3. Өндірістегі техника қауіпсіздігі

1 тарау. Жалпы талаптар

1. Химия өндірісін жобалау, құрылыстарын жүргізу және қайта салу жұмыстары тиісті құрылыстық нормалар мен ережелер бойынша жүргізіледі.

Жобалық және техникалық құжаттарға өзгерістер енгізу жұмыстары, жобалаушы ұйыммен келісе отырып, жобалау құжаттарына өндірістік қауіпсіздік бойынша сараптау қорытындысының оң шешімі бойынша жүргізіледі. Енгізілген шешімдер жалпы технологиялық жүйенің қауіпсіздігіне, жұмысына кері әсерін тигізбейді.

2. Өндірістің қосалқы ғимараттары мен бөлмелерін жобалау және пайдалану (тұрмыстық, қоғамдық тамақтану, денсаулық сақтау, мәдени қызмет көрсету және басқа да) тиісті құрылыстық нормалар мен ережелер бойынша жүргізіледі.

3. Әрбір өндіріс жобалық құжаттармен қамтамасыз етіледі.

4. Әрбір жұмыс істеп тұрған және жаңадан қосылған өндірістерге технологиялық регламент, өндірістік бақылау туралы ереже, апаттарды жою

жоспары және қауіпсіздік декларациясы дайындалып бекітіледі.

5. Өртке қарсы жабдықтар қалыпты түрде және ыңғайлы жерде орналасады. Өртке қарсы жабдықтарды өрт сөндіруден басқа мақсаттарға қолдануға болмайды.

6. Әрбір технологиялық жүйеге оның технологиялық бөліктерінің

жарылыс қауіптілігін барынша азайту шаралары қарастырылады:

1) технологиялық жабдықтардың ішкі жарылыстары мен өрттерін болдырмау;

2) технологиялық жабдықтарды қираудан сақтау және апаттық ашылу

кезінде олардан жанғыш немесе улы заттардың шығуын барынша шектеу;

3) өндірістік ғимараттар мен сыртқы қондырғылар көлемінде

жарылыстар мен өрт шығу мүмкіншіліктерін болдырмау;

4) өндірістік ғимараттар мен сыртқы қондырғылар көлемінде

жарылыстар мен өрттерден кейінгі салдарын азайту.

7. Шылым шегуге рұқсат етілген жерлерге сәйкестендірілген плакаттар

ілінеді.

8. Барлық жарылыс қауіпті, химиялық өндірістерде технологиялық

процесс барысында бөгде санкциясыз килігулердің алдын алатын шаралар

дайындалады.

9. Өндіріс бөлмелеріндегі агрессивті сұйықтықтар төгілуі мүмкін

едендер мен алаңдар борт немесе пандустармен жабдықталып, тоттануға

қарсы қабатпен қабатталады. Ылғалды өндіріс бөлімшелеріндегі едендер

траптар немесе зумпфқа қарай еңкіш болады және ылғал төзімділігі берік

болады.

10. Еденді тазалау кезінде төгілген агрессивті сұйықтықтар міндетті

түрде залалсыздандырылады.

11. Еденді тазалау және төгілген қышқыл сұйықтықтарды

залалсыздандыру әк ұнтағымен жүзеге асады (құрғақ жинау).

12. Жұмысшылардың тұрақты жұмыс орындарындағы жылу өткізгіш

едендерге (тас, кірпіш, бетонды және басқа да) төсеніштер немесе тор

шарбақтар төселеді.

13. Ылғал технологиялық процесті жұмыс орындарын басқару бекеті

орналасқан бөлмелердің үстіне орналастыруға, мұндай жұмыс орындарының

үстіне немесе астына, нольдік деңгейде орналасқандардан басқа, желдету

жабдықтарын қондыруға рұқсат етілмейді.

14. Өндірістік процестерді басқару бекетін зиянды және жарылыс қаупі

бар, булар, газдар және шаңдар бөлінуі мүмкін өндірістермен, дірілдеуі

жоғары технологиялық жабдықтары бар өндірістермен бір жерде

орналастырмайды.

2 тарау. Жылыту, желдету, су кұбырлары және ағын су жүйелері

15. Киім ауыстыратын және душ бөлмелеріндегі жылыту құбырларына

ұйым қызметкерлерінің денелері күйіп қалмауы қарастырылады.

16. Жылытылмайтын өндірістік нысандарда (уату-майдалау бөлімінде,

колчедан қоймаларында, фосфат шикізаты және басқа да) жұмысшыларды

қыс мезгілдерінде жылытуға арналған қондырғы орналастырылады.

17. Зиянды газдардың және шаңдардың шығуы мүмкін жерлер

жабулармен (қаптамалармен) және оларды атмосфераға шығарып тастаудың

алдында санитарлық нормаларға сәйкес зиянды газдардың алдын ала тазалау

жүйесімен жабдықталады.

18. Желдету жүйелерінің тиімділігін аспаптық тексеруден өткізу,

оларды күрделі жөндеуден немесе қайта жабдықтаудан өткізгеннен кейін

жылына бір рет жүргізіледі.

19. Ауаның шаңдылығына және газдылығына сараптамалар ұйымның

техникалық бастығы бекіткен кесте бойынша жүргізіледі.

20. Желдету, ауа кіретін және ауа сорылатын тесіктердің ысырмаларын

жабу, желдеткіштерді тоқтату және қосу, бұл қондырғыларға қатысы жоқ

қызметкерлерге рұқсат етілмейді.

21. Жұмыскерлердің киімдерінің тұтануы немесе химиялық күйіктер

алуы мүмкін (пештерден жалын атқылауы, қышқылдармен және сілтілермен

жұмыс кезінде және басқалар) өндірістік орындарда апаттық душтар мен

жуғыштар немесе суы бар ванналар және жуғыштар орналастырылады.

Апаттықтар душтар, ванналар және жуғыштар шаруашылық, ішу су

кұбырына қосылады, ашық орындарда, апатты жерден ара қашықтықтары

25 м алыс емес жерге орналастырылады. Апаттық душтарды калий, натрий

және сумен қосылғанда жарылатын басқа да химиялық заттар қолданылатын

өндіріс орындарында орналастыруға жол берілмейді.

