Fosfojipsten Amonyum Sülfat gübresi üretiminin termik analizle araştırılması

Abstract

ÖZET Fosfojips, yaş metotla fosforik asit üret©` fabrikalarda yan ürün olarak ele geçen önemli bir endüstriyel artıktır. Esas olarak CaSCU. 2He»0 bileşiminde olmakla birlikte, yapısın da Peaü», F~ ve organik maddeler gibi safsızlıklar bulundun - maktadır. Bu safsızlıklar fosfo jipsin endüstriyel kullanımını ciddi olarak sınırlar. TÜBS AÇ Samsun Gübre Fabrikası 'nda günde 3S00 ton gibi büyük miktarda ele gecen fosfojips, depolama sahaları ihtiyacı ve çevre kirliliği gibi problemler ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışmada, `Merseburg Prosesi `y*©» artık fosfojipsin amonyum karbonatla muamelesiyle amonyum sülfat üretimi, termik analiz teknikleriyle araştırıldı. Jips-amonyum karbonat çözeltisinin, karışım sûresi, katı/sıvı oranı, karısın» sıcaklığı, karbondioksit fazlası, amonyak fazlası, amonyum karbonat/ jips oranı ve fosfojipsin inceliği gibi parametreler dikkate alınarak, amonyum sülfat üretiminin optimum şartları belirlendi. Saf jips-amonyum karbonat çözeltisi kullanıldığında, optimum şartlar; karışım süresi 3 saat, katı/sıvı oranı 0,9<ağırlıkça), karışım sıcaklığı 20 °C, amonyum karbonat/ jips oranı 0,56 ve amonyak fazlası X15 alarak belirlendi. Bu şartlarda saf jipsin, amonyum sülfata dönüşüm oranı K9?,4 olarak bulundu. Bu dönüşüm oranı, orijinal fosfojips ve rafine fosfojips kullanıldığında sırasıyla %71,6 ve 5J94,4 olarak belirlendi. Dönüşümoranları termogravi metrik yöntemle hesaplandı. Laboratuvar ölçüsünde gerçekleştirilen pilot çalışma- da, bir absorpsiyon kolonunda, amonyak çözeltisinde karbon dioksit gazı çözülerek hazırlanan amonyum karbonat çözeltisi kullanıldı ve optimum şartlarda dönüşüm oranı, orijinal fosfjipsle %70,0, rafine fosfojipsle K91,0 olarak bulundu.

-^5- SUMMARY Phosphogypsum is an important industrial by-product from wet-process phosphoric acid production. It consists mainly of CaS0*».2H«0 and contains some impurities such as P«Oes» F~ and organic substances which restrict its industrial use. In the TÛGSAS Fertilizer Factory (SAMSUN), phosphogypsum is obtained as 3S00 tons per day and this large amounts of by-product gypsum creat some storage and environmental prob lems. In this study, the production of ammonium sulphate from phosphogypsum and ammonium carbonate by `Merseburg Process` was invastigated using thermal analysis techniques. The optimum conditions of the ammonium sulphate produc tion were determined by means of several parameters such as the solid/liquid ratio, stirring time and tempereture, the use of excess ammonia, carbondioxide and ammonium carbona te /gypsum ratio and fineness of phosphogypsum. The optimum conditions in the use of pure gypsum were solid/liquid ratio 0.9 wt» stirring time 3 hours, stirring temperature 20°C, ammonium carbonata/gypsum ratio 0,5<b( Weight ) and excess ammonia 15%. In these conditions, the conversion of pure gypsum to ammonium sulphate was 99. **%. This conversion ratio was found to be 71.6% and 94-. 4K for original phosphogypsum and refined phosphogypsum respectively. These conversion values were de--46- termined by thermogravimetry. In a pilot system constructed in our laboratory, carbon- dioxide was treated with ammonia solution in an absorption column in order to prepare the ammonium carbonate solution and this solution were mixed with phosphogypsum to produce ammonium sulphate. The conversion ratios at the optimum conditions were 70.0% and 91.0% for original phosphogypsum and rafined phosphogypsum respectively.