесс проводили в течение 30 мин при 40

о

С.

Полученную густую азотнокислотную пульпу репульпировали с ЦРНАК при
Т:Ж = 1:3. Текучую пульпу нейтрализовали газообразным аммиаком до
различных значений рН (2-7). В результате аммонизации в системе
дополнительно образовывался раствор нитрата аммония, а твердая фаза
обогащалась фосфатами кальция. Затем твердую фазу отделяли от жидкой,
высушивали при 95-100

о

С.

Анализ жидких и высушенных твердых фаз из аммонизированных

нитрокальцийфосфатных пульп показывает, что с повышением рН до 2,6 в
жидкой фазе содержание Р

2

О

5

снижается до 1,04% (таблица 3). С

повышением рН более 3,2 весь Р

2

О

5

полностью выпадает в осадок. В

зависимости от рН пульпы в твердой фазе относительное содержание
усвояемой формы Р

2

О

5

повышается от 79,14 до 90,94% по трилону Б и от

86,34 до 94,64% по 2%-ной лимонной кислоте. Относительное содержание
усвояемого кальция колеблется в интервалах 93,6-96,29%. Но следует
отметить, что в продукте содержание Р

2

О

5общ.

составляет всего 12,7-16,36%.

Это связано с тем, что в нем содержится от 17,3 до 21,34% азота в виде
растворимого НАК.

С целью повышения содержания фосфора в твердом продукте его

промывали водой при соотношении 1 : 2, далее отделяли твердые фазы от

37

Таблица 3

Химический состав жидких и твердых фаз аммонизированных продуктов азотнокислотного разложения

предварительно обработанного фосфорита

№

рН

пульпы

Химический

состав жидкой

фазы, %

Химический состав высушенных осадков, вес. %

С

аО:Р

2

О

5

îáù

óñâ

Î

Ð

Î

Ð

5

2

.

5

2

по

0,2М

тр Б, %

îáù

óñâ

Î

Ð

Î

Ð

5

2

.

5

2

по

2%-ной лим.

кислоте, %

îáù

óñâ

ÑàÎ

ÑàÎ

по 2%-ной

лим.

кислоте, %

N

Р

2

О

5

СаО

Р

2

О

5общ

Р

2

О

5усв

по

0,2М

тр Б

Р

2

О

5усв

по 2%-

ной лим.

кислоте

СаО

общ

СаО

усв

N

общ

1

кислый

9,55 3,24 8,90 6,13

-

-

20,6

-

4,75

3,36

-

-

-

2

2,0

11,75 1,5 7,43 13,33 10,55 11,51

25,15 23,54 17,3

1,89 79,14

86,34

93,6

3

2,6

11,55 1,04 6,7 16,36 13,43 14,56

26,73 25,28 20,8

1,64 82,09

88,99

94,57

4

3,2

11,17 0,08 5,3 14,63 12,16 13,01

27,86 26,44 21,34

1,91 83,11

88,92

94,9

5

4,5

11,2

- 5,25 14,23 12,25

12,9

27,16 25,77 20,9

1,91 86,08

90,65

94,88

6

5,0

11,2

-

5,23 13,23 11,43 12,24

25,48 24,25 19,82

1,93 86,39

92,52

95,17

7

6,1

11,32 -

5,20 13,20 11,97 12,22

25,74 24,58 20,06

1,95 90,68

92,57

95,49

8

7,0

11,6

-

5,13 12,70 11,55 12,02

25,1

24,17 19,9

1,98 90,94

94,64

96,29

Химический состав жидких фаз и промытых высушенных осадков

2

2,0

7,07 0,54 3,34 29,03 24,44 26,08

37,34 34,05 0,91

1,29 84,2

89,86

91,2

3

2,6

8,90 0,06 2,75 30,61 26,20 27,67

38,4

35,6

1,23

1,25 85,6

90,42

92,7

4

3,2

9,1

-

3,43 28,37 24,34 25,74

38,98 36,56 1,39

1,37 85,82

90,75

93,8

5

4,5

8,77

-

3,27 28,20 24,60 25,68

38,96 36,67 1,59

1,35 87,20

91,08

94,14

6

5,0

8,06

-

2,94 27,71 24,22 25,30

38,96 36,72 2,04

1,41 87,41

91,30

94,24

7

6,1

8,18

-

2,95 27,22 24,41 24,88

39,01 36,79 2,43

1,43 89,68

91,40

94,30

8

7,0

7,99

-

2,87 27,13

24,4

25,4

39,34 37,53 2,70

1,45 89,94

93,60

95,40

38

жидкой, высушивали при 95-100

о

С. Из данных анализа видно, что в осадке

концентрация Р

2

О

5

повышается в 2,0-2,2 раза и составляет 27,13-30,61%

(таблица 3). Содержание усвояемой формы Р

2

О

5

по 0,2М трилону Б

составляет 21,8-23,47%, а по 2 %-ной лимонной кислоте - 22,75-25,23%.
Кальциевый модуль в промытых осадках на 0,5-0,7 ниже, чем в непромытых.