22. Душтар мен жуғыштардан алыс орналасқан қышқылдар жүретін

құбырларды жөндеу жұмыстары кезінде, жөндейтін жұмыскерлер өздерімен

бірге жұмыс кезінде күйдіріп алған жерлеріндегі қышқылды

залалсыздандыру және жуып тастау үшін бір шелек таза су мен ас содасын

алып жүреді.

23. Өндіріс суларының желі крандарында, бұл суды шаруашылыққа

және ішу мақсатында пайдалануға тыйым салатын тақтайша іліп қойылады.

24. Жарылыс қаупі бар және улы сұйықтықтарды жалпы зауыттық ағын

су құбырына төгуге рұқсат етілмейді. Бұл сұйықтықтар шекті мүмкін

концентрацияларға дейін зиянсыз етіп өңдеуге немесе регенерациялауға

ұшырайды.

25. Апат болған жағдайда жарылыс қаупі бар және улы сұйықтықтарды

қотаруға және залалсыздандыруға арналған құрылғылар қарастырылады.

26. Ұйым өндірістік және тұрмыстық ағынды суларды тазалау

тиімділігін жүйелі қадағалаумен қамтамасыз етіледі.

27. Жалпы зауыттық ағын су құбырларын қадағалау және тазалау

жұмыстары, ұйымның техникалық бастығы бекіткен кесте бойынша

жүргізіледі.

28. Әрбір өндірістік цехтың ағын суларының сапасын бақылау күн

сайын жүргізіледі.

29. Жарылыс қауіпті және зиянды булардың ағын су құбырларынан

өндірістік орындарға таралуын болдырмау үшін технологиялық

аппараттардың ағын су құбырымен қосылатын жерлеріне гидравликалық

бекіткіш орналастырады.

3 тарау. Электротехникалық бөлім

30. Қызметкерлердің тұрақты жұмыс істейтін өндіріс бөлімшелері

учаскелері жұмыс кезіндегі және апаттық жарықтандырумен қамтамасыз

етіледі.

31. Электрлік пісіру жұмыстарына арналған негізгі өндірістік

орындарда электрлік пісіру аппараттарын қосу қондырғысы бар электр

жүйесі салынады.

32. Толассыз жүйедегі тасымалдау қондырғыларының электрлік

қозғалтқыштары, жүйедегі бір қондырғының тоқтап қалуы кезінде кедергі

үйінділердің пайда болуын және қондырғылардың тасымалданып жатқан

материалдармен толып қалуын болдырмау үшін реттегіш тетікпен

қамтамасыз етіледі.

33. Жобада қозғалтқыштарды іске қосқан кезде олардың қосылуынан

одан 3-5 секунд алдын-ала қосылатын дыбыс және жарық арқылы сақтық

белгісін беру құралдары және қозғалтқыштардың апаттық сөндіру

мүмкіншілігі ескеріледі. Барлық ленталық конвейерлер олардың ұзындығына

тәуелсіз, оның ұзындық бойының кез келген жерінен өшіріп тоқтату

құрылғылармен жабдықталады.

34. Транспортерлерді және пневмотранспорттық құрылғыларды жүк

тиеу арқылы іске қосу, олардың жағдайын тексергеннен кейін жүргізіледі.

Бөтен заттардың болмауын, зырылдауықтарының және редукторларының

майлануын, оларды жүксіз, бос іске қосып көру кезінде тексеріледі.

35. Тасымалданатын сусымалы (ұнтақ тәрізді) өнімдермен

құрылғылардың басылып немесе бітеліп қалуын болдырмас үшін,

транспортерлерге немесе пневмотранспорттарға апаттық тоқтату

құрылғылары орнатылады.

36. Транспортерлердің, норийлардың, өздігінен ағатын және

пневматикалық құбырлардың тасымалдануы кезінде қақпақтарының,

бөліктерінің тығыз жабылуы, шаң шығатын орындарының жабық түрде

сорғылармен тиімді қамтамасыз етілуі қадағаланады.

37. Химиялық жарылыс қауіпті өндірістердегі жалпылай жарықтандыру

химиялық ортаға бейімді, тоттануға төзімді қалыптары бар шамдармен,

ажыратқыштармен және штепсельдік қосқыштармен жүзеге асырылады.

38. Технологиялық жабдықтар мен сыйымдылық ыдыстары орнатылған

барлық өндіріс орындары, бақылау және жөндеу жұмыстарын жүргізу кезінде

жарық беру үшін кернеуі 12 Вольттық, дербес шамдарға жалғанатын сымның

ұзындығы 10 м аспайды, жылжымалы шамдарға қосылу үшін қосқыштардың

қоректену желісі стационарлық трансформаторлардан алынады.

39. Трансформаторлар алғашқы және екінші қайтара кернеу беретін

сым орамдармен жабдықталады. Бұл мақсатқа автотрансформаторларды

қолдануға рұқсат етілмейді. Трансформаторлар алғашқы кернеу жағынан

және екінші қайтара кернеу беру жағынан да қорғалады.

40. Электрлі қорғағыш сүзгілерді және кернеуді жоғарылатқыш –

реттегіш аспаптарды пайдалану технологиялық регламентке сәйкес

жүргізіледі.

4 тарау. Технологиялық бөлім.

Технологиялық жабдықтар

41. Өндірістік агрегаттарды, олардың қауіпсіздігін қамтамасыз етуші

қоршауларсыз, дыбысты немесе жарық белгілерін беру және бақылау - өлшеу

құралдарынсыз, бөлектеуіштерсіз пайдалануға жіберуге рұқсат етілмейді.

42. Барлық технологиялық аппараттарға, технологиялық сызбадағы

нөмірге сәйкес келетін нөмір ілінеді.

43. Егер өндіріс шарттарына сәйкес қондырғыларды жиі тоқтата

отырып, әрдайым бекітпелер орнатуға тура келетін болса (мысалы,

катализаторды ауысымда алмастыру және тағы басқалар), онда оларды

орнату жобамен анықталады, оларға еркін жол ашылып және жұмыс алаңы

бекітпелерді орнатуға немесе шешіп алуға ыңғайлы болады.

44. Бекітпелерді орнату немесе шешіп алу жұмыстары арнайы журналға

жазылып, қол қойылады. Барлық бекітпелер нөмірленіп, жұмыс қысымы

есептеледі. Нөмір және есептелген қысым, бекітпеге ұрылып жазылады.

