ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение водорастворимой нитрофоски разложением фосфатов неполной формой азотной кислоты в присутствии сульфатов из "Новые методы получения минеральных удобрений" Получение простого суперфосфата с применением циркулирующей азотной кислоты позволяет полностью использовать фосфатное сырье и интенсифицировать процесс во много раз за счет исключения стадии складского дозревания продукта. Однако при этом с раствором азотной кислоты вводится в систему дополнительное количество воды и требуется сушка продукта и регенерация азотной кислоты. [c.204] Аналогичный процесс с применением соляной кислоты разработан в НИУИФе. В этом случае в процесс вводится еще большее количество воды вследствие применения 16—18%-ного раствора соляной кислоты. Можно было предположить, что ускоряющее влияние на разложение фосфатов добавки к серной кислоте азотной или соляной кислот должно иметь место не только в циклическом, но и в обычном суперфосфатном процессе. Но получение простого суперфосфата в обычном камерном процессе с дополнительной добавкой к серной кислоте другой кислоты может быть осуществлено лишь с применением азотной кислоты. Это обусловлено тем, что можно использовать азотную кислоту концентрации, не намного отличающейся от концентрации серной кислоты. Помимо этого, добавка азотной кислоты в отличие от соляной приводит к улучшению качества продукта (с образованием азотированного суперфосфата), а не ухудшению его примесью хлора. Очевидно, что наибольший интерес представляет использование азотной кислоты не в качестве добавки к основной норме серной кислоты, а при замене азотной кислотой некоторого количества серной кислоты. [c.204] Ниже приводятся результаты экспериментального исследования варки суперфосфата при частичной замене серной кислоты азотной с определением полноты и скорости разложения апатита, а также состава и свойств получаемого продукта. [c.205] Сущность способа заключается в разложении природного фосфата смесью серной кислоты с азотной, причем последняя вводится в таком небольшом количестве, чтобы по физическим свойствам продукт был аналогичен суперфосфату. [c.205] Выделяющаяся азотная кислота далее растворяет непроре-агировавший фосфат. В камере созревания эта реакция, очевидно, будет протекать к концу процесса. При недостаточной скорости взаимодействия азотной кислоты с непрореагировавшим апатитом может иметь место выделение в газообразную фазу некоторого количества парообразной азотной кислоты. [c.205] Взаимодействие серной кислоты с апатитом (в отсутствие азотной кислоты), как известно, протекает в две стадии [4, 5]. Вначале часть апатита разлагается в избытке серной кислоты с образованием фосфорной кислоты и сульфата кальция, а затем оставшаяся часть неразложенного апатита реагирует с фосфорной кислотой с образованием монокальцийфосфата, В первой стадии процесса разложение апатита идет значительно быстрее, чем во второй. Во второй стадии процесс особенно сильно замедляется, когда начинается кристаллизация монокальцийфосфата [6]. [c.206] При частичной замене серной кислоты азотной образующаяся в первой стадии процесса фосфорная кислота может вступить в реакцию с продуктом взаимодействия апатита с азотной кислотой — нитратом кальция как в конце процесса созревания, так и при дозревании продукта. Ускорение процесса разложения апатита на второй стадии процесса в этом случае возможно также вследствие большей активности азотной кислоты по сравнению с фосфорной кислотой. Механизм ускоряющего действия добавки азотной кислоты очевидно будет зависеть от скорости отдельных реакций взаимодействия азотной или серной кислоты или фосфорной с фторапатитом, взаимодействия азотнокислого кальция с фосфорной кислотой и др. [c.206] Проведенные ранее исследования выполнены [1—3] для условий получения азотнокислотной вытяжки с целью производства сложных удобрений (например, нитрофоски). При этом используют азотную кислоту концентрации 40—50% НЫОз и больше, а серную кислоту концентрации 50—93% Н2304 [7]. Большинство исследований 8—15] проведено со смесями кислот, в которых молекулярное отношение ННОз Н2504 составляло от 0,7 до 4. [c.206] Отмечается [16] ускорение разложения фосфата смесью серной кислоты с азотной по сравнению с одной серной (для смеси, в которой содержание азотной кислоты превышало 50 вес. %). Предполагают [10], что до тех пор, пока серная кислота остается свободной, образующийся в первый момент нитрат кальция разлагается на азотную кислоту и сульфат кальция. При эти.