Разложение фосфатов кислотами

Скорость и степень разложения фосфата кислотой низкой концентрации (максимум 1) достаточно высоки. Однако большое количество воды, вводимой с кислотой, затрудняет кристаллизацию продукта. Максимум 2, также отвечающий высокой скорости разложения, достигается при концентрации кислоты в реакционной системе 5—10%, что соответствует концентрации исходной кислоты около 60% при соотношении жидкой и твердой фаз 3 1, которое обеспечивает необходимую подвижность пульпы. [c.284]

Химическую переработку природных фосфатов осуществляют тремя основными путями. Наиболее распространенным приемом является разложение фосфатов кислотами — серной, фосфорной, азотной и др. [c.125]

Механизм и скорость процесса. Температура и концентрация вводимой в процесс серной кислоты сильно отражаются на структуре и физических свойствах продукта. Скорость разложения фосфата зависит от концентрации серной кислоты, состава и степени пересыщения жидкой фазы суперфосфата продуктами реакции. На рис. 69 показан общий вид зависимости степени разложения фосфата за определенное время (изохрона) от концентрации исходной серной кислоты при периодических условиях смешения. С увеличением концентрации разбавленных растворов и уменьшением концентрации крепких растворов степень, а следовательно, и скорость разложения фосфата увеличиваются. Однако, начиная с некоторых концентраций кислоты (малых и больших), изменяется состав выделяющегося сульфата кальция и уменьшаются размеры его кристаллов, что вызывает отложение последних на поверхности зерен фосфата и снижение степени разложения. Поэтому полная зависимость степени разложения от концентраций кислоты изображается кривой, которая имеет два максимума и между ними один минимум. Положение максимумов зависит от вида сырья, температуры, времени и др. Скорость и достигаемая степень разложения фосфата кислотой низкой концентрации (левый максимум) высоки но применение такой кислоты недопустимо, так как с ней вводится слишком большое количество воды и вместо твердого продукта получается несхватывающаяся пульпа. [c.141]

Для разложения фосфатного сырья используется азотная кислота концентрацией 47—60 мас.% НЫОз. Разложение фосфата кислотой низкой концентрации проводится при норме кислоты 130—150% от стехиометрической при концентрации кислоты 60 мас.% НЫОз используется стехиометрическое количество кислоты. Аппаратурное оформление этой стадии процесса аналогично описанному ранее (см. с. 169). [c.177]

Кроме того, локальное выделение теплоты реакции у поверхности разлагающихся зерен фосфата приводит к появлению температурного градиента — температура в зоне, непосредственно прилегающей к зерну фосфата, выше, чем в объеме раствора. Пока раствор насыщен монокальцийфосфатом, растворимость которого при повышенной температуре увеличена, концентрация ионов кальция в зоне реакции (прилегающей к поверхности зерна фосфата) по этой причине больше, чем в растворе и концентрационный градиент способствует протеканию процесса со значительной скоростью. Когда же раствор насыщается дикальцийфосфатом, растворимость которого при повышенной температуре меньше (см. рис. 71), концентрация ионов кальция у поверхности раздела фаз становится по этой причине меньше, чем в растворе (дикальцийфосфат кристаллизуется), и обменная Диффузия между ионами водорода и кальция, лежащая в основе разложения фосфата кислотой, прекращается. 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 твердой фаз, представленных фосфорной кислотой и фосфатами кальция. [c.168]

Процесс разложения фосфатов кислотой протекает в условиях, при которых система уже в начальной стадии реакции имеет вид" геля или порошкообразного сыпучего вещества с трудно отделимой жидкой фазой, вследствие чего невозможно прямое изучение кинетического процесса разложения путем отделения и прямого анализа фазы. [c.427]

Химическая переработка природных фосфатов осуществляется тремя основными путями. Одним из них является возгонка элементарного фосфора с последующей переработкой его на фосфорную кислоту и фосфорные соли. Другим и наиболее распространенным приемом является разложение фосфатов кислотами, главным образом серной кислотой. Третий путь — термическая обработка фосфатов щелочное разложение фосфатов сплавлением и спеканием их с солями щелочных и щелочноземельных металлов или высокотемпературная обработка в присутствии водяного пара. [c.104]