45. Технологиялық жабдықтарды қарау, жөндеу және тазалау алдында

олардың электрлік сызбалары бойынша электр қабылдағыштарына тоқ беру

тоқтатылады. Қосқыш құрылғыларға «Қоспаңдар, адамдар жұмыс үстінде»

деген жазуы бар тақтайша ілінеді. Аппараттар мен резервуар ыдыстардың

ішіндегі жөндеу жұмыстарын технологиялық регламентке сәйкес екі

жұмыскер жүргізеді.

46. Жұмыс орнынан алыс қашықтықта орналасқан, температуралары

және қысымдары үнемі бақылауды талап ететін аппарат пен агрегаттар

температура мен қысым мәндері жұмыс орнында көрсетіліп тұратын

қашықтықтан басқару аспаптарымен жабдықталады.

47. Химиялық агрессивті ортада қолданылатын аппараттарды жасайтын

материалдар осы химиялық агрессивті ортаға төзімді болады. Аппараттардың

тоттануға қарсы қорғанышы жобаға сәйкес жүргізіледі.

48. Ішкі байқауды талап ететін аппараттар, ыдыстар және олардың

коммуникациялық жүйелері, жөндеудің алдында үрленіп, жуылып

тазартылады және буланады.

49. Қышқылдарға (азот, күкірт, фосфор, кремнийлі - фторсутек

қышқылдары) және сілтілерге (күйдіргіш және кальцийленген сода) арналған

резервуарлар және жинағыш ыдыстар герметикалық түрде орындалады,

деңгей көрсеткіштерімен, құрылғылармен, сұйықтықтардың еденге және

алаңға төгілуіне жол бермейтін құрылғылармен жабдықталады.

Сұйықтықтарды максималды жоғарғы деңгейден асыруға рұқсат етілмейді.

Резервуардың және жинағыш ыдыстар қақпақтары ауа сорғыш

құбыршалармен жабдықталады.

50. Химиялық агрессивті сұйықтықтарды тасымалдап айдайтын

сальниктік сорғылардың сальниктерді жауып тұратын, тоттануға қарсы

материалдан жасалған қорғағыш қаптамалармен жабдықталады.

51. Қосқыш құрылғылар олардың сақтандыратын және қоршаушы

құрылғылары алынып тасталған кезде іске қосу мүмкіншілігі болмайтындай

етіліп бекітпелермен жабдықталады. Құрылғылар мен механизмдердің,

агрегаттардың қайтадан жөнделген қоршаумен жұмыс істеуіне жол

берілмейді.

52. Ғимарат ішінде және ашық алаңдарда орналасқан улы, зиянды және

өрт - жарылыс қауіпті заттарға арналған қондырғылар ауа шықпайтындай

етіп бекітіледі.

53. Агрессивті сұйықтықтарға арналған резервуар ыдыстар (қойма

есебінде) борттың биіктігі 15 см кем емес поддондарға қондырылады.

Поддондар төгу келте құбырымен немесе төгілген сұйықтықтарды тиісті

жинағыштарға (ыдыстарға) сорып айдайтын құрылғылармен жабдықталады.

Поддондар бір ғана немесе топ ыдыстардың астына орнатылады.

54. Өндіріс орындарында жоғарғы қысымда жұмыс істейтін ыдыстарды

қысымсыз немесе вакууммен жұмыс істейтін ыдыстармен араларына берік

қабырға тұрғызбай-ақ, қатар орнатуға рұқсат етіледі.

Экстракциялық фосфор қышқылы – химиялық формуласы Н₃РО₄, шырын (сироп) тәрізді сұйық.

Колдану саласы: концентрлі біржақты және күрделі тыңайтқыштар өндірісінде, қоректендіргіш элемент – фосфордың тасымалдаушысы ретінде қолданылады. Технологияның ерекшелігі: Экстракциялық фосфор қышқылының құрамы, экстракциялағанда қолданылатын фосфатты шикізаттың құрамына және оны өңдеудің жағдайларына тәуелді. Қаратаудың  фосфатты шикізатынан алынатын қышқылдың  құрамында, негізгі компонент Н₃РО₄–тен басқа, күкірт қышқылының қоспалары, фтор мен магнийдің қосылыстары, кальций сульфаты бар. Шикізат ерекшелігі: Фосфор қышқылын экстракциялы әдіспен алудың негізінде табиғи фосфаттардың күкірт қышқылымен ыдырауы жатыр. Бірдей  уақытта, бастапқы фосфатты шикізаттың құрамындағы қоспалар да ыдырайды. Оларға: кальцит, доломит, сидерит, глауконит, темір және алюминийдің силикаттары жатады (бұл аталмыш қоспалар да күкірт қышқылымен ыдырауға түседі).

Ca · Mg(CO₃)₂ + 2H₂SO₄ + (n – 2)Н₂О →   CaSO₄  · nН₂О + MgSO₄ + 2CO₂

К₂О · Na₂O · Al₂O₃ · 2SiO₂ + 5H₂SO₄  → К₂SO₄ + Na₂SO₄ + Al₂(SO₄)₃ + 2SiO₂ + 5H₂O 

Кремний диоксиді НҒ әрекеттесіп, SiҒ₄ түзеді:

4HF + SiO₂ → SiF₄ + 2H₂O

Кремний тетрафторидінің бір бөлігі газды  фазаға бөлініп, ерітіндіде қалған екінші бір бөлігі гексафторкремний қышқылын түзеді:

SiF₄ + 2НҒ → H₂SiF₆

Ыдырау  процесі күкірт қышқылы шығынының  артуына, сонымен бірге, Р₂О₅ бөліп алу дәрежесінің төмендеуіне алып келеді, ал мақсатты өнімнің (Р₂О₅) концентрациясы 40% жоғары болғанда темірдің ерімейтін фосфаттарының ҒеН₃(РО₄)₂·2,5Н₂О және төменгі концентрацияларында ҒеРО₄·2Н₂О түзілуіне алып келеді. Карбонаттардың ыдырау процесінің нәтижесінде бөлінетін көміртегі диоксиді экстракторларда тұрақты көбіктің пайда болуына алып келеді. Магнийдің, темірдің және алюминийдің еритін фосфаттары бастапқы фосфор қышқылының белсенділігін төмендетеді, сонымен бірге, фосфор қышқылын кезекті өңдеу кезінде тыңайтқыштардағы сіңірілетін Р₂О₅ құрамын төмендетеді.

