- کود سوپر فسفات تریپل: [4،3،2،1]

2-1- بررسی تکنولوژی و فرایند های تولید

تريپل سوپر فسفات (TSP) از اسيدي‌ كردن سنگ فسفات با اسيد فسفريك توليد مي‌شود. مقدار بسيار كمي  از اسيد كلريدريك، اسيد نيتريك و يا اسيد سولفوريك و حتی محلول آمونیاک و یا سود سوزآور ممكن بصورت آگاهانه اضافه شده و يا به شكل ناخالصي (كه بسته به روش توليد اسيد فسفريك دارد) وجود داشته باشد. به لحاظ وجود كمپلكس­ها و تركيبات گوناگون در سنگ فسفات، واكنش بين اين ماده و اسيد فسفريك را نمي‌توان بصورت تنها يك واكنش نشان داد. علاوه بر عناصري كه در زير نشان داده مي‌شود سنگ فسفات شامل آنيون­هاي منيزيم، آلومينيوم و آهن و نيز كاتيون­هاي سيليكو فلوئوريدها، كربونات­ها و هيدروكسيل مي‌باشد.

با صرفنظر از واكنش­هاي جانبي، واكنش اصلي تبديل بصورت زير قابل بيان است:

 

فلوئوريد هيدروژن

اسيد فسفريك

سنگ فسفات

Ca3 (PO4)3.CaF2 + 14H3PO4 + 10H2O                  10[CaH4 (PO4)2 .2H2O] + 2 HF

 

 

مونوكلسيم فسفات

مونو هيدرات

 

 

 

در اغلب فرايندهاي توليد تريپل سوپر فسفات، بخش عمده‌اي از تركيبات فلوئورين موجود در سنگ فسفات و اسيد و انواع فلوئور سيليكات­ها از قبيل فلوئو سيليكات سديم فسفريك در داخل محصول نهايي بصورت كلسيم فلورايد CaF2 باقي مي‌ماند. بطوريكه طبق آزمايشات، هر تن سنگ فسفات بين 11 تا 50 كيلوگرم فلوئورين بصورت تركيبات مختلف وجود دارد كه بخشي از آن متصاعد شده و حدود 70 تا 80% آن در محصول نهايي يعني TSP باقي خواهد ماند.

واكنش پذيري سنگ فسفات در توليد تريپل سوپر فسفات اهميت ويژه اي دارد. بعضي از انواع سنگ فسفات بعلت پيچيدگي بافت آپاتيت، واكنش پذيري كمي در مقابل اسيد فسفريك دارد كه در اين صورت مي‌بايست قبلاً اندازه ذرات سنگ را با صرف هزينه اضافي كاهش داد و يا بر مدت زمان لازم براي تكميل واكنش افزود.

جهت بهينه نمودن تماس بين مواد واكنش دهنده، آسياب كردن سنگ فسفات اولين مرحله در هر دو فرايند توليد پودر و گرانول TSP  مي‌باشد. در زیر به بررسی این دو روش خواهیم پرداخت.

الف- روش  Slurry:

گرانول­هاي TSP كه در اختلاط خشك و يا بطور مستقيم بكار مي‌روند، طي يك فرايند 5 مرحله‌اي شامل پخت سريع توليد مي‌شوند.

  • آسياب‌كردن: در اين مرحله سنگ فسفات آسياب و پودر مي‌گردد.
  • واكنش: سنگ فسفات و اسيد فسفريك به داخل يك يا دو تانك پيش واكنش تغذيه مي‌شوند. دوغابه سيال حاصل به درام گرانولسازي پمپ مي‌گردد. همچنین توسط یکسری فن گازهای متصاعد گشته در این مرحله جمع آوری می گردد و به اسید فلوسیلیکات تبدیل می­گردد.
  • خشك‌كردن و پخت: گرانول­هاي TSP بداخل يك خشك‌كن دوار تخليه مي‌شود. در اين خشك‌كن واكنش پخت لزوماً با كاهش رطوبت محصول تا حد نهايي، كامل مي‌شود. دوره پخت سه تا پنج روز مي‌باشد.
  • غربال:  GTSP خشك شده، غربال و بازيابي مي شوند (بيم مش 6 تا 20). گرانول­هاي بزرگ­تر آسياب شده و بهمراه گرانول­هاي كوچكتر به مرحله گرانولسازي بازگردانده مي‌شوند.

ب- روش Den :

این روش معمولاً برای خاک­هایی استفاده می شود که دارای راکتیویته پایینی هستند. چراکه با این روش امکان بدست آوردن این کود با مقدار P2O5 محلول بالاتر امکان پذیر می شود.

در این روش نیز ابتدا خاک می بایستی که بصورت کاملاً پودر در آمده که این کار معمولاً با یک سری از آسیاب های بال میل صورت می گیرد. سپس خاک فسفات و اسيد فسفريك به داخل يك يا دو تانك پيش واكنش تغذيه مي‌شوند. همچنین توسط یکسری فن گازهای متصاعد گشته در این مرحله جمع آوری می گردد و به اسید فلوسیلیکات تبدیل می گردد. مخلوط گلی شکل حاصله در این روش در یک سالن بزرگ دپو می گردد و بسته به نوع خاک بین 14 تا 30 روز فرصت در راستای زمان مورد نیاز کیورینگ به این محصول داده می شود. بعد از اتمام زمان مورد نیاز دوره کیورینگ این دپو توسط یکسری لودر کنده شده و بعد از آسیاب کردن، محصول به داخل یکسری گرانولاتر رفته و در آنجا بشکل گرانول در می آید و سپس محصول گرانول شده بعد از خشک شدن به واحد بسته بندی رفته و در آنجا بسته بندی می گردد.

2-2-  انتخاب فرايند برتر

بطور کلی با توجه به پایین بودن راکتیویته خاک های آذرین ، معمولا  روش Den برای این نوع خاک‌ها استفاده می شود. از معایب این روش نیاز به سالن های بزرگ و هزینه سربار بیشتر ناشی از مکانیزه نبودن این فرایند که در مقیاس‌های بزرگ است. همچنین ایجاد گرد غبار و ریخت و پاش زیاد محصول در محوله از دیگر معایب این روش است. در صورتی که خاک فسفات مورد استفاده از نوع رسوبی باشد که به طبع آن دارای راکتویته بهتری است، روش Den  هیچ مزیتی نسبت به روش slurry  نخواهد داشت. لذا از آنجائیکه این پارک بر اساس کنسانتره خاک معدن دهدشت که از انواع رسوبی خاک فسفات است طراحی می گردد، لذا جهت تولید کود سوپر فسفات تریپل می بایستی که از روش slurry استفاده گردد. قابل ذکر است در این روش در صورت استفاده از خاک های با راکتویته پایین از قبیل خاک مجتمع اسفوردی یزد نیز با اضافه کردن بمقدار اندک برخی از افزودنی ها از قبیل آمونیاک این نقیصه نیز مرتفع می گردد.

 

 

 [1] مطابق با دانش فنی، طراحی و  نقشه های آرشیوی شرکت ابداع صنعت پاهنگ

 [2] Schrödter, K., Bettermann, G., Staffel, T., Wahl, F., Klein, T. and Hofmann, T. 2008. Phosphoric Acid and Phosphates. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry.

[3] PEP SRI International Hand Book

[4] Gard, D. R. and Updated by Staff 2005. Phosphoric Acids and Phosphates. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology.

[5] Freilich, M. B., Petersen, R. L. and Updated by Staff 2005. Potassium Compounds. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology.

[6] Muller, T. L. 2006. Sulfuric Acid and Sulfur Trioxide. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology.