Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Вишнякова А.А. Фосфорные удобрения из каратауских, гулиобских и других фосфоритов

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.84 Mб
Скачать

В основе производства двойного суперфосфата лежит тройная система С а О — Р 2 0 5 — Н 2 0 [40, 45], или — если получение супер­ фосфата предусматривается из фосфоритов, богатых магнием

(Каратау), —четверная M g O — С а О — Р 2 0 5 — Н 2 0

[36, 38].

Учет равновесных и кинетических данных

позволяет выбрать

оптимальные физико-химические условия ведения процесса. Инте­ ресными в этом отношении являются данные авторов работ [71, 84] о метастабильной растворимости в системах СаО—Р2О5—Н2 0 и MgO—Р2 Об—Н2 0. Ими установлена большая склонность этих си­

стем к пересыщению и показано, что абсолютные значения

мета­

стабильной растворимости СаО и MgO в фосфорнокислых

раст­

ворах намного превышают значения растворимости

их при ста­

бильном равновесии.

 

 

В процессе аммонизации двойного суперфосфата

протекают

химические

реакции

 

 

 

Н3РО4 + N H 8 = N H 4 H 2 P 0 4

 

(I V.5)

С а ( Н 2 Р 0 4 ) 2

4- N H 3 + a ? = N H 4 H 2 P 0 4 + С а Н Р 0 4 - 2 Н 2 0 + aq.

(IV.6)

Вследствие реакции (IV. 6) происходит уменьшение количества водорастворимой формы Р2О5 в продукте. Более высокая нейтра­

лизация

ведет к образованию

нестабильного при

температурах

выше 70°С диаммонийфосфата

 

 

 

N H 4 H 2 P 0 4 + N H 3 = ( N H 4 ) 2 H P 0 4 .

(IV.6')

В случае

местной (локальной)

перенейтрализации

не исключена

также возможность ретроградации усвояемых фосфатов до фторапатита и гидроксилапатита. Процесс аммонизации двойного су­

перфосфата хорошо

отражается взаимными

системами

С а О — Р 2 0 5 — N H 3 — Н 2 0

[131], M g O — Р 2 0 5 — N H 3 — Н 2 0

[52, 65] и

С а О — M g O — Р 2 0 5 — N H 3 — Н 2 0 [61, 132, 335].

 

Взаимодействие фосфатов с фосфорной кислотой составляет сущность производства двойного суперфосфата, а также второй стадии получения простого суперфосфата. Поскольку процесс про­ изводства экстракционной фосфорной кислоты основан на разло­ жении фосфатов смесью серной и фосфорной (15—20%) кислот, его можно с известным приближением рассматривать как разло­ жение фосфата в разбавленных растворах фосфорной кислоты.

Имеющиеся сведения о скорости разложения фосфатов фос­ форной кислотой получены в условиях либо большого избытка кислоты (при Ж:Т = 20—40:1), либо производства двойного супер­ фосфата в так называемых загустевающих пульпах. В первом слу­ чае опыты ставились в условиях, весьма отличающихся от реаль­

ных, выбранных по тем или иным теоретическим

и эксперименталь­

ным соображениям. Тем не менее, результаты их позволили

уяснить

отдельные закономерности

взаимодействия

фосфата

с фос­

форной кислотой и сделать ценные теоретические выводы о кине­ тике процесса. Во втором случае исследования были строго огра­ ничены рамками технологи" пооцесса, что способствовало наиболее

полному раскрытию механизма и особенностей фосфорнокислотного разложения фосфатов, а также нахождению оптимальных ус­ ловий процесса. Многими исследователями установлено, что зави­ симость скорости разложения от температуры, поверхности фосфа­ та и интенсивности перемешивания есть однозначная функция: с ростом указанных величин скорость разложения повышается. Вли­ яние же концентрации и количества фосфорной кислоты на ско­ рость разложения является более сложной функцией.

§8. ПРИМЕНЕНИЕ ОБЩИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАСТВОРЕНИЯ

КФОСФОРНОКИСЛОТНОМУ РАЗЛОЖЕНИЮ ФОСФАТОВ

Кислотное разложение фосфатов относится к гетерогенным реакциям, протекающим на поверхности раздела фаз твердая — жидкая, и поэтому его можно представить складывающимся из следующих стадий [83, 133]: диффузия кислоты к поверхности фос­ фата; химическая реакция между кислотой и фосфатом; диффузия продуктов реакции в объем растворителя (кислоты).

Фактором, определяющим кинетический процесс в целом, долж­ на быть диффузия либо водородных ионов к поверхности фосфата, либо ионов кальция, как менее подвижных, в раствор, поскольку эти стадии протекают с наименьшей скоростью. Следовательно,

скорость процесса \v = должна подчиняться классическим

законам диффузии

 

 

 

^ = ^ = ^ 5 - - Г -

Д С '

(IV.7)

где

5 — поверхность

твердых частиц,

D — коэффициент диффу­

зии,

8 — толщина

диффузионного слоя,

R —

-^—сопротивление,

АС — движущая

сила

процесса.