Қоспалардың әсерін ескере келе құрамында жоғары мөлшерде темірдің, алюминийдің, магнийдің  және карбонаттардың қосылыстары бар фосфаттар фосфор қышқылын өндіру кезінде жарамсыз болып табылады. Сондықтан да, күкірттіқышқылды ыдырату процесі кезінде Ғе₂О₃ : Р₂О₅ массалық арақатынасы 0,08 аспайтын кендер немесе концентраттар қолданылады.

Күкіртті қышқылды ыдырау процесінің технологиялық параметрлерін таңдау кезінде кальций сульфатының айтарлықтай ірі, оңай бөлінетін және фосфор қышқылымен жақсы жуылатын кристалдар түрінде бөлінуі жатыр.                 

 

Экстракциялық фосфор қышқылын алу:

СаSO₄ – Н₃РО₄ – Н₂О жүйесінде кальций сульфаты үш формада кездеседі: бір сусыз (СаSO₄ ангидрит) және екі кристаллогидраттар (СаSO₄·0,5Н₂О гемигидрат және СаSO₄·0,5Н₂О гипс) түрінде.

80⁰С температурасында минимальды ерігіштікке ангидрит ие болады және тұрақты қатты фазасы болып табылады. Құрамында 33,3% Р₂О₅ бар ерітінділердегі метатұрақты гипс (метатұрақты кристаллогидраттардың изотермасындағы А нүктесінің қимасы) ангидритке айналады. Ал, өте концентрлі ерітінділерде алдымен гипстің конверсиясы пайда болып, айтарлықтай аз еритін гемидратқа, содан ангидритке дейін дегидратацияланады.

Өндірістік жағдайларда тұнба ыдырамаған фосфаттар, жуылмаған Н₃РО₄, әр түрлі металдардың фосфаттарының сокристалдары түріндегі Р₄О₁₀ қоспаларымен ластанады. Сондықтан да, пайда болған кальций сульфатын сәйкесінше фосфогипс, фосфогемигидрат және фосфоангидрит деп атайды. Тұнбаға түсетін сульфаттардың типіне қарай экстракциялы фосфор қышқылын алудың үш әдісі бар, олар: дигидратты, гемигидратты (жартылай гидратты) және ангидритті, сонымен бірге комбинирленген әдісі белгілі   (гемигидратты-дигидратты және дигидратты-гемигидратты). Тәжірибеде көбінесе қолданылатын және кең таралған әдістердің бірі – 65-80⁰С температурасында жүзеге асатын, 30-32% Р₂О₅ дейінгі мөлшерде қышқыл алуға болатын дигидратты режим болып табылады.

Экстракция процесінің оңтайлы режимін ұстап тұру үшін, келесі шарттар сақталынуы тиіс: 1) қойыртпақтың экстракторда жеткілікті уақыт болуы; 2) экстракторға реагенттердің үздіксіз және бірқалыпты түсуі және одан қойыртпақтың бірқалыпты шығарылуы; 3) қойыртпақтың барлық көлемінде тұрақты концентрация мен температураны қамтамасыз ету үшін, қойыртпақты жеткілікті қарқынды араластыру; 4) қойыртпақтағы қатты және сұйық фазалардың (Қ:С) оптималды қатынасы; 5) SO₄^2- (SO₃ күкірт триоксидінің мөлшеріне қайта саналады) иондарының қажетті артық мөлшері.

Экстракциялық фосфор қышқылын өндіру келесі сатылардан тұрады:

1) реагенттерді процеске беру;

2) фосфатты шикізатты ыдыратумен экстракциялық қойыртпақ алу;

3) экстракциялық қойыртпақты сүзу, тұнбаны жуу;

4) фосфогипсті кетіру;

5) тасталынатын газдардан фторлы қосылыстарды абсорбциялау.

Экстракциялық фосфор қышқылы  ФС РК ОКПО 3908381201421.0-2006 техникалық талаптарын қанағаттандыруы тиіc. Экстракциялық фосфор қышқылына қойылатын талаптар:

Көрсеткіштердің аталуы	Нормасы
1.  Р2О5 санағандағы H3PO4 массалық үлесі, %, кем емес	18
2. Тұнбаның массалық  үлесі, %, артық емес	2

Қышқылдың тығыздығы оның концентрациясы мен температурасына тәуелді өзгереді. Концентрациясы көтерілгенде және температурасы төмендегенде, қышқылдың тығыздығы жоғарылайды. 

ЭФҚ тазарту тәсілдері: Өзіміздің елімізде және шетелдерде ЭФҚ тазалаудың бірнеше әдістері белгілі. Олардың негізгісі болып келесілер табылады: 1) фосфор қышқылын концентрлеу арқылы фторсыздандыру; 2) аз еритін қосылыстар түрінде фторды тұндыру; 3) органикалық еріткіштермен тазалау; 4) ион алмастырғыш шайырлармен тазалау. Сонымен қатар, жоғарыда аталған тазалау әдістерінің әр түрлі комбинациясы қолданылады.

 Дигидраттық әдіс арқылы алынған ЭФҚ өндірілетін тыңайтқыштар

ЭФҚ құрамы қолданылатын шикізаттарға байланысты. Апатит концентратынан дигидратты әдіспен алынған қышқыл (кальций дигидрат немесе гипс түрінде  болу арқылы) 25-32% Р₂О₅, 1,8-2,8%  SO₃, 0,8-1,1 % Fe₂O₃, 0,5-1,0% Al₂O₃, 0,2-0,4%CaO, 1,5-1,8% F–дан тұрады, тығыздығы 1,25-1,3 г/см³. Құрамына елеулі түрде ерімейтін қалдық кіретін фосфориттерді қолданғанда сұйытылған қышқыл түзіледі (20-25% Р₂О₅). Сәйкесінше тұнбаны жуу үшін судың көп мөлшері қажет. Фосфориттер құрамында магний қоспалары көп болған жағдайда олар қышқылға өтеді, бұл жағдайда  қышқылдың құрамында  1-3,5% MgO болады. Көп жағдайда алынған сұйылтылған қышқылды    53-55% Р₂О₅ буландырады, бұл қышқыл концентрлі фосфор қышқылы және күрделі тыңайтқыштар өндірісі үшін аса қажет.

Экстракциялық фосфор қышқылын (ЭФҚ) алуды дигидраттық режимде жүргізеді.