При промывке и отделения твердых фаз образуется слабый раствор

НАК, содержащий 7,07-9,1% N и 2,75-3,43% СаО. Одна часть фильтрата
циркулируется на стадию репульпации азотнокислотной пульпы в качестве
ЦРНАК. Остальная часть раствора НАК можно перерабатывать в целевые
продукты. Глубокая упарка раствора с получением гранулированной
кальциевой селитры нежелательна, т.к. продукт обладает плохими физико-
химическими свойствами. Поэтому представляет практический интерес
конверсия нитрата кальция с помощью СО

2

и NH

3

в аммиачную селитру и

карбонат кальция.

При оптимальных условиях (соотношение

2

3

2

2

4

)

(

)

(

NO

Ca

CO

NH

и температура),

определенных теоретическим анализом взаимных систем Са



2

, 2NН



4

/(2NО



3

,

СO

2

-H

2

O, проведены прикладные исследования процесса конверсии нитрата

кальция карбонатом аммония в растворах нитрата аммония – продуктов
азотнокислотного разложения карбонатных фосфоритов Центральных
Кызылкумов. Изучено влияние соотношения N

aммиач

: N

нитрат

и концентрации

растворов НАК на техноаналитические показатели процесса. Установлено,
что с повышением соотношения N

аамиач

: N

нитрат

от 0,4:0,6 до 0,8-0,2 и

снижением концентраций растворов НАК повышается степень ко нверсии
нитрата кальция и производительность фильтрации влажного карбоната
кальция от 80,0 до 99,9% и от 0,6 до 2 т/

ч

м

2



соответственно. Состав

карбоната кальция вполне соответствует требованиям ГОСТ «Химически
осажденный мел» и его можно использовать в качестве наполнителя,
строительного материала или средства для известкования почв. А раствор
нитрата аммония в качестве циркулирующего раствора либо жидкого
азотного удобрения.

Рентгенографические и ИК-спектроскопические исследования азотно-

фосфорных и фосфорсодержащих удобрений на основе переработки
низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов показали, что
компонентами NP-удобрений являются дикальцийфосфаты, неразложенные
фтор- и гидроксилапатиты, нитраты аммония и кальция, а фосфор-
содержащие удобрения состоят из дикальцийфосфата, недоразложенных
фтор- и гидроксилапатитов, а также незначительного количества солей НАК.

Пятая глава

диссертации

«Разработка графоаналитического контроля

и принципиальной технологической схемы переработки низкосортных
фосфоритов»

посвящена разработке и апробации технологии получения

одинарных фосфорных и жидких азотнокальциевых удобрений на базе
азотнокислотной переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов.

С точки зрения транспортировки продуктов азотнокислотной

переработки карбонатных фосфоритов на последующих стадиях важными

39

являются показатели плотности и вязкости суспензий, образующихся при
обработке исходного фосфатного сырья циркулирующими растворами НАК.
Определяющими параметрами являются исходное соотношение ЦРНАК:ФС,
концентрация ЦРНАК, соотношение аммиачного и нитратного азота (N

аммиач

:

N

нитрат

)

в ЦРНАК и температура процесса. Было показано, что для

поддержания плотности образующихся суспензий (d=1,35 г/см

3

) при

обработке

низкосортных

фосфоритов

циркулирующим

раствором

концентрацией 40% и соотношением N

аммиач

:N

нитрат

= 0,2, соотношение

ЦРНАК:ФС и температура должны быть 6:1 и 60

о

С соответственно.

Для ускорения определения основных параметров процесса обработки

низкосортных фосфоритов циркулирующими растворами на основе
экспериментальных данных была разработана диаграмма (рис. 3), которая
позволяет заранее определить концентрацию и соотношение N

аммиач

:N

нитрат

в

жидкой фазе при соответствующих значениях плотности, Т:Ж и
температуры.

На модельной лабораторной установке определены оптимальные

технологические параметры процесса получения одинарных фосфорных и
жидких азотнокальциевых удобрений. Выпущена опытная партия удобрений
для агрохимических испытаний. Найденные оптимальные параметры
процесса апробированы на укрупненной установке и действующем
оборудовании цеха нитрофоса АО «Самаркандкимѐ» с выпуском опытной
партии продукта в объеме 1000 кг.

