ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимодействие монокальцийфосфата с серной кислотой в фосфорнокислой среде из "Новые методы получения минеральных удобрений" Как видно из предыдущего, при разложении фосфатов в циклическом процессе с циркуляцией фосфорной кислоты замкнутый цикл может быть осуществлен при обработке серной кислотой части образующегося продукта — монофосфата кальция. При этих условиях в процесс вводятся фосфатное сырье и серная кислота, а монокальцийфосфат выводится в качестве продукта. Таким образом, успешное осуществление сернокислотной переработки фосфатов в двойной суперфосфат с циркуляцией фосфорной кислоты в значительной степени определяется условиями разложения части монокальцийфосфй-та серной кислотой в фосфорнокислой среде. [c.120] Разложение монокальцийфосфата серной кислотой исполь-зуют в ряде способов получения концентрированной фосфорной кислоты [4, 9]. При взаимодействии серной кислоты и гранулированного стандартного простого суперфосфата 6, 7] можно получить фосфорную кислоту концентрации 40% Р2О5. Для получения фосфорной кислоты концентрации 43—45% Р2О5 по ангидритному способу [3, 4, 9] вначале разлагают фосфат го-ря ей (135° С) концентрированной фосфорной кислотой. После вызревания массы ее обрабатывают смесью фосфорной и серной кислот при высокой температуре. [c.121] Все эти процессы представляют собой не что иное, как двустадийную сернокислотную экстракцию фосфорной кислоты из фосфатов, когда в первой стадии образуется монокальцийфосфат, который во второй стадии разлагается серной кислотой. На этом также основано получение обогащенного суперфосфата введением некоторого количества серной кислоты в пульпу, образующуюся в процессе переработки фосфата фосфорной кислотой по поточному способу [10]. Степень разложения фосфата в конечном продукте при этом увеличивается более чем в 1,5 раза (от —50 до 85—86%). [c.121] Данные по взаимодействию монокальцийфосфата с серной кислотой в литературе отсутствуют. Ниже излагаются результаты исследования степени разложения монокальцийфосфата серной кислотой в фосфорнокислой среде в зависимости от концентрации кислот, длительности процесса, температуры, отношения между твердой и жидкой фазами (Т Ж) и др. Задачей этого исследования являлось нахождение условий получения фосфорной кислоты максимально возможной концентрации. [c.121] Первые опыты разложения монокальцийфосфата серной кислотой были проведены без прибавления к монокальцийфосфату фосфорной кислоты, т, е. без использования ретура фосфорной кислоты. В этих условиях получается твердая схватившаяся масса даже при использовании ие очень концентрированной серной кислоты (50% H2SO4). Поэтому в дальнейшем применяли добавку к монокальцийфосфату фосфорной кислоты. [c.122] Опыты проводили следующим образом. В реактор вливали смесь серной и фосфорной кислот, которую подогревали до определенной температуры. Зате.м при включенной мешалке всыпали в течение 1,5—2 мин монокальцийфосфат. Смесь не-ремешивали, и через определенные промежутки времени отбирали пробы на анализ. Серную кислоту не всегда подавали на разложение в смеси с фосфорной. Для определения влияния длительности дозирования серной кислоты ее прибавляли в течение определенного заданного промежутка времени в суспензию монокальцийфосфата с фосфорной кислотой. Пробы пульпы отбирали на стеклянный фильтр 3. В жидкой фазе определяли содержание серной и фосфорной кислот двойным титрованием с метиловым оранжевым и фенолфталеином. По полученным данным вычисляли степень разложения. Производили также микроструктурный анализ пробы на поляризационном микроскопе. При этом фиксировали кристаллическую структуру сульфата кальция и средние размеры кристаллов. Для сравнения фильтруемости осадков, получаемых при различных условиях, фиксировали время фильтрации пульпы на стеклянном фильтре. Исходная высота слоя пульпы в цилиндре фильтра всегда была постоянной. [c.122] Зависимость степени разложения от концентрации исходных к и с л о т. В смесь серной и фосфорной кислот одинаковых весовых концентраций, взятых в весовом отношении Н3РО4 H2S04 = 2, при перемешивании всыпали 100 монокальцийфосфата. Серную кислоту брали во всех опытах в количестве 108% относительно стехиометрической нормы. Температуру в реакторе поддерживали равной 20° С. Пробы пульпы отбирали на анализ через 10 мин после загрузки монокальцийфосфата. [c.122] Влияние длительности п е р е м е ш и в а н и я п у л ь-лы в реакторе после смешения реагентов. Увеличение длительности перемешивания благоприятно сказывается на разложении монокальцийфосфата (рис. 60). Несмотря на уменьшение содержания в пульпе жидкой фазы по сравнению с предыдущими опытами, степень разложения монофосфата кальция через 60 мин составляет 98,2%, а через 90 мин практически достигается полное его разложение. При такой продолжительности пере.мешивания реагентов концентрация фосфорной кислоты в растворе пов дшается до теоретически возможной величины— 71% (без учета содержания в растворе Н2504). [c.123] Влияние нормы серной кислоты. В опытах, поставленных для изучения влияния нормы серной кислоты на разложение Са(Н2Р04)2, серную кислоту подавали в пульпу из монокальцийфосфата и фосфорной кислоты медленно, в течение 40 мин. Этим предотвращалось чрезмерное пересыщение раствора сульфатом кальция и выделение его в виде мелких, плохо фильтрующих кристаллов. С увеличением нормы (избытка) серной кислоты степень разложения монокальцийфосфата увеличивается (рис. 62). Одновременно увеличиваются также размеры выделяющихся кристаллов сульфата кальция и улучшается фильтруемость осадка. [c.124] Укрупнение кристаллов сульфата кальция с увеличением нормы серной кислоты при неизменном отношении Нг504 Н3РО4 объясняется значительным увеличением при этом количества жидкой фазы. Это приводит к уменьшению ее пересыщения. [c.125] Влияние температуры. Повышение температуры приводит к некоторому уменьшению степени разложения монокальцийфосфата (рис. 63). Так, при повышении температуры от 40 до 110° С степень разложения уменьшается от 97 до 92%. Это связано с условиями равновесия и пересыщения в системе, в частности с увеличением растворимости сульфата кальция в фосфорнокислых растворах при повышении температуры. [c.125] Влияние длительности дозирования серной кислоты. Продолжительность дозирования серной кислоты в исследованных пределах (10—60 мин) практически не оказывает особого влияния на степень разложения монокальцийфосфата (рис. 64). Однако скорость подачи серной кислоты может существенно влиять на величину кристаллов и их фильтрующие свойства. Определение влияния продолжительности дозирования серной кислоты на фильтруемость и величину кристаллов сульфата кальция и было предметом следующей серии опытов. [c.125] Разложение серной кислотой монокальцийфосфата изучено в зависимости от концентрации и нормы кислоты, температуры, степени разбавления серной кислоты фосфорной, продолжительности дозирования серной кислоты и др. [c.126] Вернуться к основной статье