ЭФҚ негізгі компоненттердің тұрақты  қатынасынан тұрады, яғни: Р:N:S 15:15:15 күрделі фосфорлы тыңайтқыш өңдеуге  қолданады. Осының  нәтижесінде алынған ЭФҚ–нан келесідей тыңайтқыштар алу ұсынылды. 

1) ЭФҚ және (NH₄)₂SO₄ алынған, құрамы бойынша балансталған  тыңайтқыштар: Алынған экстракциялық фосфор қышқылына аммоний сульфаты 1:0,16 арақатынасында енгізіледі, алынған қоспаны газ тәріздес аммиакпен рН 3-4 шейін аммонизациялайды, бұл өнімнің құрамындағы N, P, S компоненттердің берілген қатынасын қамтамасыз етеді, содан қойыртпақты ылғалды тұзға дейін су моншасында  кептіреді және тұрақты салмаққа дейін 115-200 және 300⁰С температурасында термоөңдеуден өткізеді. Температураны  300⁰С дейін көтеру өнімнің балқуына алып келетіндігін ескеру керек, өнім қара түсті, қиын ұнтақталатын және ылғалды болып келеді.

Алынған өнімдердің химиялық талдауы температура  өскен сайын P₂O₅ жалпы құрамы шамалы болса да ұлғаяды, ал P₂O₅ сіңімді түрі төмендейді, осы температурада сульфофосфат пайда болуы мүмкін, бұл дайын өнімді  салқындату процесін жедел жүргізуді талап етеді. P₂O₅ және SO₃ газдық  фазаға шығуы тексерілмеген, ал азоттың шығуы 300⁰С-де ғана бақыланды және 0,5% құрады.

2) ЭФҚ және КНSО₄ құрамы бойынша балансталған тыңайтқыш алу: Тәжірибе шарттары жоғарыдағыға ұқсас. Алынған өнімнің сипаттамасы төмендегі кестеде келтірілген. Зерттелген температура интервалында газдық фазаға фосфор, азот және күкірттің шығуы байқалмаған. Тыңайтқыш құрамындағы  суда ерімтал және лимон қышқылында  еритін P₂O₅ температура өскен сайын артады, ал сол уақытта тұз қышқылында еритін формасы төмендейді. Бұл тыңайтқышты термоөңдеуден өткізген кезде құрамының фазалық өзгеретіндігін көрсетеді.   

Соңғы компоненттің болуы таза тұзды қыздырғанға қарағанда КНSО₄-тың К₂SО₄ конверсиясы  жүретіндігі көрсетіледі (төмен температурада).

  Ауылшаруашылығында минералды тыңайтқыштарды  қолданудың  жоғарғы агрохимиялық тиімділігіне оларды үйлесімді, ғылыми негізделген  қатынаста енгізгенде қол жеткізіледі N:Р₂О₅:К₂О = 1:0,7:0,5.

Республикада  минералды тыңайтқыштар өндірісімен  болып жатқан жағдай осы мәселенің  басын толық ашпаса, ауылшаруашылығы тұтынушыларын толық қанағаттандыруға мүмкіншілік бермейді.

Республикада  калий тыңайтқыштарының өндірісі жоқтың қасы, барлық калий тыңайтқыштары  Ресейден импортталады және ол өкінішке орай жеткіліксіз.

Азотты  тыңайтқыштар – негізінен Өзбекстаннан және Ресейден импортталады, бірақ олардың агрохимиялық тиімділігі фосфорлы және калийлі тыңайтқыштарды  жеткіліксіз енгізгендіктен аса жоғары емес.

Осыған байланысты Қазақстан Республикасында  фосфор өндірісінің қалдығы коттрельді сүті негізінде  азот–фосфор–калийі бар кешенді тыңайтқыш алу актуалды проблеманың бірі болып табылады

2.ЭФҚ өндірісінің технологиялық сызбасы, шикізатты ыдырау сатысының және фосфогипсты қайтара шаю сатыларының қондырғыларының орналасуы. Экстракциялық фосфор қышқылының технологиялық көрсеткіштері, оларды жоғарылату шаралары

Табиғи фосфатты күкірт қышқылымен ыдыратқанда ерітіндіге фосфор қышқылы өтеді да, қиын еритін кальций сульфаты түзіледі.

Ca₅F(PO)₄ + 5H₂SO₄ = 5CaSO₄ + 3H₃PO₄ + HF

Түзілетін қышқылдың температурасы мен шоғырына байланысты кальций сульфаты CaSO₄ · 2H₂O (гипс) дигидрат түрінде, жартылай гидрат түрінде CaSO₄ · 0,5H₂O немесе сусыз тұз CaSO₄ түрінде түзілуі мүмкін. Осыған байланысты бұл процестерді дигидратты, жартылай гидратты немесе ангидритті деп атайды. Экстракциялық фосфор қышқылын негізінен дигидратты және жартылай гидратты әдістермен алған [2].

Экстракциялық фосфор қышқылын дигидратты әдіспен алған кезде түзілетін кристаллдар келесідей өлшемге ие болады: ұзындығы - 200-400 мкм, ені-30-70 мкм және қалыңдығы бірнеше мкм болады. Тұнба тығыз және нашар сүзіледі. Өте жоғары температурада (105⁰С) түзілетін жартылай гидрат кристалдар қыры 10-20 мкм болғандықтан алты қырлы призма түрінде түзіледі; бұл кристалдар жиі сросткалармен көрсетілген [3]. Жартылай гидратты фильтрациялаудың жылдамдығы дигидратқа қарағанда 2-3 есе жоғары болады. Жартылай гидраттаудың негізгі кемшілігі оның құрылғылары өте сапалы болуы керек (себебі өте жоғары температурада қолданылады) және сүзгілеу кезінде жартылай гидраттың тұрақты болмауы (сүзгілегіш матада корка түзілуі) [4].

Түзілген фосфор қышқылының бір бөлігі процеске кері қайтады. Фосфор қышқылының концентрациясына және температураға байланысты, түзілген кальций сульфаты - ангидрит (m = 0), жартылайгидрит (m = 0,5) және дигидрат (m = 2) түрінде тұнбаға түседі. Осыған байланысты фосфор қышқылын экстрациялық әдіспен өндірудің 3 нұсқасы ажыратылады: ангидритті, жартыгидратты және дигидратты. Фторапатиттің әр нұсқада ыдырау шарттары 5.11 кестеде көрсетілген.

