Скорость - растворение - фосфат
Cтраница 3
 |
Скорость растворения апатита в водных растворах фосфорной кислоты. [31] |
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. [32]
 |
Скорость растворения апатита в фосфорной кислоте при различной степени ее нейтрализации z и 40 С. [33] |
Оптимальный режим разложения фосфатов устанавливают с учетом состояния равновесия системы и кинетических условий процесса. Скорость растворения фосфата в свободной и в частично нейтрализованной фосфорной кислоте определяется скоростью диффузии ионов Са2 из пограничного слоя в объем раствора. [34]
Оптимальные условия экстракции определяются стремлением получить возможно более - высокую концентрацию кислоты, крупные, хорошо фильтрующиеся кристаллы фосфогипса и ускорить процесс экстракции. Скорость растворения фосфата лимитируется скоростью диффузии ионов водорода к поверхности частиц фосфата или ионов кальция из пограничного слоя в объем раствора. При высоких концентрациях возрастает вязкость растворов фосфорной кислоты, что замедляет скорость диффузии и снижает скорость растворения. Крупные кристаллы гипса получаются при 70 - 80 С и невысокой концентрации серной кислоты. Для получения более концентрированной фосфорной кислоты и ускорения процесса применяют 75 % - ную башенную серную кислоту ( а иногда и купоросное масло) и более высокую температуру в начале экстракции. Скорость экстракции увеличивают также интенсивным перемешиванием. Процесс ведут непрерывно в батарее реакторов с мешалками - в экстракторах, расположенных каскадно и соединенных между собой перетоками. Фосфогипс отделяют на непрерывно-действующих барабанных вакуум-фильтрах и многократно промывают водой и разбавленными оборотными растворами. Фосфогипс содержит некоторое количество фосфора и может быть использован как косвенное удобрение для улучшения структуры почвы, как прямое удобрение для некоторых культур и для строительных целей. [35]
Основным физическим фактором, определяющим скорость растворения фосфата серной кислотой, является диффузия ионов кальция в пограничном слое растворяющегося зерна фосфата. Скорость диффузии, а следовательно, и скорость растворения фосфата тем больше, чем выше концентрация в пограничном слое ионов кальция, определяемая растворимостью кристаллогидратов сульфата кальция. [36]
Важным, но недостаточно изученным фактором, определяющим скорость растворения фосфатов и качество получаемых кристаллов сульфата кальция, является способ подготовки серной кислоты к реакции. Ранее считалось логичным использование серной кислоты пониженной концентрации ( 55 - 56 % - и), так как это уменьшает вероятность локальных пересыщений фосфорнокислого раствора по сульфату кальция. Однако стадия предварительного разбавления серной кислоты водой имеет ряд существенных недостатков: ухудшается водный баланс стадии фильтрации; локальные пересыщения раствора по сульфату кальция устраняются не полностью. [37]
Имеющиеся данные по равновесию в системе СаО - SO3 - - Р2О5 - Н2О [1, 2] и в системе СаО - Р2О5 - Н2О [3-9] позволяют установить характер образующихся продуктов и с достаточной полнотой оценить выход кристаллизующихся веществ [10, 11] в зависимости от температуры и концентрации взаимодействующих реагентов. Однако для выбора оптимальных условий осуществления процесса и разработки рациональных способов кислотного разложения фосфатов необходимо также знание закономерностей, характеризующих скорость растворения фосфатов и кристаллизации образующихся твердых фаз. [38]
Подробно изучены [12-15] механизм и кинетика хлорирования фосфатов в расплаве хлоридов натрия, калия и кальция, влияние концентрации и скорости подачи хлора, влияние количества и степени измельчения восстановителя и др. Установлено, что на первой стадии процесса образуются хлорид кальция и полифосфаты кальция. Хлориды фосфора начинают выделяться только после превращения ортофосфата в конденсированные формы. Скорость процесса пропорциональна поверхности восстановителя, концентрации фосфата, она зависит от скорости растворения фосфатов в расплаве и обратно пропорциональна вязкости среды. Лимитирующей стадией является взаимодействие хлора, сорбированного на поверхности угля, с фосфатом. Вследствие этого скорость подачи хлора мало влияет на интенсивность процесса. [39]
Страницы: 1 2 3