Торможение разложения фосфата кислотой может быть обусловлено кристаллизацией сульфата кальция на поверхности зерен фосфата непосредственно из диффузионного пограничного слоя и замедлением вследствие этого диффузии ионов a + в массу раствора. Наблюдениями под микроскопом найдено , что эффект пассивирования зерен фосфата определяется размерами и формой образующихся кристаллов сульфата кальция. При высоких концентрациях серной кислоты (выше 63%) жидкая фаза быстро пересыщается сульфатом кальция, вследствие чего выделяется большое количество мелких (длиной 5—7 мк и. шириной 1—2 мк] кристаллов Са504-0,5Н20 и Са504 в форме иголочек, образующих налеты, которые покрывают почти всю поверхность зерен апатита. Это затормаживает реакцию, в результате чего процесс протекает недостаточно полно и суперфосфатная масса с недостаточным количеством сульфата кальция плохо схватывается. Содержащаяся в ней жидкая фаза остается на поверхности твердых частиц и получается не рассыпчатый, а мажущий продукт с плохими физическими свойствами. При концентрациях серной кислоты ниже 63% жидкая фаза пересыщается в меньшей степени, поэтому выделяются относительно большие кристаллы сульфата кальция (10—15 мк). Они не покрывают поверхность зерен фосфата сплошным слоем, а образуют пористую рыхлую корку, в меньшей степени затрудняющую диффузию кислоты к зернам. Поэтому реакция идет быстро и получается сухой рассыпчатый продукт, так как остающаяся жидкая фаза впитывается в поры между кристаллами. [c.46]

Следовательно, на основании данных о растворимости в системе СаО—Р2О5—НаО можно теоретически рассчитать максимально-достижимую степень разложения фосфатов кислотами в заданных условиях. [c.318]

Пример VI 1.3. Определить теоретическую степень разложения фосфата кислотой (31% PaOg) при температурах 40, 60 и 70 "С. [c.320]

Ионы РО , перешедшие в раствор при разложении фосфата кислотой, осаждают в виде MgNH4P04-бИзО [c.22]

Температура и концентрация вводимой в процесс серной кислоты сильно отражаются иа структуре и физических свойствах продукта. Скорость и достигаемая степень разложения фосфата кислотой низкой концентрации высоки но применение кислоты низкой концентрации недопустимо, так как с ней вводится слишком большое количество воды и вместо твердого продукта получается несхватьшающаяся пульпа. С повышением концентрации кислоты скорость разложения фосфата замедляется, достигает минимума, затем снова увеличивается. Область концентраций кислоты, соответствующая минимуму скорости и степени разложения фосфата, называется зоной пассивации. В этой зоне на зернах фосфата образуется плотная непроницаемая корка полугидрата сульфата кальция, очень медленно переходящая в этих условиях в ангидрит и препятствующая дальнейшему протеканию реакции, которая поэтому резко замедляется в результате этого суперфосфатная масса также не схватывается, содержащаяся в ней жидкая фаза остается на поверхности твердых частиц и получается негодный продукт с плохими физическими свойствами, не рассыпчатый, а мажущий , что затрудняет его применение. При концентрации кислоты более высокой, чем в зоне пассивации, оседающий полугидрат сульфата кальция быстро превращается в ангидрит, вследствие чего на зернах фосфата образуется рыхлая корка сульфата, через которую кислота легко диффундирует поэтому реакция идет быстро и получается сухой, рассыпчатый продукт, так как остающаяся жидкая фаза не распределяется на поверхности зерен, а впитывается в поры. С повышением концентрации исходной серной кислоты влажность продукта уменьшается и за счет этого возрастает содержание в нем Р2О5. Уменьшение влажности суперфосфата на 1 % соответ- [c.130]

Положение максимумов зависит от вида сырья, соотношения Т Ж, температуры, времени процесса и др. Скорость и степень разложения фосфата кислотой низкой конпентрации (левый максимум) высоки, но с кислотой низкой концентрации вводится большое количество воды и вместо твердого суперфосфата получается несхваты-вающаяся пульпа. Второй максимум соответствует примерно 63%-ной серной кислоте. При использовании более концентрированной кисло- [c.272]

В этой книге освещаются результаты некоторых исследовательских работ кафедры технологии неорганических веществ ЛТИ им. Ленсовета, посвященных разработке новых способов производства минеральных удобрений, выполненных в 1956— 1961 гг. Исследования кафедры в этой области, относящиеся к 1952—1955 гг. (см. Груды ЛТИ им. Ленсовета, вып. XXXVI, Госхимиздат, 1956), имели своей целью главным образом теоретическое изучение промышленных процессов сернокислотного разложения фосфатов для выявления оптимальных физико-химических условий их осуществления. В дальнейшем теоретические исследования кафедры были посвящены изучению ме-тастабильной растворимости в системах, образующихся при кислотной переработке фосфатов, скорости кристаллизации продуктов реакций из пересыщенных растворов, а также скорости и механизма разложения фосфатов в незагустевающей пульпе. Результаты этих исследований частично опубликованы в Журнале прикладной химии в 1959—1961 гг. в обобщенном виде они изложены в первой главе этой книги. Здесь же приводится подробное описание разработанного нами ускоренного метода определения степени разложения фосфатов кислотами на всех стадиях производства. Этот объемный метод [c.5]

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]