Температуралық режим әр нұсқадағы экстракциялық процеске тәуелді. Дигидратты әдісте - температура 70 - 80°С - та, реакциялық қоспадағы қышқыл концентрациясы 20-32 % Р₂О₅ болғанда гидратты кальций сульфаты - дигидрат түрінде тұнбаға түседі, ал жартыгидратты әдісте - температура 90-100°С, қышқыл концентрациясы 35-42 % Р₂О₅ болғанда жартыгидрат түрінде тұнбаға түседі. Кальций сульфатының кристалдану формасы фосфор қышқылының (Р₂О₅) концентрациясына және температурасына тәуелділігі 16 суретте көрсетілген. 2 - кальций сульфатының дигидрат түрінде кристалдануы, 1 - ангидрит түрде.

2 - кальций сульфатының дигидрат түрінде кристалдануы, 1 - ангидрит түрде.

Сурет 16. Кальций сульфатының критсаллдануына қышқыл концентрациясының және температураның әсері .

Кесте 4 Фторапатиттің ыдырау шарты.

Процесстің түрі	Температура С	Сұйық фазадағы концентрация Р2О5 %	Реакция жылуы кДж / моль
Дигидратты	70-80	25-32	384,4
Жартылайгидратты	90-100 ,	35-42	371,0

Фторапатитті қышқыл қатысында ыдыратқанда бөлінетін фторлы сутектің бір бөлігі атмосфераға таралады және кремний қышқылымен реакцияға түседі:

H₂SiO₃ + 6HF = H₂SiF₆ + 3Н₂О

Түзілген кремний фторсутек қышқылы біртіндеп ыдырайды және газды фазаға тетрафторсилан бөлінеді:

2H₂SiF₆ + H₂SiO₃ = 3SiF₄ + 3Н₂О

Сонымен бірге тетрафторсилан мен фторсутек әрекеттесіп -кремнийфторлы сутек қышқылы түзіледі:

SiF₄ + 2HF = H₂SiF₆

Фторлы қосылыстардың газды фазаға бөлінуі жоғары температурада өтеді. Фторапатиттің қышқылмен ыдырау жылдамдығын, қарапайым гетерогенді процестегі тенлікпен көрсетуге болады:

u = k_m·f· ac (5.6)

Ол температура жоғарылағанда және шикізаттың реагентпен араласу интенсивтілігіне байланысты өседі.

Фосфаттың қышқылмен ыдырау жылдамдығы күкірт қышқылының концентрациясына тәуелді (сурет 5.7). Оған химиялық реакцияның жылдамдығы ғана тәуелді емес, сонымен қатар, фосфаттың беткі бөлігіне, тұнбаға түсетін кальций сульфат кристалдарының құрылымы және қышқылдың қатты фазадағы диффузиялану жылдамдығы да тәуелді.

Сурет 17. Фосфат ыдырау сатысының қышқыл концентрациясына тәуелділігі.

Төмен концентрлі қышкылда диффузияға ұшырамайтын, ірі кристалдар түзіледі.Сондыктан процестің жылдамдығы және ыдырау сатысы - күкірт кышқылының бастапкы концентрациясының қасиетіне байланысты.

Максимум1 - де фосфаттың төмен концентрлі қышқылмен ыдырау жылдамдығы жоғары. Бірак кышкылмен бірге көп мөлшерде бөлінетін су өнімнің кристалдануына кедергі жасайды. Максимум 2 - де реакциялық қоспадағы кышкылдың концентрациясы 5—10% болғанда ыдырау жылдамдығы сұйық және катты фазаның 3 : 1 қатынасы кезінде артады. Фосфаттың жоғары сатыда ыдырауы - 0,99 үлеске тең, ол 1 - 1,5 сағат уақытта жүреді. Экстракцияның практикалық процесі 4-8 сағатқа дейін жалғасады. Бұл фосфор қышқылынан оңай шайылып, фильтрленетін ірі кристалдардың түзілуіне өте қажет.

Өндірістің технологиялық принципті сызбасы.Экстракциялық фосфор қышқылын дигидратты және жартыгидратты әдіспен алуға болады. Бірақ жартыгидратты әдіс арқылы шикізатты үнемдеуге және аппараттарды жоғары интенсивті өнім өндіруге, сонымен қатар жоғары концентрлі қышқыл алуға болады. Экстрациялық фосфор кышқылын бір сатыда жартыгидратты әдіспен өндірудің принципі 5.8 суретте, ал технологиялық сызбанұсқасы 5.9 суретте көрсетілген

18сурет Экстракциялық фосфор қышқылын өндірудің принциптік сызнұсқасы.

Күкірт қышқылы мен фосфор қышқылының айналымдағы ерітінділерінің қоспасы жинағыштан (2) және фосфатты бункерден (1) көпсекциялы экстракторға (3) беріледі. Пульпаның жылжу шамасы бойынша экстракторда фосфор қышқылы түзіледі және кальций сульфатының кристалдану процесі аяқталады. Пульпа экстракторының соңғы секциясынан үшсекциялы вакуум-фильтрге түседі. Фильтрдің бірінші секциясындағы негізгі фильтрат Ф-1 фосфор қышқылы өнімі болады, оның бір бөлігі қышқыл жинағының кері ерітіндіге бағытталған бөлігіне қосылады. Фильтрдегі кальцийдің тұнбасы ыстық судың кері тогымен тазаланады, сонымен қатар шайылған ерітінді Ф-3 – фильтрдің екінші секциясында бірінші тазалағыш ретінде қолданылады. Бірінші тазалағыш Ф-2 – фильтраты айналымдағы ерітінді ретінде жинаққа бағытталады.

1 – фосфат бункері, 2 – күкірт қышқыл жинағы, 3 – экстрактор, 4 – вакум фильтр, 5 – фосфор қышқылын жылытқыш, 6 – концентратор, 7 – тазалағыш скруббер, 8 – тазалағыш сұйықтықтың жинағы.

19 сурет-Экстракциялық фосфор қышқылын жартыгидратты әдіспен өндірудің технологиялық сызбанұсқасы.