На основе проведенных лабораторных исследований и опытов на

модельной

лабораторной

установке

предложена

принципиальная

технологическая схема (рис. 4) и рассчитан материальный баланс процесса
азотнокислотной переработки высококарбонатного фосфатного сырья.

Основные стадии разработанной технологии состоят в следующем:

1.

Декарбонизация фосфатного сырья оборотными растворами НАК;

2.

Отделение обработанного влажного фосфоритного осадка из

нитрокальцийфосфатной суспензии фильтрацией и разложение его
азотной кислотой;

3.

Репульпация азотнокислотной вытяжки циркулирующим раствором

нитрата аммония и кальция (ЦРНАК) и аммонизация;

4.

Отделение твердого фосфатного осадка из аммонизированной вытяжки

с последующей промывкой водой с получением одинарного фосфорного
удобрения.

5.

Сушка влажного преципитата и затаривание.

6.

Переработка жидкой части из аммонизированной вытяжки на жидкие

азотнокальциевые удобрения; конверсия раствора нитрата кальция с
помощью СО

2

и NH

3

в аммиачную селитру и карбонат кальция.

Продуктами такой переработки являются: обогащенный фосфорит,

активированный фосфорит, фосфорное удобрение типа преципитата, жидкое
азотнокальциевое удобрение, раствор нитрат аммония, осажденный карбонат
кальция.

40

1,10

1,15

1,20

1,25

1,15

1,20

1,25

1,15

1,20

1,25

1,15

1,20

1,25

0,2

0,5

0,8

Соотн

ошени

е

н

Na:N

40

30

50

Кон

цен

тра

ция

ЦР

, %

B

в

Д

M

A

a

a''

C

в'

в''

a'

60 C

0

20 C

0

I

1,2

1,3

1,4

1,5

1,0

1,2

1,3

1,4

1,5

1,2

1,3

1,4

1,5

1,2

1,3

1,4

1,5

50

d

1

IV

к

1

II

к

II

к

1

d''

d

1

III

II

40

20

60

0,8

0,5

0,2

Темп. С

0

d

1

I

4,5

:1

3:

1

к

40

30

Концентрация ЦР, %

Со

отн

ош

ен

ие

Ц

Р:Ф

С

1,2

1,3

1,4

d

1

I

1,5

d

1

II

К

I

К

1

I

d

1

IV

К

1

1,3

1,4

1,5

d

III

5:1

4,5:1

3:1

0,2

0,5

0,8

С оот. Ц

Р:ФС

20

40

60

III

Рис. 3. Номограмма для определения основных параметров процесса

обработки низкосортных фосфоритов.

41

Рис. 4. Принципиальная технологическая схема переработки высококарбонизированных фосфоритов

Центральных Кызылкумов:

1-бункер

фосфатного сырья; 2-дозатор; 3-репульпатор; 4-отстойник 1-ой ступени; 5-отстойник 2-ой ступени; 6-напорный бак для азотной

кислоты; 7-щелевой дозатор; 8-реактор; 9-репульпатор-аммонизатор; 10, 13-ленточный вакуум-фильтр; 11-насос; 12-реактор конверсии;
14-барабанная-сушилка.

42

Проведены технико-экономические расчеты получения фосфорных и

жидких азотнокальциевых удобрений при азотнокислотной переработке 1000
кг рядовой фосфоритовой муки Центральных Кызылкумов, себестоимость
которых в 1,5-2 раза дешевле по сравнению выпускаемым удобрением –
нитрофосом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными научными и практическими результатами, полученными

при выполнении диссертационной работы, являются следующие:

1.

Теоретически

обоснован

процесс

разложения

Центрально-

Кызылкумских фосфоритов азотной кислотой по диаграмме системы СаО-
Р

2

О

5

-N

2

О

5

-Н

2

О. Установлено, что полное разложение фосфорита может быть

достигнуто при нормах азотной кислоты, превышающих стехиометрическую.

С целью построения политермической диаграммы растворимости

Са(NO

3

)

2

–СаCO

3

–Н

2

О исследовано семь внутренних разрезов. По данным

политерм бинарных систем и внутренних разрезов построена диаграмма
растворимости этой системы при температурах от (-27,2) до 50

о

С, на которой

разграничены поля кристаллизации льда, Са(NO

3

)

2

·4H

2

O, Са(NO

3

)

2

·3H

2

O,

Са(NO

3

)

2

·2H

2

O и СаCO

3

. Карбонат кальция в интервале температур от (-27,2)

до 42

о

С совместно кристаллизуется с четырехводным нитратом кальция, а в

интервале температур 42,0÷48,3

о

С – с трехводным нитратом кальция. В

исследуемой системе не происходит образования новых химических
соединений при взаимодействии исходных компонентов, и она относится к
простому эвтоническому типу.

