ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорость разложения фосфатов фосфорной кислотой из "Технология минеральных солей Часть 2" Р04 фосфата с образованием малодиссоциироваиной Н3РО4. Сульфат-ионы связывают ионы кальция, и преобладающее их количество выделяется в относительно большом объеме раствора (Т Ж 2 3 1) в виде малорастворимого сульфата кальция. В этих условиях, при правильном режиме процесса, сульфат кальция не осаждается на зернах растворяющегося фосфата исключено и выделение из раствора фосфатов кальция, которые могли бы образовать на поверхности зерен экранирующую корку. [c.97] Экспериментальное исследование скорости процесса в условиях растворения фосфата в серной кислоте в смеси с фосфорной кислотой весьма затруднительно из-за сложности образующейся системы. [c.97] Таким образом, разложе-ние фосфата протекает при взаимодействрш с серной вО кислотой небольшой концен- трацни, и скорость процес- са максимальна при не- Щ, которой оптимальной кон- центрации серной кислоты го в смеси с фосфорной, лежа- щей в левой части рис. 217. д По-видимому, в области концентраций серной кислоты в смеси меньше оптимальной разложение фосфата замедляется вследствие недостаточной активности ионов водорода, а при больших концентрациях вследствие торможения реакции при экранировании поверхности зерен фосфата коркой выделяющегося сульфата кальция. [c.101] Скорость разложения апатита кислотами прямо пропорциональна внешней поверхности зерен минерала . При разложении крупнозернистого апатита наблюдается практически линейная зависимость количества разложенного веш,ества 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. [c.103] Крупные зерна имеют относительно малую суммарную поверхность, они реагируют медленно, что приводит к постепенному уменьшению скорости растворения апатита к концу реакции. В производстве фосфорной кислоты применяется фосфатная мука стандартного помола, т. е, с остатком на сите 0,15 мм до 14 /о-Апатитовый концентрат обладает очень малой общей удельной поверхностью, поэтому он разлагается кислотами относительно медленно. Осадочные фосфориты, содержащие фторапатит в виде мельчайших зерен (меньше 1 мк), разлагается с большей скоростью 5 . [c.103] При разложении фосфата в две ступени по уравнениям (2) и (3) в первой ступени процесса диссоциация фосфорной кислоты постепенно подавляется вследствие роста концентрации монокальцийфосфата в растворе. [c.103] Скорость реакции апатита с фосфорной кислотой зависит также от температуры. Температурный коэффициент скорости растворения апатита в растворах фосфорной кислотынаходится в пределах от 1,31 до 1,48. [c.104] Разложение фосфоритов сопровождается выделением СОг, образующей пену. При недостаточно интенсивном перемешивании частицы фосфата, попадая в малоподвижную пепу, образуют комочки, которые в результате взаимодействия с серной кислотой покрываются коркой кристаллов сульфата кальция. Это нарушает нормальный процесс разложения фосфата. Перемешивание должно обеспечить интенсивное движение верхнего слоя пены и ее поглощение (засасывание) пульпой в воронку, образующуюся при вращении лопастных мешалок с окружной скоростью 4—6 -и/сек. Применяются также подавители пены. Для создания турбулентного движения жидкости при перемешивании имеет значение отношение Ж Т в пульпе. Практикой установлено отношение Ж Т а пределах от 2,5 до 3,5, которое поддерживается циркуляцией оборотной фосфорной кислоты. [c.104] В производственных условиях высокая степень разложения природных фосфатов (в том числе и наиболее медленно реагирующего апатитового концентрата) достигается уже в первые 1 —1,5 ч. Однако скорость разложения фосфата не является единственным фактором, определяющим длительность процесса. Она определяется условиями образования крупнокристаллического сульфата кальция, обладающего хорошими фильтрующими свойствами, из которого можно отмыть фосфорную кислоту небольшим количеством воды. Это необходимо для получения кислоты максимальной концентрации (так как промывная вода возвращается в цикл). Практически продолжительность экстракции для разных видов сырья и режимов колеблется в пределах 4—8 ч. [c.105] ВЫ которых расположены ниже кривой аЬ, ангидрит непосредственно переходит в гипс (рис. 245), а полугидрат предварительно претерпевает дегидратацию, переходя в ангидрит. [c.107] На рис. 246 показаны изохроны скрытых периодов перехода полугидрата в гипс и ангидрит, а на рис. 247 — изохроны кристаллизации гипса и ангидрита. [c.107] Изохроны скрытых периодов перехода полугидрата в гипс и ангидрит в фосфорнокислых растворах. [c.108] При избытке гипс образуется в виде тончайших игл длиной 20—80 мк. По мере уменьшения концентрации Са + и увеличения концентрации SO кристаллы гипса растут при избытке SO4 их размеры достигают 100 мк в ширину и нескольких сотен микронов в длину. Для получения крупнокристаллического однородного осадка необходимо, чтобы отношение SO3 СаО в жидкой фазе (по весу) было по возможности постоянным, равным 1,5—3. Оптимальным является содерл ание в растворе I—2,5% SO3 и 0,35-0,75% СаО. [c.112] При небольшой концентрации SO3 примеси ионов трехвалентного железа и алюминия способствуют образованию более широких и коротких (изометрических) кристаллов гипса и полугидрата. Влияние этих примесей на размеры выделяющихся кристаллов имеет сложный характер Образование кристаллов по форме, близкой к изометрической, происходит при содержании в растворе от 0,2 до 1,5% R2O3. Это обусловливается уменьшением длины кристаллов почти в 1,5 раза ширина же их остается практически неизменной. [c.112] Вернуться к основной статье