ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности растворения при получении различных продуктов из "Основные процессы технологии минеральных удобрений" Получение простого суперфосфата. Скорость растворения фосфата зависит от концентрации серной кислоты, состава и степени пересыщения жидкой фазы суперфосфата продуктами реакции. На рис. 2-1 показан общий вид зависимости степени растворения за определенное время (изохрона) от начальной концентрации серной кислоты [23]. [c.39] Основным физическим фактором, определяющим скорость растворения фосфата серной кислотой, является диффузия ионов кальция в пограничном слое растворяющегося зерна фосфата. Скорость диф( )узии, а следовательно, и скорость растворения фос( )ата тем больше, чем выше концентрация в пограничном слое ионов кальция, определяемая растворимостью кристаллогидратов сульфата кальция. Таким образом, создавая условия повышенной растворимости сульфата кальция, можно способствовать повышению скорости растворения фос( )ата. [c.40] Снижать скорость растворения фосфата может кристаллизация сульфата кальция на поверхности растворяющихся зерен. Отложение мелких кристаллов в большей мере, чем крупных, тормозит процесс растворения фосфата вследствие образования плотного слоя, препятствующего прониканию растворителя к поверхности фосфатного вещества. Крупные кристаллы сульфата кальция образуют более рыхлый проницаемый слой на зернах фосфата, что в меньшей мере снижает скорость их растворения. Поэтому при растворении фосфата серной кислотой целесообразно создавать условия максимальной растворимости сульфата кальция, при которых скорость кристаллизации минимальна. Это приводит к образованию относительно крупных кристаллов сульфата кальция. [c.40] Скорость растворения природных фосфатов серной кислотой увеличивается с повышением температуры реакционной массы [24]. На рис. 2-2, а приведены кривые изменения степени растворения фосфорита 50%-й серной кислотой в зависимости от продолжительности процесса при различных температурах. При 80 °С фосфорит растворяется практически полностью менее чем за 30 мин. [c.40] Скорость растворения фосфата в фосфорной кислоте определяется диффузией наименее подвижных ионов кальция из пограничного слоя в раствор. В ненасыщенных растворах фосфорной кислоты скорость растворения фосфата выше, чем в насыщенных. Она понижается с увеличением степени нейтрализации первого водородного иона фосфорной кислоты, что, в свою очередь, замедляет достижение равновесной концентрации солей кальция в растворе (рис. 2-2,6). [c.41] Повышение температуры (за счет положительного теплового эффекта реакции) приводит к увеличению скорости растворения фосфата. Так, повышение температуры на 10°С увеличивает скорость растворения апатита в разбав.тенных растворах фосфорной кислоты и в частично нейтрализованных растворах в 1,3—1,5 раза [25]. [c.41] Нейтрализация фосфорной кислоты соединениями магния, кальция, полуторных оксидов резко уменьшает скорость растворения фосфатов. В фосфорной кислоте, нейтрализованной карбонатом магния на 30 и 50%, скорость растворения апатита при 40 °С и соотношении Т Ж=1 30 уменьшается в 3 и 14 раз соответственно [26]. [c.41] На скорость растворения фосфатов фосфорной кислотой существенное влияние оказывает степень измельчения сырья с увеличением размеров частиц фосфата процесс растворения замедляется. Эта закономерность подтверждается при оценке общей удельной поверхности зереп фосфата кристаллический апатит обладает меньшей удельной поверхностью и растворяется медленнее, чем, например, фосфориты той же степени помола, которые имеют развитую внутреннюю поверхность зерен. [c.42] Интенсивность перемешивания — также важный фактор изменения скорости растворения фосфатов, так как она определяет интенсивность диффузионного обмена ионов между поверхностью зерен и жидкой фазой реакционной смеси. При этом, чем выше избыток жидкой фазы, тем равномернее распределение зерен фосфата в объеме реакционной смеси и выше скорость их растворения кислотами. [c.42] Получение экстракционной фосфорной кислоты. Особенностью взаимодействия фосфата со смесью серной и фосфорной кислот является выделение в твердую фазу кристаллогидратов сульфата кальция. [c.42] В качестве РАИ применяли изотоп фосфора Р, который получали посредством облучения навески апатита в ядерном реакторе потоком тепловых нейтронов при интегральной дозе 4-10 нейтронов на 1 см и последующем выдерживании в защитном свинцовом контейнере 7—10 сут с целью уменьшения наведенной активности короткоживущих изотопов, присутствующих в качестве примеси. Выбранная интенсивность облучения апатита не изменяла его химических свойств и параметров кристаллической решетки. [c.42] На рис. 2-3, а изображены кривые зависимости степени растворения апатита (коэффициента извлечения Р2О5 в раствор) от времени его взаимодействия с фосфорнокислыми растворами для условий полугидратного процесса получения экстракционной фосфорной кислоты [29]. [c.43] Аналогичные закономерности скорости растворения апатита получены и для условий дигидратного процесса получения ЭФК [29]. [c.43] Замедление скорости растворения апатита при повышении концентрации Н2504 в фосфорнокислых растворах объясняется образованием сульфатных пленок на поверхности фосфата вследствие снижения растворимости сульфата кальция. Этот факт подтверждает предположения, приводимые в работах [23, 26]. Сульфатные пленки, образованные при различных условиях, имеют разную проницаемость для фосфорнокислого раствора, о чем свидетельствует медленное увеличение /(извл в раствор во времени. В этой связи можно предположить, что процесс растворения фосфатного сырья протекает в два этапа в начальный момент взаимодействия процесс идет в кинетической области, затем лимитирующей стадией растворения становится диффузия реагентов. [c.43] Вернуться к основной статье