На основании теоретического анализа и экспериментальных данных

впервые построены диаграммы растворимости взаимных систем Са

2+

,

2NН



4

// 2NО



3

, СO

2

-H

2

O при 30 и 60

0

С, которые позволили определить

оптимальные условия конверсии нитрата кальция карбонатом аммония.
Показано, что при

1

,

1

1

)

(

)

(

2

3

2

2

4





NO

Ca

CO

NH

степень использования Са

2+

и NН



4

достигает более 99,0%, а повышение температуры приводит к ее
незначительному увеличению.

2.

Исследован

процесс

обработки

необогащенной

фосмуки

циркулирующими растворами при соотношениях ЦР : ФС от 3 : 1 до 6 : 1 и
N

аммиач

: N

нитрат

= 0,2÷0,8, продолжительности процесса 60 мин и температуре

30

о

С. Показано, что в результате взаимодействия фосфоритовой муки с

растворами нитратных солей происходит активация (перевод неусвояемых
форм P

2

O

5

в усвояемые формы) фосфатного сырья. Соотношение P

2

O

5усв.

:

P

2

O

5общ.

по трилону Б и 2%-ной лимонной кислоте в высушенных образцах

твердой фазы составляет соответственно 44,97-48,32 и 36,45-41,56% отн., что
в несколько раз превышает соотношение P

2

O

5усв.

: P

2

O

5общ.

в исходной

фосфоритной муке. При низких значениях ЦР:ФС = 3:1 и одинаковых
условиях содержание P

2

O

5усв

и CaO

усв

в продуктах на 2-3% выше, чем при

43

ЦР:ФС=6:1. Это связано с тем, что с уменьшением соотношения ЦР:ФС доля
переходов усвояемых P

2

O

5

и CaO в жидкую фазу увеличивается. С

повышением соотношения N

аммиач

: N

нитрат

в циркулирующих растворах

общая

концентрация Р

2

О

5

увеличивается до 18,27÷19,6%, а кальциевый модуль

снижается до 2,3 (от 2,7 исходного).

Анализ химического состава жидкой фазы показывает, что с

повышением исходного соотношения ЦР:ФС (от 3:1 до 6:1) в суспензии
содержание азота колеблется в пределах 14,7-14,74% и 8,96-9,31%
соответственно при соотношении N

аммиач

: N

ннитрат

=

0,8 и 0,2, а содержание

P

2

O

5общ

уменьшается от 2,26% до 0,95 и от 2,14 до 0,72% соответственно. При

осуществлении данного процесса одна часть жидкой фазы возвращается на
стадию обработки исходного фосфатного сырья, а остальная часть
используется в качестве жидкого суспендированного удобрения с
содержанием питательных компонентов (N + P

2

O

5

+ CaO) – 22,1÷29,77%.

3.

Изучен процесс аммонизации азотнокислотной вытяжки, полученной

разложением предварительно обработанного фосфорита ЦРНАК, а также
проведены

технологические

исследования

процесса

получения

фосфорсодержащих твердых и жидких суспендированных удобрений из
продуктов аммонизации азотнокислотной вытяжки фосфоритов Центральных
Кызылкумов. Результаты химического анализа жидких и высушенных
твердых

фаз

аммонизированных

нитрофосфатнокальциевых

пульп

показывают, что с повышением рН до 2,6 в жидкой фазе содержание Р

2

О

5общ

снижается до 1,04%, а влажность пульпы достигает 54,18%, а при рН более
3,2 в жидкой фазе Р

2

О

5

полностью осаждается и влажность осадка снижается

до 48,52%. Относительное содержание усвояемой формы Р

2

О

5

в

твердом

фосфорсодержащем удобрении повышается от 79,14 до 90,94% по трилону Б
и от 86,34 до 94,64% по 2%-ной лимонной кислоте. Относительное
содержание усвояемого кальция колеблется в интервалах 93,6-96,29%.
Соотношение N:Р

2

О

5

находится в пределах 0,79-1,57, а сумма питательных

компонентов – 30,63-37,16%.

Показано, что при промывке твердого осадка водой с соотношением 1:2

содержание Р

2

О

5общ

в высушенных продуктах повышается до 27,13-30,11%.