 

 

Движущая сила ДС определяется как разность между концент­ рацией насыщения С и концентрацией в растворе в данный мо­ мент Сх

v = K-S-^{C-Cx) (IV.8)

или разность концентрации водородных ионов в растворе в каж­

дый данный момент [ Н + } и У поверхности твердого тела

{Hq}

v = K-S.-^([H+]-[H']y

(IV.9)

Более точное выражение движущей силы предложено в работе [46, 47] в виде активностей водородных ионов

« = / C - 5 - ~ - ( a ~ f l o ) .

(IV. 10)

Величины

И а0

весьма

малы по сравнению с Н+

и а,

поэто­

му ими можно

пренебречь,

 

 

 

Если опыты

ведутся при постоянных S и - у - , уравнения

запи­

шутся так:

 

 

 

 

 

 

v =

Ki[H+]

или v = Kx\a\,

(IV.11)

где/Ct = К £ .

Этой закономерности подчиняется растворение апатита в больших объемах (Ж:Т = 40:1) разбавленной (20% Р2О5) фосфорной кис­ лоты [133].

В случае когда фосфорная кислота нейтрализована магнием, удобно пользоваться формулой, выведенной К. С Красновым [46,

47,

135] для определения

удельной скорости растворения

апатита

в зависимости от степени

нейтрализации Z:

 

 

v

= vQ-e~?-z,

(IV.12)

где

р — коэффициент пропорциональности.

 

Поскольку фосфорная кислота лежит на грани между сильными и слабыми кислотами, при выражении движущей силы в виде раз­ ности между начальным количеством кислоты А и количеством х, прореагировавшим к моменту времени, надо учесть подавление диссоциации кислоты вследствие накопления солей в растворе. В этом случае

C H + = ^ 5 - d i l £ .

где Ks — константа диссоциации

Н 3 Р 0 4 и

dx

„,

А —х

e / c

• — — .

Если поверхность фосфата

меняется по закону

 

 

2

S =

 

K'(B-xf,

то это уравнение принимает вид

( I V - 1 3 >

(IV. 14)

(IV.15)

и интегрирование его, как показали

М. Л. Чепелевецкий [133] и

А. П. Белопольский [57—59], приводит

к сложному,

неудобному

для расчетов выражению.

 

 

 

 

 

Если разложение фосфатов

кислотами сопровождается

крис-

 

 

 

п

ь

 

таллизациеи продуктов реакции, то сопротивление R—-Q, которое

складывается из сопротивлений

жидкостного

слоя и пленки

(кор­

ки) вновь образованного осадка

не остается

постоянным, а изме-

няется как с концентрацией кислоты, так и с содержанием в ней продуктов растворения. Несмотря на это, в большинстве приведен­

ных уравнений заранее

предполагается постоянство

величин S,

D и б. Это объясняется

сложностью процессов и недостатком сведе­

ний в данной области.

 

 

Оценка свойств образующейся корки по эффективной

(предель­

ной) толщине [46], рассчитанной на основе данных скорости раст­

ворения, не совсем правомерна. По мнению авторов работы [147], большое значение имеет не только толщина корки, но и структура ее, т. е. размеры и взаимное расположение кристаллов на поверх­ ности фосфата. Отсюда вытекает и то, что при отложении твердых продуктов реакции на поверхности реагирующих частиц фосфата торможение процесса вызывается увеличением диффузионного со­ противления и размеров свободной поверхности. Для определения скорости таких процессов предложено [149] пользоваться уравне­ нием

dx

= К-

(1-х)

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - а - * )

 

 

 

 

(IV. 17)

1 - -j-x

- (1 -

ху = К -г

 

 

 

Величины К и К' обратно пропорциональны квадрату

начального

размера частиц.

 

[150] полуэмпирическое

 

 

 

Предложено также

уравнение

 

 

 

х

* _ х

 

 

 

 

(IV. 18)

 

 

 

п

 

 

 

 

 

где х — количество

растворившегося

вещества

к моменту

обра­

зования сплошной

корки предельной

толщины.

 

 

Согласно этому уравнению, между степенью перехода вещества

в раствор у и продолжительностью

процесса т существует

линей-

 

 

 

1

 

1

 

 

 

ная зависимость в

координатах

 

, позволяющая

рассчитать

 

 

1

у

 

1

 

1

 

эффективную толщину пленки. Однако приведенные выше уравне­ ния не позволяют с достаточной точностью рассчитать процесс кислотного разложения фосфатов. Более конкретно, на наш взгляд,

самотормозящие процессы

характеризуются уравнениями

кинети­

ки типа

 

 

К ю ± . С .

