Скорость - растворение - апатит
Cтраница 3
Скорость растворения фосфата в растворах, содержащих фосфорную кислоту, лимитируется диффузией наименее подвижного иона кальция от разрушающейся поверхности зерна фосфата в жидкую фазу. Основанием для такого предположения является факт соответствия строя диаграммы растворимости системы СаО - Р205 - Н20 и изохрон растворения апатита ( рис. 82) - максимум скорости растворения апатита практически совпадает с положением узловой точки В на диаграмме растворимости. [31]
Скорость растворения фосфата в растворах, содержащих фосфорную кислоту, лимитируется диффузией наименее подвижного иона, кальция от разрушающейся поверхности зерна фосфата в жидкую фазу. Основанием для такого предположения является факт соответствия строя диаграм-3 0 мы растворимости системы СаО - Р2О5 - Н2О и изохрон растворения апатита ( рис. 81) - максимум скорости растворения апатита практически совпадает с положением узловой точки В на диаграмме растворимости. Концентрация ионов Са2 в насыщенном растворе, образующемся у поверхности зерен фосфата, для точки В наибольшая, а следовательно, и движущая сила диффузии этих ионов в растворе также наибольшая. [33]
Можно предполагать58, что растворение апатита в кислотах лимитируется скоростью диффузии ионов водорода из объема раствора к поверхности частиц фосфата или ионов кальция из пограничного слоя в объем раствора. В области высоких концентраций вязкость растворов фосфорной кислоты значительно увеличивается, что замедляет диффузию ионов и дополнительно уменьшает скорость растворения апатита. Таким образом, концентрация ионов водорода и вязкость раствора являются основными факторами, определяющими скорость растворения апатита в фосфорной кислоте. [34]
На процесс растворения фосфата в растворах фосфорной кислоты, насыщенных фосфатами кальция, существенное влияние оказывает активность ионов водорода. Так, скорость растворения апатита очень мала в области осаждения СаНРО4, что объясняется низкой активностью водородных ионов в этих условиях. В области осаждения Са ( Н2РО4) 2 - 2Н2О активность ионов водорода резко увеличивается, что приводит соответственно к повышению скорости растворения апатита. [35]
Этим объясняют наличие максимума и резкого падения скорости растворения апатита. Полагают при этом, что наименее проницаемые корки образуются в области образования дикальцийфосфата. Непроницаемые корки возникают при высоких ( в пределах 49 - 56 % РзОз) концентрациях насыщенных растворов, что приводит к уменьшению скорости растворения апатита. При дальнейшем повышении концентрации P20s в растворах, равновесных с безводным Са ( Н2РО4) 2, снова образуются относительно рыхлые и проницаемые корки. [36]
При весьма малой степени нейтрализации фосфорной кислоты в этих условиях для оценки скорости процесса можно с известным приближением воспользоваться данными, полученными при изучении растворения апатита в большом объеме фосфорной кислоты 55 59 60 ( рис. 241) При разложении апатита фосфорной кислотой ( в отсутствие серной), с увеличением концентрации Р2О5 до 30 - 35 %, степень диссоциации Н3РО4 уменьшается, но количество ионов водорода в единице объема раствора возрастает. Поэтому на данном участке изохрон-изотерм ( рис. 241) скорость растворения апатита увеличивается. При дальнейшем повышении концентрации значительное падение степени диссоциации фосфорной кислоты приводит к уменьшению числа ионов водорода в единице объема раствора и, следовательно, к уменьшению скорости растворения апатита. [37]
Дальнейшее его разложение происходит на складе. При переработке апатитового концентрата охлаждение суперфосфата до 40 - 50 С способствует - ускоренному разложению апатита, благодаря чему продолжительность складского хранения продукта может быть сокращена. Обычно это связывают с кристаллизацией монокальцийфосфата при понижении температуры и одновременным повышением концентрации водородных ионов, обусловленным уменьшением степени нейтрализации жидкой фазы. Однако скорость растворения апатита в насыщенных растворах системы СаО - Р2О5 - Н2О, как известно, уменьшается с понижением температуры. Кроме того, при выделении монокальцийфосфата из раствора при охлаждении суперфосфата снижается концентрация Р2О5 в жидкой фазе, что также должно привести к замедлению скорости разложения апатита ( см. рис. 39, стр. [38]
 |
Скорость растворения апатита в водных растворах фосфорной кислоты. [39] |