При этом содержание усвояемой формы Р

2

О

5

по 0,2М трилону Б составляет

21,8-23,47%, а по 2%-ной лимонной кислоте 22,75-25,23%. Кальциевый
модуль в промытых осадках на 0,5-0,7 ниже, чем в непромытых осадках и с
повышением рН увеличивается от 1,29 до 1,45.

4.

При оптимальных условиях (соотношение

2

3

2

2

4

)

(

)

(

NO

Ca

CO

NH

и температура),

определенных теоретическим анализом взаимных систем Са



2

, 2NН



4

/(2NО



3

,

СO

2

-H

2

O, проведены прикладные исследования процесса конверсий нитрата

кальция карбонатом аммония в растворах нитрата аммония. Изучено влияние
соотношения N

аммиач

: N

нитрат

и концентраций растворов НАК на

техноаналитические показатели процесса. Установлено, что с повышением
соотношения N

аамиач

: N

нитрат

от 0,4:0,6 до 0,8-0,2 и снижением концентраций

44

растворов НАК повышается степень конверсии нитрата кальция и
производительность фильтрации влажного карбоната кальция от 80,0 до
99,9% и от 0,6 до 2 т/

ч

м

2



соответственно.

5.

Изучены реологические свойства суспензий и растворов в

зависимости от Ж:Т = 2-1; N

аммиач

: N

нитрат

= 0,8-0,4; 0,2-0,6 и температуры (20-

80

С

0

), образующихся на стадиях: предварительной обработки низкосортных

фосфоритов циркулирующим раствором кислых и аммонизированных
азотнокислотных вытяжек, образующихся при разложении предварительно
обработанного фосфорита азотной кислотой, обработки растворов НАК
карбонатом аммония. Полученные данные обобщены в виде номограммы,
которая позволяет быстро и точно определить оптимальные технологические
параметры процесса графоаналитическими методами. Установлено, что с
повышением соотношения раствор : СаСО

3

, N

аммиач

: N

нитрат

и температуры

плотность суспензий снижается прямолинейно, а вязкость -криволинейно. С
колебанием перечисленных параметров плотность суспензий колеблется в
интервалах 1,272-1,465 и 1,368-1,502 г/см

3

, а вязкость 1,3-3,78 и 1,49-7,09 сПз

соответственно при сумме солей 30-50%.

6.

Результаты

рентгенографических

и

ИК-спектроскопических

исследований фазового состава азотнофосфорных и фосфорсодержащих
удобрений на основе переработки низкосортных фосфоритов Центральных
Кызылкумов показали, что основными компонентами NP-удобрений
являются дикальцийфосфаты, неразложенные фтор- и гидроксилапатиты,
НАК, а фосфорсодержащие удобрения состоят из различных форм
дикальцийфосфатов, недоразложенных фтор- и гидроксилапатитов, а также
незначительного количества солей НАК.

7.

На модельной лабораторной установке определены оптимальные

технологические параметры процесса получения одинарных фосфорных и
жидких азотнокальциевых удобрений. Найденные оптимальные параметры
процесса апробированы на укрупненной установке и действующем
оборудовании цеха нитрофоса АО «Самаркандкимѐ» с выпуском опытной
партии продукта в объеме 1000 кг. Предложена принципиальная
технологическая схема и рассчитан материальный баланс азотнокислотной
переработки низкосортного фосфорита. Технико-экономические расчеты
показывают, что себестоимость полученных фосфорных удобрений в 1,5-2
раза дешевле по сравнению выпускаемым удобрением – нитрофосом.

45

SCIENTIFIC COUNCIL ON AWARDING OF SCIENTIFIC DEGREE

DSc 27.06.2017.K/T.35.01 AT INSTITUTE OF

GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY AND TASHKENT

CHEMICAL-TECHNOLOGICAL INSTITUTE

INSTITUTE OF GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY

ALLAMURATOVA AYJAMAL JUMAMURATOVNA

DEVELOPMENT OF PHOSPHORIC AND NITROGENCALCIUM

FERTILIZERS TECHNOLOGY BASED ON NITRIC ACID PROCESSING

KYZYLKUM PHOSPHORITES

02.00.13 – Technology of inorganic substances and materials on their basis

DISSERTATION ABSTRACT

OF DOCTOR OF PHILOSOPHY IN TECHNICS (PhD)

Tashkent – 2018

46

The dissertation subject of doctor of philosophy (PhD) is registered at Supreme Attestation

Commission of the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan in number
В2017.2.PhD/Т166

Dissertation was carried out at Institute of General and Inorganic Chemistry.
Abstract of dissertation in three languages (Uzbek, Russian, and English (resume)) is

placed on the web page (www.ionx.uz) and Information-educational portal of «ZiyoNet»
(www.ziyonet.uz)