2. Түзілген фосфор қышқылын (Ф-1), қыздырғышта 5 бумен қызады және берілген концентрацияға дейін оттық газдармен тікелей қатынасқа түсіп, буланады да, қоймаға бағытталады. Концентратордан бөлінген газдар фтор қоспасын жинайтын және атмосфераға тастайтын тазалағыш скрубберге 7 өтеді. Экстрактордан бөлінетін газдар және құрамында фторсутек және тетрафторсилан бар қоспалар сұйық кремнийфторсутек қышқылымен суарылатын абсорберге беріледі. Экстракциялық қышқылды өндірудегі негізгі аппараттарға – экстрактор және вакуум-фильтрі жатады. Экстрактор бұл 10 секцияға бөлінген араластырғышы бар, пульпа 1 секциядан келесіге бір қалыпты ағатын – темір тік бұрышты қима бетон. Басқа да нұсқаларында экстрактор араластырғышы бар біріктірілген 2 цилиндрден тұрады. Экстрактордың 730 м³ жұмыс істеу көлемінде Р₂О₅-тің интенсивтілік шамасы 25 кг/м³ сағ болған кезде өндіру жылдамдығы 340 т/тәулігіне жетеді.

Тартпа және ленталық вакуум – фильтрлер қолданылады. Қайықшалы сүзгілер 24 - қайықшадан тұрады. Олардың әрқайсысы фильтр іске қосылғанда филтр аймағынан, пульпа және кальций сульфатының жуындысынан өтеді. Фильтр бетінің ауданы 80-160 м² құрайды. Лента қозғалғанда 3 вакуум – камерасымен қосылады да соған сәйкес негізгі сүзінді (қышқыл өнімі), бірінші және екінші жуғыш фильраттар жиналады. Фосфор қышқылының жартыгидратты әдіспен өндірудегі іске қосылған қондырғылардың өнімділігі – жылына 350 000 және төмендегі параметрлермен сипатталады:

- процестің температурасы 80-100⁰С;

- сұйық фазаның қатты фазаға қатынасы 2,5:1;

- күкірт қышқылының бастапқы концентрациясы – 0,75 мас.бөлігі.

- экстракция дәрежесі– 0,98 үлеске тең.

- Фосфор қышқылы өнімінің концентрациясы Р₂О₅ бойынша – 0,45 үлеске тең.

Фосфор қышқылын экстракциялық әдіспен өндірудің барлық нұсқасында ортақ кемшіліктер бар.

- Минералды тыңайтқыштар өндірісіне қажетті – фосфор қышқылы концентрациясын буландыру арқылы алады.

- Концентрлеу сатысындағы аппараттардың қатты жемірілуі коррозиясы).

- Кальций сульфатының кристалдары және кремний қышқыл қалдықтарының аппарат қабырғасына жиналуы.

3.ЭФҚ дигидратты және жарты гидратты әдістерінің салыстырмалы сипаттамасы, өнімдік қышқылдың құрамы. Экстракциялық қышқылды алудың кешенді әдістері. Шоғырлы фосфор қышқылын алудың технологиясы. ЭФҚ буландырудың заманауи сызбасы, қондырғылардың инкрустациясын төмендету жолдары.

Экстракциялық фосфор қышқылын жарты гидратты әдіспен алу жолы.

Бұл әдіс апатиті көп мөлшердегі фосфор қышқылында ыдыратып және алынған пульпаны күкірт қышқылымен өңдеп, фосфогипстің кристалданып түзілуін реттеледі.Жарты гидратты үрдіс дигидратты үрдістен температуралық режиммен,кальций сульфатының ерігіштігімен, кристалдарының өлшемі мен түрімен, беріктігімен ерекшелінеді. Жарты дигидратты әдіс ,дигидратты әдіс сияқты алғашқы реагенттерді реакторға салу арқылы жүргізіледі.

Апатиті ыдырату 1,2-1,7 уақытта, температурасы 95-102⁰С-та, стехиометриялық мөлшерде 2-3 есе артық мөлшердегі фосфор қышқылымен (45-48 %P₂O₅) жүргізіледі.Түзілген суспензия 92-93 % күкірт қышқылымен өңделген кальций дигидрофосфатынан тұрады. Апатиттің ыдырау дәрежесі 98,5-99%. Алынған концентрациялы фосфор қышқылы 45-48%Р₂О₅.

Жарты гидратты әдіс бойынша апатитің ыдырау үрдісіне азғана сода тұнбадан SiF₄^- ерітіндіге өту үшін қосылады. Осыда 50% фтор Na₂SiF₆ және 35% фтор газды фазаға бөлінеді.[5]

Біртекті кристалдардың өлшемі қышқылдың шоғыры мен пульпаның тығыздығына, қоспаға байланысты.Фосфорқышқылды ерітіндіде құрамында 45-50% P₂O₅, 2% Fe₂O₃ немесе Al₂O₃ болуы, жарты гидраттың кристалдарының өлшемінің кішіреюіне әкеледі.

Ерітіндіде 0,5-0,6 % фторлық және кремфторлық қосылыстардың болуы, ине түрінде жарты жартыгидраттың түзілуіне әкеледі.Фторлық қосылыстардың 1% көбеюі сүзуді 5 есе қиындатады.

Жарты дигидратты әдіс дигидратты әдістен, фосфор және еркін күкірт қышқылының концентрациясымен, фтор қосылыстарымен, ерігіштікпен, кальций сульфатының кристалдарының өлшемі мен түрімен ,беріктігімен, кальций сульфатының шайғыш режимімен ерекшелінеді. Жартыгидраттың фильтрация жылдамдығы, дигидраттың жылдамдығынан 2-3 есе жоғары. Жартыгидратты әдістің кемшілігі, қондырғыларға (жоғары температурада жүретіндіктен) жоғарғы талаптар қойылады және сүзу кезінде жартыгидраттың тұрақсыздығы (сүзгі қағазында қабықтардың пайда болуы).[2]

ЭФҚ-ның дигидратты тәсілмен өндірісі.

Дигидратты үрдістің схемасын қоймалжың заттың айналымға еңгізудің болуы және болмау түрінің 2 үрдісі бар. Фосфор қышқылының дигидратты әдіспен өндірудегі негізгі мақсат алынған өндірістегі қоймалжың затты СаSO₄ кристалдану болып табылады. Қаратау фосфоритінен алынған фосфор қышқылының шоғыры 25-27% Р₂О₅. Бұл үрдістің сызбасы Қазақстан техно-логиясы бойынша жүреді.

