Скорость процессов образования суперфосфата

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]

Выше (стр. 995) была указана возможность интенсификации производства двойного суперфосфата камерным способом при частичной замене фосфорной кислоты азотной (или соляной) кислотой. Этот же прием еще с большей эффективностью (в отношении полноты использования сырья и скорости процесса) может быть применен и для производства двойного суперфосфата бескамерным способом. Процесс основан на переработке (высушивании) раствора, содержащего эквивалентные количества фосфорной кислоты и кальциевой соли летучей кислоты, необходимые для образования монокальцийфосфата, например [c.216]

Условия кристаллизации твердых фаз имеют большое значение в производстве суперфосфата, так как они оказывают влияние на скорость процесса разложения природных фосфатов. По мере кристаллизации сульфата кальция реакционная масса затвердевает в результате образования микрокристаллов Са304, удерживающих большие количества жидкости. Затвердевание происходит [c.311]

Скорость процессов образования суперфосфата [c.116]

Последующая стадия процесса — созревание суперфосфата, т. е. образование и кристаллизация монокальцийфосфата, происходит медленно и заканчивается лишь на складе (дозревание) при вылеживании суперфосфата в течение 6—25 сут. Малая скорость этой стадии объясняется замедленной диффузией фосфорной кислоты через образовавшуюся корку монокальцийфосфата, покрывающую зерна апатита, и крайне медленной кристаллизацией новой твердой фазы Са(Н2Р04)2-Н20. Оптимальный режим в реакционной камере определяется не только кинетикой реакций и диффузией кислот, ио и структурой образовавшихся кристаллов сульфата кальция, которая влияет на суммарную скорость процесса и качество суперфосфата. Ускорить диффузионные процессы и реакции (а) и (б) можно повышением начальной концентрации серной кислоты до онтпмалыюй и температуры. [c.146]

Процесс образования простого суперфосфата—весьма продолжительный и длится в течение 10—20 сут. Чтобы объяснить такую продолжительность, необходимо проследить все этапы процесса. После смешивания реагентов апатит и серная кислота быстро реагиру1 т вследствие высокой концентрации серной кислоты и отсутствия на поверхности апатита слоя сульфата кальция. После того как прореагируют примерно /з кислоты, на что требуется около 10 мин, масса схватывается , скорость процесса резко снижается уменьшается концентрация кислоты, увеличивается слой сульфата кальция на зернах апатита или фосфорита. Становится невозможным перемешивание — при механическом воздействии масса расслаивается. Для окончания реакции требуется уже 1—2 ч, по истечении которых образуется пористая масса, в которой распределена фосфорная кислота. Для того, чтобы она прореагировала с фосфатом кальция необходимо очень много времени, причем в реакционной массе все же остается свободная фосфорная кислота. [c.161]

Первая стадия разложения фосфата протекает быстро — вначале расходуются наиболее мелкие частицы фосфата, и активность раствора (концентрация ионов водорода) велика. Во второй стадии, когда апатит разлагается водным раствором фосфорной кислоты и монокальцийфосфата, по мере накопления последнего, т. е. по мере увеличения степени нейтрализации фосфорной кислоты, активность раствора уменьшается и скорость процесса замедляется. Когда жидкая фаза становится насыщенной фосфатами кальция (моно- и дикальцийфосфатом), что совпадает с окончанием созревания суперфосфатной массы в камере, скорость разложения фосфата еще больше замедляется. Это обусловлено, помимо уменьшения активности жидкой фазы, образованием на зернах непрореагировавшего фосфата плохо проницаемых корок, но уже не сульфата, а фосфатов кальция, кристаллизующихся из насыщенных растворов системы СаО—Р2О5—Н2О. Дальнейший процесс вызревания суперфосфата идет очень медленно, уже во время его хранения на складе. Возможность его ускорения и степень завершенности процесса, т. е. достигаемая степень разложения сырья, связаны с изменением фазового состава фосфатного комплекса суперфосфата, т. е. состава смеси из жидкой и твердых фаз, представленных фосфорной кислотой и фосфатами кальция. [c.169]

Реакция (а) заканчивается в реакционной суперфосфатной камере за 30—60 мин в период схватывания и затвердевания суперфосфатной массы, который происходит вследствие сравнительно быстрой кристаллизации малорастворимого сульфата кальция. Вторая стадия процесса — образование и кристаллизация монокальцийфосфата — протекает более медленно и заканчивается лишь на складе при вылеживании суперфосфата в течение 6—30 суток. Малая скорость этой стадии объясняется замедленной диффузией фосфорной кислоты через образовавшуюся корку монокальцийфосфата, покрывающую зерна апатита, и крайне медленной кристаллизацией новой твердой фазы Са(Н2Р04)2 Н2О. [c.19]

Оптимальный режим в реакционной камере определяется не только кинетикой реакций и диффузии кислот, но и структурой образовавшихся кристаллов сульфата кальция, которая влияет на суммарную скорость процесса, а также на качество суперфосфата. Ускорить диффузию и реакции (а) и (б) можно, повышая концентрацию серной кислоты и температуру. Возрастание концентрации серной кислоты увеличивает движущую силу массопередачи и химических реакций, а повышение температуры — скорость диффузии частиц и скорость реакций (а) и (б). Однако рост концентрации серной кислоты выше оптимальной ведет к образованию плотной корки Са 04 -0,51 20 на поверхности частиц замедлению диффузии Н3РО4 и получению продукта с плохими физическими свойствами ( мажущего ). Для разложения апатитового концентрата при непрерывном способе производства суперфосфата оптимальной является концентрация серной кислоты в пределах 67—68% Н2504. Этой концентрации кислоты соответствует температура в камере около 110° С. Повышение температуры достигается за счет экзотермичности реакций (а) и (б). [c.19]