Scientific adviser:

Erkaev Aktam Ulashevich

doctor of technical sciences, professor

Official opponents:

Namazov Shafoat Sattarovich

doctor of technical sciences, professor,
academician

Shamsidinov Isroiljon Turgunovich

doctor of technical sciences, dotsent

Leading organization:

Navoiy State mining institute

Defense will take place on 28 february 2018 at 14

00

o’clock at the meeting of scientific

council DSc 27.06.2017.К/Т.35.01 under Institute of General and Inorganic Chemistry and
Tashkent chemical-technological Institute. Address: 77-a, Mirzo Ulugbek street, Mirzo Ulugbek
district, 100170, Tashkent, tel.: (99871) 262-56-60, Fax: (99871) 262-79-90, e-mail:
ionxanruz@mail.ru

Dissertation can be reviewed at the Information-resource centre at the Institute of General

and Inorganic Chemistry of AS RUz (registration number 3). Address: 77-a, Mirzo Ulugbek
street, 100170, Tashkent. tel.: (99871) 262-56-60.

Abstract sent out on 17 of february 2018 year
(mailing report No 3 from17 february 2018 year)

B.S.Zakirov

Chairman of scientific council on

awarding scientific degree, d.ch.s.

D.S.Salihanova

Scientific secretary of scientific council on

awarding scientific degree, d.t.s.

S.Tukhtaev

Chairman of scientific seminar at scientific

council on awarding scientific degree,

d.ch.s., prof., academician

47

INTRODUCTION (abstract of PhD thesis)

The aim of the research work

is development of wasteless technology for

obtaining phosphoric and liquid nitrogencalcium fertilizers and chemical
precipitated calcium carbonate based on nitric acid processing low grade Central
Kyzylkum phosphorites

The objects of the research:

low grade Central Kyzylkum phosphorites,

calcium and ammonium nitrate, nitric acid, ammonia gas, phosphoric and liquid
nitrogencalcium fertilizers.

The scientific novelty of dissertational research

consists in the following:

It was revealed that concentration and temperature ranges of equilibrium solid

phases existences in the heterogeneous phases equilibrium in the aqueous systems
with concern of ammonium and calcium nitrate, carbonate, and phosphate.

It was found that optimal conditions for reducing calcium module of

calcareous phosphorites by CAN solution with simultaneous obtaining suspended
fertilizers;

It was determined that optimal conditions of calcium nitrate conversion in

carbon and ammonium salts with obtaining recycled solution of ammonium nitrate
and chemical activated calcium carbonate.

Implementation of the research results

based on obtaining findings on

nitric acid

processing Central Kyzylkum phosphorite:

it was submitted that patent by Agency of intellectual property of the

Republic of Uzbekistan (№IAP 05335 «Method for processing high calcareous
phosphorites») for complex processing raw phosphorites on phosphorus containing
and liquid nitrogencalcium fertilizers;

technology for obtaining unary phosphoric fertilizers kind of precipitate and

liquid nitrogencalcium fertilizers was introduced at JSC «Uzkimyosanoat»
Certificate

№01/3-401 П by АО «Uzkimyosanoat» on January 29, 2018).

Implementation of the technology allowed to process any low grade calcareous
phosphorite with large economic effeciency and will give the possibility of
concentrated phosphoric and liquid fertilizers production.

The structure and volume of the thesis.

The structure of the dissertation

consists of an introduction, five chapters, conclusion, the list of references and
applications. The volume of the dissertation is 122 pages.

48

ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

LIST OF PUBLISHED WORKS

I бўлим (I часть; scientific articles)

Илмий мақолалар (научные статьи, scientific articles)

1.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У., Тоиров З.К. Фосфоконцентрат из

рядовой фосмуки Центральных Кызылкумов // Химия и химическая
технология. – Ташкент, 2009. - №4. - С. 16-20. (02.00.00; №3);

2.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У., Кучаров Б.Х. Растворимость в

системе NH

4

NO

3

-(NH

4

)

2

CO

3

-H

2

O // Узбекский химический журнал. –

Ташкент, 2009. - №5. - С. 53-56. (02.00.00; №6);

3.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У. Обогащение высококарбонатных

фосфоритов Центральных Кызылкумов с помощью растворов нитратных
солей // Доклады АН РУз. – Ташкент, 2010. - №5. - С. 57-60. (02.00.00; №8);

4.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У. Технологический контроль

основных параметров переработки низкосортных фосфоритов Центральных
Кызылкумов // Химическая технология. Контроль и управление. – Ташкент,
2010. - №6. - С. 19-23. (02.00.00; №10);

5.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У., Тоиров З.К., Реймов А.М.

