ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы получения суперфосфата из "Технология минеральных солей" Бывшая до недавнего времени спорной, сущность явлeний происходящих при получении суперфосфата, установлена работами А. П. Белопольского, М. Л. Чепелевецкого и других совет- ских ученых. [c.502] В зависимости от соотношения между реагирующими компонентами при разложении трикальцийфосфата серной кислотой получается или фосфорная кислота, или кислые фосфаты кальция. Последние образуются тогда, когда серной кислоты нехва-тает для связывания всего кальция в сульфат. [c.502] В производственных условиях эта реакция заканчивается в течение 20—40 мин. в период созревания (твердения) суперфосфатной массы при этом малорастворимый в фосфорной кислоте сульфат кальция выпадает в осадок в форме полугидрата. Однако, при температуре выше 100°, которая имеет место в камерах для созревания суперфосфата, основная масса сульфата кальция в течение нескольких минут превращается из полугидрата в безводный ангидрит, в форме которого главным образом и находится в готовом суперфосфате. [c.502] Первая стадия разложения фосфата протекает быстро. В связи с накоплением в растворе монокальцийфосфата реакционная способность жидкой фазы понижается и реакция постепенно замедляется. Для полного разложения фосфата требуется длительное время, вследствие чего оно заканчивается при дальнейшем вылеживании продукта на складе в течение 6—30 суток (в зависимости от сорта сырья). Применение серной кислоты повышенной концентрации ускоряет доразложение фосфата, так как повышает концентрацию фосфорной кислоты в жидкой фазе. [c.503] Ускорению доразложения способствует охлаждение суперфосфатной массы на складе путем ее перелопачивания и распыления. Происходящее при этом испарение влаги также rfu-собствует доразложению. В результате понижения температуры и повышения концентрации фосфорной кислоты растворимость монокальцийфосфата уменьшается, что вызывает его кристаллизацию. Так как при этом концентрация свободной фосфорной кислоты в жидкой фазе увеличивается еще больше, то, несмотря на понижение температуры, реакция разложения фосфата ускоряется. Оптимальной температурой дозревания суперфосфата является 35—40°. Практически температура суперфосфата на складе колеблется, в зависимости от продолжительности и условий хранения, от 20 до 50°, а внутри больших куч доходит иногда до 70°. [c.503] Присутствие карбоната кальция (и магния) увеличивает расход серной кислоты на разложение и уменьшаег процент Р2О5 в продукте. Однако, оно благоприятно отражается на протекании реакций разложения, так как интенсивная экзотермичная 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. [c.503] Сульфат железа растворим лучше фосфатов железа. Поэтому в твердую фазу, по мере уменьшения концентрации фосфорной кислоты, выпадают только фосфаты железа, главным образом в форме РеР04 2ЦгО. [c.504] Аналогичным путем из А Оз образуются фосфаты алюминия, которые лучше растворимы, чем фосфаты железа, и выпадают в твердую фазу при меньшей кислотности суперфосфата. [c.504] Выделяющийся при разложении фосфата фтористый водород, реагируя с содержащимся в сырье кремнеземом, образует газообразный 81р4 и кремнефтористоводородную кислоту. 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 неразложенном виде, около 55—60%. Остальной удаляется в газовой фазе. [c.504] Применение серной кислоты повышенной концентрации допустимо при непрерывном осуществлении процесса, при введении фосфоритной 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 достаточно рыхлым. [c.505] Оптимальная концентрация, температура и норма серной кислоты устанавливаются для каждого сорта фосфатного сырья опытным путем. [c.505] При производстве суперфосфата из апатитового концентрата в периодически действующей аппаратуре применяется кислота с концентрацией 62—64% Н2804, а при переработке фосфоритов— 65—67% НгЗО . Чем выше концентрация кислоты, тем ниже влажность получаемого продукта. Так, например, содержание влаги в свежеприготовленном суперфосфате из апатитового концентрата при применении 61 %-ной серной кислоты (70 кг кислоты на 100 кг концентрата) составл 1ет в среднем 16%, а при 68,5%-ной кислоте—12%. В зимнее время, когда условия испарения воды из суперфосфата ухудшаются, применяется более крепкая серная кислота, чем летом. [c.505] Температура поступающей на разложение серной кислоты устанавливается в зависимости от ее концентрации. Оптимальной температурой является для 61%-ной кислоты 65—75°, для 64%-ной — 50—60°. Летом температура кислоты устанавливается примерно на 5° ниже, чем зимой. При повышении температуры кислоты с 52 до 70° содержание влаги в суперфосфате снижается на 0,8%. [c.505] О полноте разложения фосфатного сырья при производстве суперфосфата судят по коэфициенту разложения, являющемуся отношением количества усвояемой Р2О5 к общему количеству Р2О5 в суперфосфате. Коэффициент разложения тем больше, чем больше норма серной кислоты, взятой на разложение 100 вес. ч. [c.505] Упругость водяного пара над насыщенным раствором монокальцийфосфата при 20° равна 16,5 мм рт. ст. Следовательно, такой раствор будет притягивать влагу из воздуха, если воздух будет иметь 100% относительной влажности (упругость насыщенного водяного пара при 20° равна 17,5 мм рт. ст.). Если же воздух не насыщен водяными парами, например, если его относительная влажность равна 75%, то насыщенный раствор монокальцийфосфата будет высыхать. [c.506] Вернуться к основной статье