При введении избытка серной кислоты (сверх стехиометрического количества), а также при неполном разложении фторапатита во второй стадии процесса разложения в суперфосфате остается свободная фосфорная кислота Н3РО4. Одновременно с разложением апатита происходит образование кристаллов сульфата кальция, а затем монокальцийфосфата. Условия кристаллизации твердых фаз имеют огромное значение в производстве суперфосфата, так как оказывают большое влияние на скорость процесса разложения природных фосфатов. По мере кристаллизации сульфата кальция реакционная масса затвердевает в результате образования микрокристаллов aS04, удерживающих большие количества жидкости. Затвердевание происходит очень быстро, до полного израсходования серной кислоты по реакции [c.113]

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]

Получение двойного суперфосфата бескамерным способом с циркуляцией маточного раствора фосфорной кислоты, насыщенной монокальцийфосфатом, основывается на его кристаллизации из пересыщенных растворов (стр. 982). Апатитовый концентрат, термическая фосфорная кислота концентрации 53—55% Р2О5 и циркулирующий маточный раствор поступают в первый реактор. Весовое соотношение между жидкими материалами и твердым (апатитом) составляет 7—8 1, а к концу процесса при образовании монокальцийфосфата отношение Ж Т равно 2,5—3,0 1. При таком отношении Ж Т масса не схватывается. Это обеспечивает разложение апатита и кристаллизацию монокальцийфосфата при 60—90° в незагустевающей пульпе с относительно большой скоростью. К концу разложения (через 1,5—2 ч), достигаемому во втором реакторе, пульпа состоит из фосфорной кислоты, насыщенной монокальцийфосфатом, кристаллов одноводного монокальцийфосфата и незначительного количества непрореагировавшего фосфата. Пульпу направляют на отстаивание. Сгущенную массу разделяют фильтрацией. Полученный твердый монокальцийфосфат — сырой двойной суперфосфат перерабатывают гранулированием в конечный продукт. Маточный раствор с фильгра вместе со сливом из сгустителя возвращают в реактор. [c.214]

Подача шихты в гранулятор осуществляется через течку от ленточного питателя или вибролотка. Шихта в грануляторе увлажняется через форсунки. Для наблюдения за процессом гранулирования внутренняя часть гранулятора освещается прожектором. Решающее значение для условий гранулирования имеет выбор оптимальной частоты вращения гранулятора, при которой обеспечивается равномерное смачивание жидкостью твердых частиц и предотвращается образование комьев. Эту скорость определяют опытным путем. Продолжительность пребывания суперфосфата в грануляторе обычно составляет 6—7 мин. [c.157]

Кинетика процесса кристаллизации и фазового превращения полугидрата сульфата кальция определяется температурным режимом, скоростью смешения реагентов и их концентрацией. Скорость образования зародьиией кристаллов сульфата кальция зависит от концентрации используемой серной кислоты и температуры. С повышением концентрации число центров кристаллизации увеличивается и получается мелкокристаллический Са304 X X 0,5НоО. В то же время снижение концентрации 1 2804 хоть и приводит к образованию более крупных кристаллов полугидрата, может быть использовано с известными ограничениями. Они связаны со скоростью разложения фосфатного сырья. Увеличение температуры в общем оказывает положительное влияние как на кристаллизацию полугидрата, так и на скорость разложения. Однако повышение Т может быть произведено в разумных пределах в зависимости от оптимального варианта технологии получения суперфосфата как такового. [c.189]

Вылежавшийся двойной суперфосфат подвергается измельчению в замкнутом цикле на молотковой дробилке, затем рассеву на вибрационном грохоте и далее нейтрализации молотым известняком до 2—2,5% свободной Р2О5. Затем нейтрализованный суперфосфат и ретур подаются в гранулятор ( =1,8—2,2 м, /=8— 10 м, л=0,12 с =7 об/мин). В грануляторе смесь увлажняется до 18—20% и гранулируется в течение 15 мин. Барабан-гранулятор вращается с окружной скоростью 1 м/с, которая обеспечивает однородность образующихся гранул. Причем механизм и условия образования гранул аналогичны механизму и условиям процесса гранулирования простого суперфосфата. [c.99]

Кинетическая константа кт находится в сложной зависимости от ф (см. рис. 4-10). При ф<Сфкр, когда степень заполнения поверхностного слоя невелика и число свободных активных центров не лимитирует скорость сорбции, практически каждое соударение молекул воды с поверхностью вещества приводит к образованию сорбционной связи процесс протекает как мономолекулярная реакция и кт не зависит от давления паров воды. В области 0,75 фкр<ф<фкр начинается формирование многослойных сорбционных слоев с более слабой связью и, кроме того, вступают в реакцию менее активные сорбционные центры, число которых с ростом ф увеличивается. В связи с этим значения кт в этой области резко возрастают. При ф>фкр ка поверхности зерен возникает пленка насыщенного раствора, который в устьях пор образует мениски. В результате этого под действием капиллярных сил происходит сжатие и уплотнение гранул, диффузия в зернах уменьшается и значения кт резко снижаются. Чем выше гигроскопичность образца и, следовательно больше толщина сорбционной пленки, тем больше торможение диффузионных процессов и меньше кт. Например, для образца суперфосфата кт на два порядка больше, чем для нитроаммофоски. [c.116]