х условиях последний не обволакивает зерен фосфата и реакция идет до конца. [c.206] Опыты варки суперфосфата при частичной замене серной кислоты азотной проводили с применением серной кислоты концентрации 62,6 и 67,4% Н2504. Азотную кислоту брали такой же концентрации, как и серную кислоту это упрощало подсчеты. Замену серной кислоты азотной производили в пределах от О до 25%. [c.207] Варку суперфосфата с применением кислоты концентрации 62,6% Нг504 проводили в условиях простого и двойного замеса, имитирующего непрерывное смешение реагентов, а с применением кислоты концентрации 67,4% Н2804 — только в условиях, имитирующих непрерывное смешение. Для этой цели применяли как двойной замес, так и замешивание апатита и серной кислоты на предварительно приготовленной искусственной пульпе. При двойном замесе вначале часть апатита смешивали со слабой серной кислотой, а другую часть — с концентрированной кислотой. В этих условиях вторая порция апатита и серной кислоты подается в пульпу, полученную взаимодействием первой порции реагентов. [c.207] Еще большее приближение к условиям непрерывного смешения достигается при использовании для замеса реагентов предварительно приготовленной пульпы, соответствующей по своему составу пульпе, образующейся после разложения апатита на 40—50%. Норму кислоты применяли от 66 до 74 вес. ч. моногидрата на 1бЬ вес. ч. апатитового концентрата. Полученные продукты анализировали после их приготовления, а также через различные сроки их вызревания. Таким образом, в результате опытов можно было выявить влияние добавки азотной кислоты на степень разложения апатита как при получении производственного (камерного), так и экспедиционного (после вызревания) суперфосфата. [c.207] Исходными материалами для проведения опытов служил химически чистые серная и азотная кислоты и апатитовый кон центрат с содержанием 39,4% Р2О5 и 0,1% Н2О. [c.207] Варку суперфосфата двойным замесом [18, 19] производили с применением для каждого замеса серной кислоты разных концентраций. Первый замес производили с 55%-ной серной кислотой, а второй с 75%-ной серной кислотой. Количество кислоты в первом и втором замесах брали в соответствии с общей ее нормой так, чтобы ее средняя концентрация равнялась 62,6% H2SO4. В каждом замесе часть серной кислоты заменяли азотной такой же концентрации, как и серная. Горячий свежий суперфосфат, полученный как простым, так и двойным замесом, выгружали в чашку тонким слоем, по охлаждении продукт пропускали через сито с отверстиями 2 мм, не встряхивая из полученного продукта отбирали пробу на анализ свежего суперфосфата. После этого суперфосфат делили на четыре части и помещали в банки, которые герметически закупоривали. Пробы суперфосфата анализировали через 5, 10, 15, 20 дней. [c.208] Методом простого замеса были проведены варки суперфосфата с нормами кислоты 66, 68, 70, 72, 74 методом двойного замеса — с нормами 68, 70 и 72. Замену серной кислоты на азотную производили в количестве О, 1, 3, 5, 10, 15 и 25%. [c.208] При замене азотной кислотои 10 и 25% серной кислоты получается продукт с плохими физическими свойствами. При замене азотной кислотой О, 1, 3 и 5% серной кислоты продукт получается сухим и рассыпчатым. Степень разложения апатита в полученных продуктах заметно увеличивается с увеличением степени замены серной кислоты азотной. Это справедливо для всех использованных норм кислоты и при разной продолжительности вызревания суперфосфата. Но абсолютное увеличение степени разложения, естественно, больше для незначительных сроков вылеживания продукта, чем для продолжительного вылеживания. Так, при норме кислоты 70 г моногидрата на 100 г апатита замена 5%, серной кислоты азотной приводит к увеличению степени разложения апатита через 5 суток вызревания на 2,4%, а через 20 суток — на 1% (рис. 90). Это же наблюдается и для других норм кислоты (рис. 91). [c.209] Простой замес, нормт киглоты 70, концентрация киглот 62,6%. Продолжительность вылеживания, сутки /—5 2—.0 5—15 20. [c.209] Вернуться к основной статье