ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Давление паров Н20 и HN03 над растворами и суспензиями, получаемыми в процессе упаривания азотнокислотной вытяжки из "Новые методы получения минеральных удобрений" Экспериментальное изучение условий осуществления этого процесса заключалось в определении влияния различных факторов (температуры, отношения реагентов, разрежения и др.) на полноту и скорость взаимодействия между нитратом кальция и фосфорной кислотой. [c.136] Применение различных соотношений между реагентами позволило установить условия протекания как реакции образования монокальцийфосфата, так и реакции образования дикальцийфосфата. Наибольший интерес представляет получение этим методом монокальцийфосфата. Однако не исключается возможность и получения преципитата при небольшом расходе азотной кислоты. [c.136] Нитрат кальция и фосфорную кислоту загружали в колонку, имевшую высоту 14 см и диаметр 3,5 см. Для облегчения отгонки образующейся азотной кислоты через реакционную массу продували воздух. Колонка находилась в глицериновой бане (некоторые опыты проводили при нагревании колонки газовой горелкой через асбестовую сетку). Пары азотной кислоты улавливали в конденсаторе, а хвостовые газы промывали 1 н. раствором НаОН, что позволяло вносить поправку на количество ННОз в конденсате. [c.136] Степень отгонки НЫОз от стехиометрически возможной увеличивается с увеличением молярного отношения фосфорной кислоты к нитрату кальция (рис. 66). При некотором недостатке фосфорной кислоты отгонка азотной кислоты протекает сравнительно медленно. Так, при отношении кислоты к соли К С=1 1,2 за два с половиной часа отгоняется около 80% НЫОз. При увеличении К С до 2 1, т. е. при отношении, характерном для образования монокальцийфосфата, 80%-ное разложение нитрата кальция достигается уже за 50—60 мин. [c.137] Представляет интерес продолжительность образования моно- и дифосфата кальция при последовательном протекании обеих реакций (в расчете на одно и то же количество нитрата кальция). При отношении К С=1 1,2 вся фосфорная кислота переходит в монокальцийфосфат за 20—22 мин. При отношении К С=1 1 образование монокальцийфосфата заканчивается в течение 40 мин, а время, необходимое для полного завершения процесса с образованием в качестве конечного продукта дикальцийфосфата, составляет более 3 час. [c.137] Влияние концентрации фосфорной кислоты. Для определения зависимости степени переработки нитрата кальция фосфорной кислотой от ее концентрации опыты проводили при отношении К С=1 1 при продувке 5 л/час воздуха через реакционную массу, взятую в начале опыта в количестве 18 г. [c.138] Влияние температуры. Опыты проводили с применением кислоты концентрации 24% Н3РО4 при молярном отношении кислоты и соли, равном 1 1, и при продувке 5 л/час воздуха. Исходные реагенты загружали в количестве -—10 г. Температуру меняли в диапазоне от 40 до 120° С. [c.140] Ниже 100—102° С процесс идет весьма медленно. В связи с этим потребовалось увеличить длительность опытов до 5,5 час, с целью получения ощутимых результатов и при 40—50° С. [c.140] Исследование взаимодействия нитрата кальция с фосфорной кислотой под разрежением проводили в установке, изображенной на рис. 70. В колбу 1 загружали смесь фосфорной кислоты и нитрата кальция в количестве 50—60 г при концентрации кислоты 12,6% Н3РО4 и 20—30 г при 20%-ной концентрации кислоты. В некоторых опытах по мере отгонки из реакционной массы воды и азотной кислоты в колбу приливали определенное количество воды из воронки 5. Температуру замеряли в парах термометром 6. Пары воды и азотной кислоты конденсировали в водяном холодильнике 7, и слабая азотная кислота поступала в паук 8. Количество отогнанной азотной кислоты определяли в отдельных колбах, подключаемых периодически к отводу холодильника. Воздух в реакционную колбу засасывали через капилляр 12. Расход воздуха изменяли с помощью зажима и контролировали реометром 11. [c.140] Проведенные опыты позволяют заключить, что понижение давления, способствующее интенсификации отвода азотной кислоты из зоны реакции, приводит к ускорению процесса в целом. Таким образом, наиболее медленной стадией при осуществлении процесса в лабораторных условиях является отгонка азотной кислоты из жидкой в газовую фазу. Помимо этого, понижение температуры процесса с понижением давления также является благоприятным фактором, приводящим к получению дикальцийфосфата в гидратированной форме, т. е. полностью растворимого в цитратном растворе. [c.144] Однако осуществление под вакуумом процесса, при котором происходит образование из жидкости твердого продукта, обладающего способностью схватываться, в производственных условиях затруднительно. Поэтому дальнейшие опыты по получению водорастворимого фосфорного удобрения из азотнокислотной вытяжки проводили под атмосферным давлением. [c.144] Количество воды в общей массе раствора брали таким, чтобы оно составляло 40—43%, в соответствии с содержанием ее в вытяжке. Исходный раствор готовили из реактивов Са(Ы0з)2-4Н2О (ч. д. а.) и фосфорной кислоты (56% Р2О5) количество добавляемой воды определяли с учетом кристаллизационной воды. [c.145] Выпаривание азотнокислотной вытяжки проводили в фарфоровой чашке. В зависимости от интенсивнрстн нагрева (на глицериновой бане или над газовой горелкой) выпаривание вытяжки в чашке можно осуществить быстро в течение 20—40 мин. При выпаривании вытяжки досуха при температуре 120— 130° С вся фосфорная кислота переходит в дикальцийфосфат и в продукте содержится незначительное количество (1—5%) Р2О5 в водорастворимой форме. Предварительными опытами было установлено, что вытяжка, упаренная до монокальцийфосфата с отгонкой 25—30% азотной кислоты, превращается при температуре реакции в сметанообразную массу. При охлаждении масса схватывается вначале в творожистое тесто, а затем затвердевает. [c.145] В табл. 32 приведены данные опытов по получению водорастворимого азотнофосфорного удобрения в результате упаривания азотнокислотной вытяжки. При нагревании вытяжки до —105° С раствор закипает, и в результате экзотермической реакции взаимодействия нитрата с фосфорной кислотой температура массы быстро повышается до ПО—115° С. Во избежание перегрева в этот момент нагревание прекращали и возобновляли его лишь после понижения температуры до 105° С. [c.145] Таким образом достигалось регулирование интенсивности нагревания, а также средняя температура массы в процессе опыта ПО—115° С. [c.146] Вернуться к основной статье