Технологические исследования получения фосфорсодержащих удобрений из
азотнокислотной вытяжки фосфоритов Центральных Кызылкумов //
Химическая промышленность. – Санкт-Петербург, 2011. - т.88. - №3. - С.
109-114. (02.00.00; №21);

6.

Алламуратова

А.Ж.

,

Эркаев

А.У.,

Реймов

А.М.

Рентгенографические исследование фазового состава фосфорсодержащих
удобрений из азотнокислотной вытяжки фосфоритов Центральных
Кызылкумов // Химия и химическая технология. – Ташкент, 2016. - №3. – С.
9-11. (02.00.00; №3);

7.

Allamuratova A.J., Erkaev A.U., Reymov A.M. Conversion of Calcium

Nitrate Solution Obtained from Kyzylkum Phosphorite with Ammonium
Carbonate // American Chemical Science Journal. – USA, 2016. – Issue 4. –
Volume 16. – pp. 1-6. (02.00.00; №2 );

8.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У., Реймов А.М., Бауатдинов С.

Применение диаграммы растворимости взаимной системы Са

2+

/2NH

4

+

//

2NO

3

-

,

CO

2

-

-H

2

O при конверсии нитрата кальция // Вестник Каракалпакского

отделения АН РУз. – Нукус, 2016. - №4. – С. 26-31. (05.00.00; №19);

9.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У., Реймов А.М. Изучение

растворимости взаимной системы Са

2+

/2NH

4

+

// 2NO

3

-

,

CO

3

2-

-H

2

O //

Узбекский химический журнал. – Ташкент, 2016. - №5. – С. 19-27. (02.00.00;
№6);

10.

Алламуратова А.Ж. Плотность и вязкость карбонатсодержащих

суспензий, образующихся при конверсии нитрата кальция // Universum:
Химия и биология: электрон. научн. журн. – Новосибирск, 2016. - №12 (30). -
С. 36-39. (02.00.00; №1);

49

11.

Патент РУз № IAP 05335. Способ переработки высоко-

карбонизированных фосфоритов / Эркаев А.У., Якубов Р.Я., Алламуратова
А., Тоиров З.К. // Опубл. 04.01.2017. – Бюллетень №2.

II-бўлим (II-часть; part II)

12.

Алламуратова А.Ж., Кучаров Б.Х., Эркаев А.У. Растворимость в

системе Са(NO

3

)

2

-СаCO

3

-H

2

O // Химический журнал Казахстана. – Алматы,

2010. -№4. - С. 97-100.

13.

Эркаев А.У., Алламуратова А.Ж., Тоиров З.К., Усербаева С.К.,

Нормаматов Ф.Х. Разработка рациональных методов переработки
низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов // Тез. докл.
региональной Центрально-Азиатской Межд. конф. по химической
технологии, Ташкент 6-8 июня 2007г – Москва, ЛЕНАНД, 2007, том. 5. - C.
66-68.

14.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У., Тоиров З.К., Шарипова Х.Т.

Реологические свойства циркулирующих растворов азотнокислотного
обогащения

высококарбонизированных

фосфоритов

Центральных

Кызылкумов // Сб. мат. Респ. науч.-техн. конф. посвящ. 75-летию ИОНХ АН
РУз: «Достижения и перспективы комплексной химической переработки
топливно-минерального сырья Узбекистана». 7-8 октября 2008. – Ташкент,
2008. - С. 169-172.

15.

Алламуратова

А.Ж., Эркаев А.У. Технология обогащения

высококарбонатных фосфоритов с помощью циркулирующих растворов
нитратных солей // Мат. Межд. научн.-практ. конф. «Основные проблемы
естествознания: пути и перспективы их решения». – Актобе, 2009. – С. 184-
185.

16.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У. Разработка метода контроля

основных технологических параметров азотнокислотного обогащения
низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов // Тез. Респ. научн.-
практ. конф. «Наука Каракалпакстана: вчера, сегодня, завтра», посвященной
50-летию Каракалпакского отделения АН РУз. Нукус, 2009. – С. 9.

17.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У. К вопросу переработки

высококарбонатных фосфоритов с помощью растворов нитратных солей //
Мат. Межд. научн.-техн. конф.: «Современные техника и технологии горно-
металлургической отрасли и пути их развития». 12-14 мая 2010. – Навои,
2010. – С. 166-167.

18.

