ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Бескамерные (поточные) способы из "Технология минеральных солей Часть 2" В табл. 78 приведены вычисленные значения степени разложения апатита фосфорной кислотой при образовании пересыщенных растворов (до начала кристаллизации монокальцийфосфата). С увеличением концентрации и понижением температуры раствора степень разложения апатита к моменту завершения первой стадии уменьшается. Соответственно увеличивается минимальное количество фосфорной кислоты, необходимое для полного его разложения без кристаллизации продукта реакции (табл. 79). [c.196] При уменьшении нормы кислоты до стехиометрической величины и увеличении ее концентрации до 50% Р2О5 и-больше весовое отношение между фосфатом и кислотой Т Ж составляет 1 2. В этих условиях разложение фосфата в первой стадии (до образования насыщенного раствора) протекает в небольшой степени и в течение очень короткого времени (5—10 мин) В дальнейшем начинается кристаллизация новой твердой фазы и по мере израсходования кислоты количество жидкой фазы уменьшается, а количество твердой фазы увеличивается. В результате этого пульпа постепенно густеет и, наконец, полностью загустевает (схватывается), как и при получении простого суперфосфата. Кристаллизация новой твердой фазы и схватывание пульпы происходит тем быстрее, чем выше концентрация исходной фосфорной кислоты. Выделяющиеся кристаллы продукта реакции тесно соприкасаются с непрореагировавшими зернами фосфата и откладываются на их поверхности. Образующаяся корка по мере ее формирования оказывает все большее сопротивление диффузии ионов водорода. Вследствие этого скорость разложения фосфата определяется все нарастающим сопротивлением твердой фазы Суммарное влияние условий протекания процесса в первой стадии и в период образования корки на зернах фосфата предопределяет скорость разложения в загустевающей пульпе. [c.198] Известно что в случае торможения процесса сопротивлением образующейся корки скорость его изменяется по уравнению прямой в координатах — /т, где у — количество вещества, прореагировавшего к моменту времени т. Как видно на рис. 283, разложение апатита фосфорной кислотой в загустевающей пульпе характеризуется в целом значительно более сложной зависимостью. Однако, если исключить первый период (10—20 мин), когда разложение протекает в ненасыщенных растворах и в незагустевающей пульпе, то в дальнейшем процесс описывается указанной зависимостью. [c.198] ЦИЯ высаливаемой соли — монокальцийфосфата наступает значительно раньше момента отбора пробы для первого определения. [c.199] Разложение апатитового концентрата стехиометрической нормой фосфорной кислоты при 20° (рис. 285) ускоряется по мере увеличения концентрации кислоты от 13,6 до 53,6% Р2О5, но замедляется при использовании более концентрированной кислоты По-видимому, повышенное значение оптимальной концентрации фосфорной кислоты при разложении фосфата небольшим ее количеством объясняется 2 уменьшением концентрации кислоты в начале взаимодействия реагентов до величины, при которой фосфат разлагается насыщенными растворами с наибольшей скоростью (см. выше). При использовании в этом случае менее концентрированной кислоты (например, 40—45% Р2О5) снижение концентрации жидкой фазы в начале процесса произошло бы до величины, при Которой апатит разлагается с меньшей скоростью. [c.199] На скорость разложения фосфата фосфорной кислотой, как и при разложении серной кислотой (см. гл. XXIV), влияют интенсивность перемешивания, гранулометрический состав и общая (внутренняя) поверхность элементарных зерен фосфата. [c.201] Производство двойного суперфосфата осуществляется двумя способами1) камерным (подобно простому суперфосфату) и 2) бескамерным (поточным). [c.201] Бескамерный способ в нa foящee время осуществляется преимущественно следующим образом. Измельченный легко разлагаемый фосфат обрабатывается экстракционной фосфорной кислотой концентрации 28—39% Р2О5. Жидкую пульпу смешивают с ретурным продуктом и направляют в сушильный барабан. Высушенные гранулы сортируют на три фракции мелкую (ретур), среднюю (товарный продукт) и крупную (поступает на дробление и снова на рассев). Новейшие заводы двойного суперфосфата построены по бескамерному способу стоимость производства обоими методами практически одинакова. [c.202] Для камерного способа с применением экстракционной фосфорной кислоты была определена ее оптимальная концентрация в 45— 50% Р2О5 для разложения фосфоритов и 50—55% для апатитового концентрата -При разложении фосфоритов применяют стехиометрическую норму кислоты, а для апатитового концентрата 105—110% от стехиометрической нормы, рассчитанной по первому иону водорода. На рис. 288 представлена технологическая схема производства двойного суперфосфата камерным способом с получением гранулированного продукта. [c.202] Апатитовый концентрат смешивается с концентрированной фосфорной кислотой (например, 54 /о Р2О5). Образующаяся пульпа поступает в цилиндрическую камеру непрерывного действия, где происходит вызревание массы. Вызревший камерный продукт после дозревания на складе, нейтрализуют, гранулируют и высушивают. [c.202] При взаимодействии апатитового концентрата с концентрированной фосфорной кислотой в процессе вызревания в камере образуется очень твердая, монолитная масса ее выгрузка из камеры и дообработка на складе вызывает большие затруднения. Поэтому перед подачей пульпы из смесителя в суперфосфатную камеру к ней добавляют небольшое количество (до 3% от веса апатита) молотого известняка Вследствие выделения из известняка двуокиси углерода схватившаяся в камере суперфосфатная масса ( пирог ) обладает большей рыхлостью и пористостью и легче выгружается с помощью фрезера. [c.202] Во Франции осуществлен вариант камерного способа, по которому смешение фосфата и выпаренной фосфорной кислоты производится в небольшом по объему смесителе, снабженном очень быстроходной мешалкой. Последняя засасывает воздух и эмульгирует пульпу, что придает схватившемуся продукту рыхлую структуру. Затем пульпа поступает на ленточный транспортер, на котором она затвердевает. [c.204] На действующих в СССР предприятиях на производство двойного суперфосфата (в расчете на 1 г усвояемой Р2О5) из апатитового концентрата камерным способом с применением упаренной экстракционной фосфорной кислоты (включая затраты на производство кислоты) расходуется 1,13 т Р2О5 фосфата, 1,94 т серной кислоты (моногидрата), 0,14 т известняка (100%), 0,14 т условного топлива, 340 квг-ч электроэнергии и 54 воды. [c.205] Большим недостатком камерного способа, как и в производстве простого суперфосфата, является необходимость длительного складского вылеживания и дообработки продукта. Затвердевание суперфосфатной массы в камере происходит, когда степень разложения апатита достигает уже 60%. Дальнейшее разложение фосфата в схватившейся массе протекает весьма медленно и ведется в течение длительного времени. При этом даже через 30 суток конечная степень разложения апатита в продукте не превышает 80—85%. Помимо недостаточного использования фосфата, значительных затрат на сооружение громоздких складов, расхода труда и энергии на периодическое перемешивание продукта, при складском дозревании суперфосфата выделяются загрязняющие атмосферу фтористые газы, уловить которые практически невозможно. [c.205] Другой недостаток этого способа заключается в необходимости применения концентрированной фосфорной кислоты. Поэтому приходится предварительно выпаривать экстракционную фосфорную кислоту или использовать более дорогую термическую кислоту. [c.205] Вылежавшийся двойной суперфосфат подвергается измельчению и затем гранулированию одним из способов, применяемых и для простого суперфосфата. [c.206] Вернуться к основной статье