ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация в процессе получения суперфосфата из "Кристаллизация в химической промышленности" Кристаллизация в технологии получения суперфосфата играет очень большую роль. Прежде всего с кристаллизацией связано само производство этого удобрения [1—3, 5, 10, 11]. Реакция разложения апатита проводится в две стадии. Сначала апатит взаимодействует с серной кислотой, превращаясь в основном в фосфорную кислоту и сульфат кальция. Затем выделившаяся фосфорная кислота разлагает оставшуюся часть апатита с образованием монокальцийфосфата. На первой стадии происходит кристаллизация сульфата кальция в виде полугидрата, а на второй — монокальцийфосфата с одной молекулой кристаллизационной воды. [c.188] Это превращение идет при 110—120 °С в растворе фосфорной кислоты, содержащем 42—46% Р2О5. Скорость дегидратации полугидрата сравнительно велика. [c.189] Полугидрат сульфата кальция в силу образования сильно пересыщенных растворов кристаллизуется в виде мелких игольчатых кристаллов длиной 5—7 и шириной 1—2 мкм. С уменьшением концентрации серной кислоты размеры кристаллов полугидрата увеличиваются. Ангидрит кристаллизуется в виде пластинок и призм. Кристаллизация и дегидратация полугидрата сульфата кальция в основном происходят па первой стадии образования суперфосфата, но продолжаются и в суперфосфатной камере. [c.189] Влияние температуры, концентрации реагентов и скорости их смешения па кинетику кристаллизации носит сложный характер. Действительно, с одной стороны, увеличение температуры благоприятно сказывается на гранулометрическом составе кристаллического продукта в результате снижения скорости зародыше-образоваи я, а с другой, оно в конечном итоге приводит к замедлению [оста кристаллов, что в данном случае нежелательно. Отметим также, что с увеличением Т ускоряется процесс образования пересыщенного раствора, что может привести к образованию более высоких пересыщений. Напомним, что предельное пересыщение в известной мере зависит от скорости взаимодействия реагентов, если Лс создается химическим путем, или от скорости охлаждения при термическом способе создания пересыщений. [c.189] На второй стадии реакции разложения фосфата кислотами происходит кристаллизация монокальцийфосфата. Жидкая фаза становится насыщенной по отношению к фосфатам кальция к моменту окончания созревания суперфосфата в камере. В дальнейшем образуются пересыщенные растворы, из которых кристаллизуется Са(Н2Р04)2 Н20 [1—3, 11 ]. Кристаллизация монокальцийфосфата происходит в гелеобразной массе, где процесс разложения оставш ейся массы фосфатного сырья идет очень медленно. Поэтому затруднено как создание пересыщения, так и образование твердой фазы. Образование кристаллов монокальцийфосфата происходит в ярко выраженной диффузионной области. Скорость кристаллизации монокальцийфосфата по сути дела лимитируется скоростью разложения сырья фосфорной кислотой. [c.190] Кристаллизация Са(Н2Р04)2-Н20 в основном происходит при дозревании суперфосфата в складских условиях и идет длительное время. Кроме монокальцийфосфата при повышенных температурах возможно также образование дикальцийфосфата. Оба соединения могут образовывать на частицах фосфатного сырья кристаллические пленки, подобные тем, что образует сульфат кальция. Пленки дикальцийфосфата более плотные и менее проницаемы, чем пленки монокальцийфосфата. Дозревание суперфосфата ускоряется при понижении температуры до 40—50 °С. Это связано с уменьшением возможности образования пассивирующих пленок СаНР04. В силу указанных особенностей кристаллизация монокальцийфосфата происходит при очень небольших пересыщениях. Скорости образования зародышей и роста кристаллов при этом очень малы. [c.190] Приведенные данные о кристаллизации сульфата кальция и фосфорнокислого кальция в суперфосфатном производстве говорят о том, что, несмотря на присутствие большого числа частиц твердой фазы, образование центров кристаллизации новой фазы происходит весьма интенсивно. Даже в условиях очень малых пересыщений в гетерогенных системах зародыши возникают и развиваются в довольно большом количестве. Надо полагать, что происходит образование как первичных, так и вторичных зародышей. [c.190] Кристаллизация монокальцийфосфата при дозревании суперфосфата идет при медленном снижении температуры. Таким образом, и здесь мы имеем дело с процессом политермического осаждения. При уменьшении температуры более плотные пленки дикальцийфосфата растворяются, что приводит к ускорению процесса дозревания. По мере кристаллизации солей в суперфосфате происходят перемещения самих кристаллов и жидкой фазы по массе продукта. Это приводит к своеобразному перемешиванию системы, которое, как полагают [1 ], оказывается более эффективным, чем механическое. [c.191] На первой стадии разложения фосфоритов в раствор переходят сульфаты магния и других иримесей, а на второй —соответствующие фосфаты иримесей. Находясь в растворе, примеси оказывают влияние на кинетику образования кристаллических твердых фаз в вышеуказанных направлениях. Кроме кинетики фазообразования, нримеси оказывают существенное влияние и на физикохимические характеристики получаемого продукта. [c.191] Кристаллизация фосфатов кальция играет большую роль при производстве различных концентрированных удобрений [5, И]. Наиример, при производстве двойного суперфосфата кристаллизуется монокальцийфосфат. Пересыщенные но отношению к фосфату кальция растворы образуются при разложении природных фосфатов экстракционной или термической фосфорной кислотой. Как правило, именно кристаллизация определяет скорость разложения. [c.191] Вернуться к основной статье