Алламуратова

А.Ж., Эркаев А.У. Исследование процесса

аммонизации азотнокислотной вытяжки Кызылкумских фосфоритов // Мат.
Респ. научн.-практ. конф.: «Актуальные проблемы развития химической
науки, технологии и образования в Республике Каракалпакстан». 16-17 марта
2011. – Нукус 2011г. - С. 134.

19.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У. Переработка низкосортных

Кызылкумских фосфоритов на фосфорсодержащие удобрения // Сб. мат.
Респ. научн.-техн. конф.: «Разработка эффективной технологии получения

50

минеральных удобрений и агрохимикатов нового поколения и применение их
на практике». 25-26 ноября 2010. – Ташкент 2010г. – С. 21-22.

20.

Алламуратова А.Ж. Получение фосфорсодержащих удобрений на

модельной лабораторной установке // Тр. XXI научн.-техн. конф. молодых
ученых, магистрантов и студентов бакалавриата. - Том 1. 1-5 мая 2012. –
Ташкент 2012. - С. 11-12.

21.

Алламуратова А.Ж. Эркаев А.У., Тоиров З.К., Кучаров Б.Х.,

Нурмуродов Т.И., Реймов А.М., Сайимова М.Ш. Растворимость взаимных
систем

Са

2+

/2, NH

4

+

// NO

3

-

,

НCO

3

-

-H

2

O // Мат. Респ. науч. – техн. конф.:

«Современные технологии и инновации горно-металлургической отрасли».
Навои, 14-15 июня 2012. - С. 345-346.

22.

Алламуратова А.Ж. Рентгенографические исследования фазового

состава продуктов азотнокислотной переработки низкосортного фосфатного
сырья // Материалы Респ. науч.-техн. конф. молодых ученых: «Научный
прогресс и инновационное развитие экономики». Ташкент, 5 декабря 2012. -
С. 163-164.

23.

Алламуратова А.Ж.

,

Эркаев А.У., Реймов А.М. Исследование

фазового состава продуктов азотнокислотной переработки фосфатного сырья
ИК-спектроскопическим методом // Материалы Межд. науч.-практ. конф.:
«Актуальные проблемы отраслей химической технологии». Бухара, 10-12
ноября 2015. – С. 91-93.

24.

Алламуратова А.Ж., Эркаев А.У., Реймов А.М., Нурмуродов Т.И.,

Хуррамов Н.И. Изучение теоретических основ азотнокислотной переработки
фосфатного сырья Центральных Кызылкумов // Мат. VIII-Межд. научн.-техн.
конф.: «Горно-металлургический комплекс: Достижения, проблемы и
современные тенденции развития». Навои, 19-21 ноября 2015. – С. 400-401.

25.

Алламуратова А.Ж.

,

Эркаев А.У., Реймов А.М., Ахмаджонов А.А.

Исследование процесса конверсии нитрат-аммонийно-кальциевых растворов
углекислым аммонием // Мат. Межд. научн.-техн. конф. «Актуальные
проблемы инновационных технологий в развитии химической, нефтегазовой
и пищевой промышленности проблемы отраслей химической технологии».
Ташкент, 15-16 ноября 2016. - С. 279-280.

26.

Алламуратова

А.Ж.

Реологическая

характеристика

карбонатсодержащих суспензий // Материалы Респ. науч.-техн. конф.
«Горно-металлургический комплекс: Достижения, проблемы и перспективы
инновационного развития». Навои, 2016. – С. 398.

27.

Алламуратова А.Ж.

,

Ахмаджонов А.А., Эркаев А.У., Реймов А.М.

Исследование процесса аммонизации азотнокислотной вытяжки

фосфорита

Центральных Кызылкумов //

Сб. тези. респ. научн. конф. молодых ученых

«Высокотехнологические разработки в производстве». – Ташкент, 14 декабря
2016. – С. 45-46.

28.

Allamuratova A.J., Erkaev A.U., Reymov A.M. Technology for

production of phosphorus containing fertilizers from Central Kyzylkum
phosphorite // Conference papers of the 14th International Conference of Young
Scientists on Energy Issues: May 25-26, 2017, Kaunas, Lithuania. – рр. 348-353.

51

Автореферат «Ўзбекистон кимѐ журнали» таҳририятида таҳрирдан ўтказилди.

Бичими 84х60 1/16. «Times New Roman» гарнитураси рақамли босма усулда босилди.

Шартли босма табоғи 2,75. Адади 100. Буюртма № 28.

«ЎзР Фанлар академияси Асосий кутубхонаси» босмахонасида чоп этилди.

100170, Тошкент, Зиѐлилар кўчаси, 13-уй