ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые свойства суспензий из "Основные процессы технологии минеральных удобрений" Суспензии, которые подвергаются разделению в различных производствах минеральных удобрений, — это, как правило, неоднородные системы с различной концентрацией твердых частиц. Жидкая фаза суспензий чаще всего представляет собой растворы минеральных кислот с высоким содержанием растворенных солей, реже —это водные суспензии. Твердая фаза — частпцы или агрегаты частиц, чаще неправильной формы. В суспензиях фосфогипса, например, твердая фаза может быть представлена кристаллами преимущественно моноклинной системы в пластинчатой, столбчатой, игольчатой и волокнистой формах. [c.99] Б процессе разделения суспензий могут наблюдаться побочные аффекты (забивка пор фильтровальных перегородок, ин-крус1ац 1я коммуникаций и основного оборудования), являющиеся следствием изменения температурных и концентрационных условий разделения. Эти эффекты влияют на производительность оборудования. Поэтому при выборе и расчете оборудования для разделения суспензий в производстве минеральных удобрений необходимо учитывать нестабильность свойств разделяемых суспензий. Некоторые свойства разделяемых с спен-зий проиллюстрированы ниже на примере свойств водных суспензий фосфогипса. [c.99] Как водные, так и фосфорнокислые суспензии фосфогипса используются в производстве экстракционной фосфорной кислоты, поэтому знание таких характеристик суспензий, как вязкость, плотность, скорость осаждения и др., имеет важное значение для расчета процессов разделения и систем гидротранспорта суспензий. [c.99] Анализ свойств и седиментации водных суспензий фосфогипса, полученного в процессе сернокислотного разложения апатитового концентрата [101], позволил установить некоторые расчетные характеристики, необходимые для проектирования систем гидроудаления и отстаивания. [c.99] СЯ готовить суспензию с концентрацией твердого не более 20—25% (масс.), или при Пм З—4. [c.101] Изучение скорости стесненного осаждения фосфогипса в водной среде проведено при / = 20°С и Пм=1—8 [101]. Изменение седиментационного объема суспензии V, или сдвига границы раздела между осадком и осветленной жидкостью, в зависимости от времени представлено на рис. 3-2 и 3-3. [c.101] На рис. 3-2 графически изображены основные стадии процесса осаждения фосфогипса в водных суспеизия.ч индексы н , р , осв , ос означают соответственно неравновесное , равновесное состояния осадка, осветленную жидкость над осадком и осадок . На рис. 3-2, б представлены зависимости У=/(т) для суспензий фосфогипса различного фракционного состава. Как и следовало ожидать, при одном и том же значении Пм скорость осаждения растет с увеличением размера частиц фосфогипса. На рис. 3-3 приведены зависимости У=/(т) для суспензий фосфополугидрата различной концентрации. [c.101] Общей особенностью осаждения фосфогипса в водны.х суспензиях можно считать тот факт, что для начального периода осаждения характерен обратно пропорциональный характер зависимости У от времени т, причем с увеличением концентрации твердой фазы в суспензии скорость осветления уменьшается. [c.101] На рис. 3-4 представлена зависимость начальной скорости осаждения фосфогипса ин от п , которая позволяет определить 1 н при любой концентрации твердой фазы в суспензии. [c.101] Исследования водных суспензий фосфогипса показали, что pH среды не оказывает существенного влияния на скорость осаждения и равновесный седиментационный объем [101]. [c.101] На фильтрующие свойства фосфорнокислых суспензий помимо качества кристаллов сульфата кальция влияют отношение жидкость — твердое (Ж Т) в пульпе, вязкость жидкой фазы пульпы, толщина слоя образующегося осадка и разрежение. [c.101] Установлено, что с повышением концентрации твердой фазы в пульпе время фильтрования возрастает [102]. Для дигидратного процесса получения ЭФК рекомендуется соотношение Ж Т поддерживать в пределах 2,4-—2,8. Интенсивность нагрузки существенно не влияет на показатели фильтрования. [c.102] При повышении температуры пульпы и уменьшении концентраций Р2О5 в жидкой фазе пульпы ее вязкость уменьшается и скорость фильтрования возрастает. [c.102] Поскольку осадок фосфогипса в обычных те.хнологичсских условиях можно отнести к несжимаемым осадкам [103, 104], повышение разрежения при фильтровании увеличивает скорость этого процесса. [c.102] Скорость фильтрования фосфорнокислых суспензий, естественно, убывает с увеличением толщины осадка. Оптимальная толщина осадка 20—40 мм. Осадок должен иметь равномерную толщину, иначе жидкая фаза проходит через более тонкую часть так называемого пирога. Изменение толщины осадка и величины вакуума приводит к существенным изменениям в работе фильтра. Установлено, что с увеличением вакуума от 40 до 80 кПа при одновременном уменьшении толщины осадка от 60 до 20 мм, скорость фильтрации увеличивается с 1,5 до 7,2 м7(м -ч). [c.102] Общеизвестно, что большим количеством воды можно лучше промыть осадок. Расход свежей воды в процессе получения ЭФК определяется из материального баланса системы реактор— фильтр для условий получения фосфорной кислоты заданной концентрации. Исходя из этого, в производстве ЭФК более целесообразно использовать серную кислоту большей концентрации, т. е. меньше вводить воды в систему с исходными реагентами. Тогда при заданной концентрации продукционной кислоты можно на промывку осадка подавать больше воды. [c.102] Анализ процесса отмывки осадка фосфогипса показал [105], что слой осадка неоднороден в нем образуются крупные каналы, быстро промываемые простым вытеснением маточного раствора, п относительно мелкие капилляры, ji которых Р2О5 вымывается медленно. На всех стадиях отмывки фосфогипса на наливных вакуум-фильтрах установлена большая концентрация Р2О5 в капиллярах и меньшая — в проточных каналах. [c.103] Важное значение имеет скорость движения рабочего органа фильтра. Чем быстрее вращается, например, карусельный вакуум-фильтр, тем большая производительность может быть достигнута. [c.103] В последние годы появились карусельные фильтры площадью 160 м , которые делают один оборот менее чем за 4 мин. Однако при чрезмерном увеличении частоты вращения снижается толщина осадка, появляются трещины, осадок стремится отделиться от стенок, образуются каналы, через которые проходит часть жидкости и воздуха, что приводит к уменьшению потока жидкости через основной слой осадка и снижению перепада давлений на разделяющей перегородке. Кроме того, с повышением частоты вращения через единицу объема осадка проходит меньшее количество промывного раствора в более короткий промежуток времени. Все, вместе взятое, приводит к ухудшению условий промывки. [c.103] Сформулированы [105] следующие основные концепции проектирования и оптимизации системы разделения фосфорнокислых суспензий в производстве ЭФК 1) определение рабочей поверхности и частоты вращения фильтра 2) выбор схемы отмывки и размеров зон для всех стадий 3) нахождение оптимальных температур суспензии и промывной воды. [c.103] Вернуться к основной статье