Исходная серная кислота в ходе процесса разложения фосфата разбавляется раствором фосфорной кислоты, поэтому при правильном ведении процесса непроницаемые пленки сульфата кальция тоже не осаждаются на зернах фосфата. Скорость растворения фосфата в кислотах зависит от концентрации водородных ионов. С увеличением концентрации фосфорной кислоты до 30 - 35 % Р2О5 степень ее диссоциации уменьшается, но количество водородных ионов в единице объема раствора возрастает. Поэтому до указанных пределов концентрации фосфорной кислоты скорость растворения апатита увеличивается. При дальнейшем же увеличении концентрации Н3РО4 значительное снижение степени ее диссоциации приводит к уменьшению количества ионов водорода в единице объема и, следовательно, к уменьшению скорости растворения апатита. В области высоких концентраций вязкость растворов фосфорной кислоты возрастает, что замедляет диффузию ионов и дополнительно снижает скорость растворения апатита. Таким образом, концентрация водородных ионов и вязкость раствора являются основными факторами, определяющими скорость растворения апатита в фосфорной кислоте. [40]
При разложении крупнозернистого апатита наблюдается практически линейная зависимость количества разложенного вещества от времени, потому что в этом случае суммарная величина поверхности зерен изменяется медленно. При разложении полидисперсной фосфатной муки линейная зависимость отсутствует. Мелкие зерна обладают большой общей поверхностью, которая быстро уменьшается в ходе реакции. Реакция протекает вначале с высокой скоростью, и мелкие зерна оказываются разложенными до окончания процесса. Крупные зерна имеют относительно малую суммарную поверхность, они реагируют медленно, что приводит к постепенному уменьшению скорости растворения апатита к концу реакции. Апатитовый концентрат обладает очень малой общей удельной поверхностью, поэтому он разлагается кислотами относительно медленно. [41]
Исходная серная кислота в ходе процесса разложения фосфата разбавляется раствором фосфорной кислоты, поэтому при правильном ведении процесса непроницаемые пленки сульфата кальция тоже не осаждаются на зернах фосфата. Скорость растворения фосфата в кислотах зависит от концентрации водородных ионов. С увеличением концентрации фосфорной кислоты до 30 - 35 % Р2О5 степень ее диссоциации уменьшается, но количество водородных ионов в единице объема раствора возрастает. Поэтому до указанных пределов концентрации фосфорной кислоты скорость растворения апатита увеличивается. При дальнейшем же увеличении концентрации Н3РО4 значительное снижение степени ее диссоциации приводит к уменьшению количества ионов водорода в единице объема и, следовательно, к уменьшению скорости растворения апатита. В области высоких концентраций вязкость растворов фосфорной кислоты возрастает, что замедляет диффузию ионов и дополнительно снижает скорость растворения апатита. Таким образом, концентрация водородных ионов и вязкость раствора являются основными факторами, определяющими скорость растворения апатита в фосфорной кислоте. [42]
Исходная серная кислота в ходе процесса разложения фосфата разбавляется раствором фосфорной кислоты, поэтому при правильном ведении процесса непроницаемые пленки сульфата кальция тоже не осаждаются на зернах фосфата. Скорость растворения фосфата в кислотах зависит от концентрации водородных ионов. С увеличением концентрации фосфорной кислоты до 30 - 35 % Р2О5 степень ее диссоциации уменьшается, но количество водородных ионов в единице объема раствора возрастает. Поэтому до указанных пределов концентрации фосфорной кислоты скорость растворения апатита увеличивается. При дальнейшем же увеличении концентрации Н3РО4 значительное снижение степени ее диссоциации приводит к уменьшению количества ионов водорода в единице объема и, следовательно, к уменьшению скорости растворения апатита. В области высоких концентраций вязкость растворов фосфорной кислоты возрастает, что замедляет диффузию ионов и дополнительно снижает скорость растворения апатита. Таким образом, концентрация водородных ионов и вязкость раствора являются основными факторами, определяющими скорость растворения апатита в фосфорной кислоте. [43]
Исходная серная кислота в ходе процесса разложения фосфата разбавляется раствором фосфорной кислоты, поэтому при правильном ведении процесса непроницаемые пленки сульфата кальция тоже не осаждаются на зернах фосфата. Скорость растворения фосфата в кислотах зависит от концентрации водородных ионов. С увеличением концентрации фосфорной кислоты до 30 - 35 % Р2О5 степень ее диссоциации уменьшается, но количество водородных ионов в единице объема раствора возрастает. Поэтому до указанных пределов концентрации фосфорной кислоты скорость растворения апатита увеличивается. При дальнейшем же увеличении концентрации Н3РО4 значительное снижение степени ее диссоциации приводит к уменьшению количества ионов водорода в единице объема и, следовательно, к уменьшению скорости растворения апатита. В области высоких концентраций вязкость растворов фосфорной кислоты возрастает, что замедляет диффузию ионов и дополнительно снижает скорость растворения апатита. Таким образом, концентрация водородных ионов и вязкость раствора являются основными факторами, определяющими скорость растворения апатита в фосфорной кислоте. [44]
Страницы: 1 2 3