Дигидратты әдіс арқылы фосфор қышқылын алуда құрамында 0,8-1,5% фтор Н₂SiF₆ түрінде болады. Бұл фторды тұндыру үшін Na, K, Ba тұздарын пайдаланады.

H₂SiF₆ + 2NaCl = NaSiF₆ + 2HCl

Бұдан басқа, Мg қосылыстарын қышқылды 80-90ºC-қа дейін қайнату арқылы алады. Фосфаттарды өндіруде тұз немесе азот қышқылын пайдалану арқылы шикізат құрамындағы сирек кездесетін элементтерді ажырату ( 70%-ға ) жүзеге асады. Фосфор қышқылында V₂О₅ 1%-ға дейін, Fе сенеродисті ерітіндімен тұндырады. Фосфор қышқылын алуда пайда болған гипс құрамына 0,3-0,5% фосфор қышқылы пайда болады. Сондықтан бұл алынған фосфогипс тыңайтқыш ретінде пайдаланылады. Сонымен қатар фосфогипс сульфат ион алудың шикізат көзі болып табылады.

1 – фосфат бункері, 2 – күкірт қышқыл жинағы, 3 – экстрактор, 4 – вакум фильтр, 5 – фосфор қышқылын жылытқыш, 6 – концентратор, 7 – тазалағыш скруббер, 8 – тазалағыш сұйықтықтың жинағы.

20 сурет - Экстракциялық фосфор қышқылын дигидратты әдіспен өндірудің технологиялық сызбанұсқасы.

Қорытынды

Оқу барысының құрамдас бөлігінің бірі кәсіби іс-тәжірибе болып табылады. Біз бұл жылғы іс тәжірибені ЖШС-«Тараз Минералдық Тыңайтқыштар Зауыты» зауытында өтткіздік.«Казфасфат» ЖШС-нің Тараз филиалы немесе алғашқы атауы суперфосфат зауыты облыс бойынша алғашқы ірі кәсіпорын болып табылады.Өндірістік процесті жетілдірумен шығарылатын өнімнің көлемі артып келеді. Сонымен, 164мың тонна/жылына аммофосты өндірудің жобалық қуатында, аммофос цехының жеткен қуаты - 210 мың/т аммофос және 80мың/т суперфосфат, 50мың/т нитроаммофосты құрайды. Сондықтан осы өнім жобалық құрылғыларды пайдаланумен паралельді өндіреді.Өндірістік іс-тәжірибе есебінде ЖШС «Казфосфат» «Минералды тыңайтқыштар» зауытының тарихы, кәсіпорынның өндірістік құрылымы және кәсіпорынның іс-әрекетіне сипаттамасы көрсетілген. Кәсіпорынның өндірістік құрылымы бөлімінде «Минералды тыңайтқыштар» филиалының өндірістік құрылымдық бөлімшелері көрсетілген. Кәсіпорынның іс-әрекетіне сипаттама бөлімінде шығарылатын өнімнің сипаттамасы, технологиялық процесі мен сызбанұсқасы, аммофос өндірісінің материялдық балансы, аммофос өндірісінің материялдық ағындарының сызбанұсқасы, аммофос өндірісінің материялдық ағындарының кестесі және 1 т аммофосқа жұмсалатын негізгі шикізат түрлері, материялдар және энергетикалық ресурстардың шығын нормалары көрсетілген. Екінші бөлімге тоқталатын болсақ қос суперфосфат өндірісі туралы қарастырылған. Қос суперфосфат өндірісінің физика-химиялық негізі туралы мәліметтер және сонымен қатар қос суперфосфатты өндіру жолдары келтірілген. Онын ішінде қос суперфосфат өндірісінің көп ретурлы жолы және қос суперфосфатты көп ретурлы шашыратқыш кептіргіште үздіксіз өндіру жолы қарастырылған. Өндірістегі техника қауіпсіздігі бөлімінде өндірістің жалпы талаптары қамтылған.

Өндірістің техникалық қауіпсіздік шараларымен танысып аппараттарды іске қосуды, талаптарға сай жұмысатқаруды оқып үйрендік. Дербес тапсырмалар бойынша өндіріс кітапханасынан мәлімет жинақтап, лабараторияда жұмыстар атқардық. Нәтижесінде экстракциялық фосфор қышқылын алудыңкамералық өндіріс жолы жай суперфосфат өндірісіне ұқсас технологиялық үлгімен алынады. Ерекшелігі алынатын фосфогипс 3 түрлі қосылыс күйінде шығарылады. Біріншісі сусыз түрде яғни ангидрит. Екінші түрі жартылай гидрат. Үшінші дигидрат түрде.

Осыған байланысты экстракциялық фосфор қышқылы 3 түрлі әдіспен алынады. Егер үрдіс 95-100С та жүрсе сусыз тәсіл. Егер үрдіс 85-95С жүрсе жартылай гидрат тәсіл. Егер үрдіс 65-85С жүрсе дигидрат тәсілде алынады.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. www.kpp.kz

2. Сейтмагзимов Ш., Молдабеков Ш., Гильманова Г.Б. Фосфор қосылыстарының технологиясы. Алматы. 2000ж. 106 бет.

3. Анарбаев А., Молдабеков Ш., Бестереков У., Жантасов Қ. Минералды тыңайтқыштар технологиясы. Алматы. 2001ж. 248 бет

4. М.Е. Технология минерльных удобрений.-Л:Химия, 2003, 352с.

5. Технология фосфорных и комплексных удобрений. Под ред. Эвенчика С. Д., Бродского А.А.-М.: Химия.2002.-464С.

6. Кочетков В. Н. Фосфор содержащие удобрения. Справочник.-М.: Химия . 2004.-400 с.

7. Шепетильникова А.М. и др. Метафосфат кальция как удобрение О питании растений. М., 2000.

8. Беремжанов Б.А. Оптимальные условия получения термофосфатов. Афтореф.дис.канд.хим.наук.г. Алматы 2000. 18с.

9. Н. Н. Постников. Термическая фосфорная кислота. Л.: Химия, 2003.

10. К.П. Мищенко, А.В. Равдель. Краткий справочник физико-химических величин.

11. Макаров Г.В. Охрана труда в химической промышленности. -Химия9, 2000.-496с.

12. Маханов Б.Б. Сатаев М.И., Өсербаев М.Т., Сатаева Л.М. Тіршілік қауіпсіздігі. – Шымкент, М. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті. 2005, 243 бет, әдебиет атаулары 20.