ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перемешивание маточного раствора из "Производство сульфата аммония" На многих заводах сульфатные сатураторы работают непрерывно длительное время. На некоторых заводах после непродолжительного периода времени возрастает сопротивление сатураторов, циркуляция д аточного раствора наруптяется. Иногда сатураторы настолько забиваются отложениями солей, что приходится их останавливать и очищать. Отложения представляют собой плотный, подобно бетону, осадок мелкокристаллической соли сульфата аммония самых различных цветов. Этот осадок отлагается на внутренней поверхности аппарата, в барботажном зонте, газоходах и даже в кислотной ловушке. [c.95] Сульфат аммония на таких установках, как правило, получается низкого качества мелкокристаллический темно-серого цвета с повышенным содержанием кислоты и влаги. [c.95] Столь ненормальная работа сульфатного отделения вызвана прежде всего неправильным ведением технологического процесса в сатураторе. Одно из основных условий получения крупнокристаллического сульфата аммония — это интенсивное перемешивание маточного раствора в сатураторе. [c.95] Работами многих исследователей доказано, что крупные кристаллы химически более чисты, чем мелкие. [c.95] Известно, что кристаллизация сульфата аммония в сатураторах происходит из сильно пересыщенных растворов, в которых непрерывно образуются кристаллы сульфата аммония. [c.95] Теоретический процесс получения крупнокристаллической соли детально изучен Г. Н.Лебедевой. [c.95] Пересыщенные растворы представляют собой относительно устойчивую систему, которая существует до тех пор, пока в ней не появятся зародыши другой фазы. После этого начинается рост кристаллических зародышей. [c.95] Границей существования пересыщенных растворов является такое состояние, когда толчок или перемешивание вызывают самопроизвольную лавинную кристаллизацию с образованием многочисленных зародышей. Поэтому нельзя допускать высокого пересыщения раствора в сатураторе. Кристаллизация должна производиться из слабо пересыщенного раствора. В этом случае обеспечивается необходимый рост кристаллов сульфата аммония, для чего необходимо организовать интенсивное, но плавное, без завихрений, перемешивание пересыщенного раствора в сатураторе. [c.95] Пересыщению раствора способствует повышенная нагрузка сатуратора по газу, хотя при этом одновременно усиливается й перемешивание жидкости в сатураторе. Необходимым условием постоянства пересыщения содержимого ванны является равномерность подачи газа и серной кислоты в сатуратор в строго эквивалентных количествах. При интенсивном перемешивании раствора в сатураторе степень пересыщения снижается в результате более интенсивного роста кристаллов. [c.95] На рис. 30 показаны кривые, характеризующие растворимость и пересыщение кислого раствора в интервале температур 30—70° С. [c.96] Из рисунка видно, что рост кристаллов происходит в области, ограниченной кривой растворимости и кривой пересыщения. Причем чем шире зона кристаллизации, тем больше возможность для роста кристаллов. Изменение растворимости сульфата аммония составляет 3,69%, в среднем 0,09% на 1 град температуры. [c.96] Таким образом, область пересыщения, в которой может происходить рост кристаллов сульфата аммония, очень мала. В производственных условиях при наличии загрязнений в маточном растворе эта величина снижается до 0,25%. Поэтому требуемая скорость роста кристаллов соли в промышленных условиях достигается путем интенсивного перемешивания маточного раствора в сатураторе. [c.96] При производительности сатуратора 2,5—3,0 т/ч сульфата аммония интенсивность циркуляции маточного раствора в ванне должна составлять 800—900 м /ч. [c.96] С — средняя концентрация пересыщенного питательного вещества в маточном растворе, % с — концентрация насыщенного питательного вещества в маточном растворе у граней кристалла, % к — коэффициент, зависящий от интенсивности притока питательного вещества в маточном растворе к граням кристалла. [c.97] Из приведенного уравнения следует, что скорость роста кристаллов зависит от разности концентраций пересыщенного С и насыщенного с раствора чем больше эта разность, тем больше скорость роста кристаллов. [c.97] Скорость роста кристалла возрастает также с увеличением его размера, т. е. для быстрого выращивания крупных кристаллов необходимо, чтобы зародыши, помещенные в зону кристаллизации, уже имели достаточную поверхность. Представляется целесообразным вводить в зону кристаллизации готовые кристаллы. Это, очевидно, приведет к получению крупных кристаллов и подавлению процесса образования новых зародышей. [c.97] Константа к определяется интенсивностью притока питательного материала к граням кристаллов. [c.97] Следует иметь в виду, что растворимый сульфат аммония как питательное вещество откладывается на поверхности растущего кристалла только из той части раствора, которая непосредственно примыкает к кристаллу. Поэтому вокруг растущего кристалла образуется слой менее насыщенного раствора по сравнению с остальным раствором. Для дальнейшего роста кристалла необходимы свежие порции питания из основной массы пересыщенного раствора. Это достигается путем непрерывного перемешивания раствора. [c.97] Увеличение околокристальной зоны приводит к уменьшению скорости притока питательного вещества, а следовательно, и снижению скорости роста кристалла. При перемешивании раствора или при перемещении кристалла околокристальная зона нарушается, увеличивается приток питательного вещества из пересыщенного раствора и скорость роста кристалла возрастает. [c.97] Установлено, что при перемешивании раствора мешалкой скорость роста кристалла увеличивается пропорционально скорости вращения мешалки в степени 2/3. Интенсивное нарушение околокристальной зоны, достигаемое перемешиванием, является важнейшим условием получения крупных кристаллов. [c.97] Вернуться к основной статье