ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы получения суперфосфата из "Технология минеральных удобрений Издание 3" На рис. 71 дана зависимость степени разложения Са (Н2Р04)2-Н2О при обработке этой соли водой от соотношения между количеством соли и воды. Кривая построена для температуры 80° С по данным изотермы растворимости (рис. 69). [c.163] При обработке соли относительно большим количеством воды степень разложения быстро растет с увеличением отношения соль вода. [c.163] Если это отношение равно 0,1 (точка М на рис. 71 и 69), разложение достигает 62,5% и далее растет очень медленно. В точке N, соответствующей границе поля кристаллизации СаНР04 (рис. 69), отношение соль вода равно 2,06 и степень разложения достигает максимума (75,1%)- При дальнейшем увеличении этого отношения система перемещается в поле совместной кристаллизации моно- и дикальцийфосфата и степень разложения монокальцийфосфата постепенно уменьшается до нуля. С понижением температуры степень разложения при прочих равных условиях уменьшается. [c.163] Присутствие карбонатов кальция и магния увеличивает расход серной кислоты на разложение и уменьщает содержание Р2О5 в продукте. Однако оно благоприятно отражается на протекании реакции разложения, так как интенсивная экзотермическая реакция между карбонатом и серной кислотой повышает температуру массы, а выделение углекислого газа, как и водяного пара, способствует перемешиванию реагентов и придает рыхлую, пористую структуру суперфосфатной массе затвердевающей в камере созревания, что облегчает ее последующую выгрузку. Поэтому присутствие небольших количеств карбонатов в фосфатном сырье полезно. [c.165] Сульфат железа растворим лучше фосфатов железа. Поэтому в твердую фазу по мере уменьшения концентрации фосфорной кислоты выделяются только фосфаты железа, главным образом в форме РеР04-2Н20. [c.165] Аналогичным путем из окиси алюминия образуются фосфаты алюминия, которые лучше растворимы, чем фосфаты железа, и выделяются в твердую фазу при меньшей кислотности суперфосфата. [c.165] Выделяющийся при разложении фосфата фтористый водород, реагируя с содержащимся в сырье кремнеземом, образует газообразный четырехфтористый кремний 31р4 и кремнефтористоводородную кислоту Н251Рб. Последняя частично уходит с газами, а частично остается в суперфосфате как в свободном виде, так и связываясь с основаниями в кремнефтористые соли. Из общего количества фтора, содержащегося в фосфатном сырье, в суперфосфате остается как в разложенном, так и в не-разложенном виде 55—60%. Остальной удаляется с газами. [c.166] При переработке фосфоритов норму серной кислоты рассчитывают по составу сырья, исходя из следующих молярных соотношений 1 моль Р2О3 эквивалентен 7 3=2,33 моля Н25 04, а моль СО2 и РегОз (или А Оз) — 1 молю Н2504. [c.166] При производстве суперфосфата из апатитового концентрата в периодически действующей аппаратуре применяется серная кислота с концентрацией 62—64%, а при переработке фосфоритов — 65—67 % . Содержание влаги в свежеприготовленном суперфосфате из апатитового концентрата пр применении 61%-ной серной кислоты (норма 70 вес. ч.) составляет в среднем 16%, а при 68,5%-ной кислоте—12%. В зимнее время, когда условия испарения воды из суперфосфата ухудшаются, применяют более концентрированную серную кислоту, чем летом. [c.168] Температуру поступающей на разложение фосфата серной кислоты устанавливают в зависимости от ее концентрации. Оптимальной температурой для 61%-ной кислоты является 65— 75° С, для 64—68%-ной — 50—60°. Летом температуру кислоты устанавливают на 5° ниже, чем зимой. При повышении температуры кислоты с 52 до 70° С содержание влаги в суперфосфате снижается на 0,8%. [c.168] Применение серной кислоты повышенной концентрации допустимо при непрерывном осуществлении процесса при введении фосфатной муки и серной кислоты в уже частично прореагировавшую реакционную смесь — пульпу. В этом случае в жидкой фазе содержится достаточное количество фосфорной кислоты, а так как растворимость сульфата кальция в фосфорной кислоте больше, чем в серной, то кристаллизация его идет медленнее и осадок получается рыхлым. Поэтому при выработке суперфосфата из апатитового концентрата и фосфоритов непрерывным способом применяют серную кислоту концентрацией 68%. В результате суперфосфат, получаемый непрерывным способом, имеет лучшие качества, чем периодическим — он менее влажен и содержит больше Р2О5. [c.168] Первая стадия разложения фосфата протекает быстро — вначале расходуются наиболее мелкие частицы фосфата, и активность раствора (концентрация ионов водорода) велика. Во второй стадии, когда апатит разлагается водным раствором фосфорной кислоты и монокальцийфосфата, по мере накопления последнего, т. е. по мере увеличения степени нейтрализации фосфорной кислоты, активность раствора уменьшается и скорость процесса замедляется. Когда жидкая фаза становится насыщенной фосфатами кальция (моно- и дикальцийфосфатом), что совпадает с окончанием созревания суперфосфатной массы в камере, скорость разложения фосфата еще больше замедляется. Это обусловлено, помимо уменьшения активности жидкой фазы, образованием на зернах непрореагировавшего фосфата плохо проницаемых корок, но уже не сульфата, а фосфатов кальция, кристаллизующихся из насыщенных растворов системы СаО—Р2О5—Н2О. Дальнейший процесс вызревания суперфосфата идет очень медленно, уже во время его хранения на складе. Возможность его ускорения и степень завершенности процесса, т. е. достигаемая степень разложения сырья, связаны с изменением фазового состава фосфатного комплекса суперфосфата, т. е. состава смеси из жидкой и твердых фаз, представленных фосфорной кислотой и фосфатами кальция. [c.169] ЖИДКОЙ фазы равна 30%. Луч степени нейтрализации жидкой фазы суперфосфата пересекает лучи растворения при влажности суперфосфата 16, 14, 12 или 9% соответственно в точках Di, D2, D3 или Di. Из положения этих точек можно заключить, что при влажности суперфосфата 16% фосфатный комплекс при 100° С и выше совсем не содержит твердого монокальцийфосфата (точка Di лежит в поле ненасыщенных растворов), а при влажности 14% содержит его очень мало (точка D2 находится близко к 100-градусной изотерме). Чем меньше влажность суперфосфата, тем больше образуется кристаллического монокальцийфосфата в фосфатном комплексе камерного суперфосфата. Охлажденный до 40—25° С камерный суперфосфат содержит твердый монокальцийфосфат и при влажности 16%. [c.172] Вызревание суперфосфата, полученного из апатитового концентрата, ускоряется при понижении температуры до 40—50° С. Это объясняется тем, что при охлаждении кристаллизуется Са(Н9Р04)2-Н2О и степень нейтрализации остающейся жидкой фазы уменьшается, а следовательно, активность ее увеличивается— в результате реакция разложения фосфата ускоряется, несмотря на понижение температуры реакции. Кроме того, при кристаллизации монокальцийфосфата происходит передвижение жидкой фазы (микроперемешивание). Помимо этого, при охлаждении уменьшается возможность возникновения пассивирующих корок дикальцийфосфата, а если эти корки уже образовались, пока суперфосфатная масса была в камере, то создаются условия для их растворения. Все это способствует ускорению процесса дозревания суперфосфата. Охлаждают суперфосфат, распыляя его в воздухе при подаче из камеры в склад и периодически перебрасывая (перелопачивая) на складе с помощью грейферов или экскаваторов. Происходящее при этом испарение влаги также способствует доразложению. [c.172] Вернуться к основной статье