ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорость процессов образования суперфосфата из "Технология минеральных удобрений" Зависимость скорости первой стадии процесса разложения фосфатов от концентрации серной кислоты имеет сложный характер. В различных условиях сернокислотного разложения фосфатов на поверхности их частиц могут образовываться плотные или сравнительно рыхлые, пористые пленки кристаллов сульфата кальция. Образование плотных отложений затрудняет контакт между жидкой фазой и поверхностью частиц фосфата, вследствие чего реакция замедляется. Это следует учитывать при выборе оптимальных условий процесса разложения образование пленок оказывает влияние и на протекание его второй стадии. [c.118] При смешении фосфата с серной кислотой жидкая фаза в тонком слое возле поверхности каждой частицы насыщается сульфатом кальция. Скорость его диффузии из пограничного слоя в раствор определяет скорость разложения фосфата. В известных условиях тонкий слой раствора на поверхности частиц быстро пересыщается сульфатом кальция, который затем осаждается непосредственно на фосфатных частицах, тормозя дальнейшее протекание реакции. Такое пассивирование частиц фосфата зависит от размеров и формы образующихся кристаллов aS04. [c.118] Оптимальный режим смешения на практике устанавливают путем подбора соответствующей продолжительности пребывания пульпы в смесителе. Для этого изменяют полезный объем смесителя, регулируя уровень перелива из него пульпы. При начальной концентрации серной кислоты 68,5—69,5% время пребывания пульпы в смесителе составляет 5—7 мин. [c.120] Для определения скорости реакции разложения фосфата фосфорной кислотой во второй стадии процесса большое значение имеют условия кристаллизации фосфатов кальция, которые могут быть установлены при изучении диаграммы состояния системы СаО—Р2О5—Н2О. [c.121] Сульфат кальция к началу второй стадии выпадает в осадок и практически не входит в равновесную систему. Влияние небольших количеств фтора, значительная часть которого уходит из сферы реакции в газообразном состоянии, обычно не учитывают. [c.121] К—коэффициент разложения апатита, % г—степень нейтрализации фосфорной кислоты, %. [c.121] В верхней части рисунка построена вспомогательная (расчетная) диаграмма зависимости степени нейтрализации z фосфорной кислоты от коэффициента К разложения апатита при норме расхода H2SO4 соответственно 68 и 72 кг на 100 кг апатитового концентрата (предельные практические расходные нормы серной кислоты). Эта диаграмма связана с нижней посредством общей шкалы степени нейтрализации (на нижнюю диаграмму шкала нанесена в виде лучей, исходящих из точки О). Точка N, соответствующая составу монокальцийфосфата, лежит на луче 100%-ной нейтрализации (когда первый ион водорода Н3РО4 полностью замещен ионом кальция). [c.122] В точке пересечения с лучом нейтрализации находим точку D, которая для принятых условий выражает состав фосфатной части свежего суперфосфата. [c.122] Эта точка при 115°С находится в области ненасыщенных растворов и, следовательно весь монокальцийфосфат, содержащийся в свежем горячем суперфосфате, будет находиться в растворе. [c.122] Коэффициент разложения апатита. [c.123] Примечание. Состав фосфатной части свежего суперфосфата соответ-ствует точке В на рис. 38, суперфосфата после хранения—точ се ) . [c.123] После складской дообработки состав фосфатной части суперфосфата соответствует точке D , которая при 40 °С находится в поле кристаллизации монокальцийфосфата. Количества твердой и жидкой фаз в фосфатной части могут быть определены по правилу рычага на луче кристаллизации NM длина отрезка MD пропорциональна количеству твердого монокальцийфосфата, длина ND — количеству жидкой фазы. [c.123] Коэффициент разложения апатита и, следовательно, состав суперфосфата зависят от условий равновесия в системе СаО—Р2О5—Н2О, которые в свою очередь влияют на скорость процесса разложения фосфата фосфорной кислотой. Это объясняется тем, что во второй стадии на частицах фосфата также образуются кристаллические пленки, состоящие из ди- или монокальцийфосфата. [c.123] Следует отметить, что замедление реакции при низких концентрациях насыщенных растворов связано также с малой активностью водородных ионов среды в этих условиях. Скорость разложения апатита во второй стадии процесса определяется первоначальными условиями технологического режима — кон центрацией серной кислоты, температурой реакционной массы и режимом смешения реагентов. [c.124] Судя по приведенным выше показателям производства суперфосфата, режим получения его из апатитового концентрата близок к условиям, обеспечивающим сравнительно высокие скорости разложения фосфата фосфорной кислотой. При концентрации исходной серной кислоты 68—68,5% Нг504, непрерывном смешении реагентов и температуре в камере до 120 °С образуется насыщенный раствор фосфорной кислоты (средняя концентрация 46%) Р2О5). Эта концентрация является оптимальной во второй стадии процесса. [c.124] Вернуться к основной статье