1 п - * - - В ^ - ,

(IV.19)

описанные в [133, 150, 151,

152].

 

§ 9. КИНЕТИКА

ПРОЦЕССА

Р

А З Л О Ж Е Н И Я ФОСФАТОВ

В У С Л О В И Я Х Б О Л Ь Ш О Г О ИЗБЫТКА

ФОСФОРНОЙ К И С Л О Т Ы

Апатит и фосфориты Каратау. При растворении апатита

в боль­

шом избытке разбавленной

фосфорной

 

кислоты (20%

Р2О5,

Ж:Т = 40:1)

исключается возможность образования насыщенных

растворов

системы СаО—Р2О5—Н2 0 и кристаллизации продуктов

реакции, тормозящих процесс разложения.

Исследования М. Л. Чепелевецкого с сотр. [133] показали, что кинетика разложения крупнозернистого хибинского апатита фос­ форной кислотой концентрации 20% Р2О5 (при Ж:Т = 20—40:1) в первом приближении подчиняется классическим законам Нерн- ста—Бруннера и Вант-Гоффа—Аррениуса для диффузионных про­ цессов. Скорость разложения в каждый данный момент пропор­ циональна концентрации водородных ионов и в зависимости от температуры хорошо описывается уравнением Аррениуса. В интер­ вале температур 20-=-80°С начальная скорость разложения возра­ стает в 44 раза.

При изучении скорости растворения апатита в широком диапа­ зоне концентрации фосфорной кислоты [133, 134] установлено, что изотермы-изохроны проходят через максимум скорости при кон­ центрации Н3РО4 30—35% Р2О5, что объясняют противоположным действием двух основных факторов, определяющих скорость диф­ фузионного процесса: концентрации ионов водорода и вязкости раствора. Максимум изотерм-изохрон растворения в этих условиях соответствует узловой точке Е системы СаО—Р2О5—НгО, равно­ весной с твердыми фазами Са(Н2 Р04)2-Н20 + СаНР04.

Частичное замещение фосфорной кислоты ее солью снижает скорость разложения фосфатов [133]. Это явление объясняют по­ давляющим действием солей фосфорной кислоты на ее диссоциа­ цию, что вызывает снижение активности водородных ионов. Напри­ мер, увеличение степени нейтрализации фосфорной кислоты карбо­ натом на 50% снизило скорость разложения апатита примерно в 20 раз [133]. Идентичная картина наблюдается и при нейтрализа­ ции фосфорной кислоты магнием [46, 47, 54, 134—136] или натрием [133], однако в последнем случае падение скорости с повышением степени нейтрализации выражено несколько слабее. Скорость разложения апатита фосфорной кислотой прямо пропорциональна внешней поверхности зерен минерала [133]. Крупнозернистый апа­ тит, обладая малой суммарной поверхностью, разлагается очень медленно; это вызывает постепенное уменьшение скорости раство­ рения к концу реакции, т. е. наблюдается практически линейная зависимость количества разложенного минерала от времени. При разложении полидисперсной фосфатной муки линейная зависи­ мость отсутствует; мелкие зерна оказываются разложенными до окончания реакции (при коэффициенте разложения около 70%). Однако скорость разложения фосфатов кислотами зависит и от физической структуры, которая характеризуется общей (внутрен­ ней) удельной поверхностью элементарных зерен [336, 337]. Этим

объясняют экспериментально установленный факт, что при одной

итой же степени измельчения фосфаты, обладающие высокораз­ витой удельной поверхностью (осадочные фосфориты), химически более активны, в сравнении, например, с хибинским апатитом, обладающим низкой общей удельной поверхностью. Действитель­ но, скорость разложения вятского флотированного фосфорита [133]

ифосфоритов Каратау [137] при прочих равных условиях намного превышает скорость растворения апатита.

Фосфориты Гулиоб. Скорость разложения фосфоритов фосфор­ ной кислотой, как и всех гетерогенных процессов, зависит от мно­ гих факторов, в частности, от температуры, концентрации кислоты или активности ионов Н+, соотношения жидкой и твердой фаз, по­ верхности и состава фосфатного сырья, скорости перемешивания реагентов и др. Из этих факторов мы рассмотрим основные: кон­ центрацию кислоты, температуру и соотношение Ж:Т при посто­ янных остальных.

Исходным сырьем служил флотконцентрат фосфоритной руды

месторождения Гулиоб (химический

состав см. в § 3).

 

 

Чтобы

сохранить

во всех

опытах

постоянной первоначальную

внешнюю

удельную

поверхность фосфорита,

отсеивали

фракцию

160—200

мкм.

 

 

 

 

 

 

 

Основываясь на микроскопических наблюдениях, мы приняли

шаровидную

форму

зерен

флотконцентрата,

поэтому

внешнюю

удельную

поверхность (So) рассчитывали по формуле

 

 

 

S0

= k-fi-r,.d2

= 0,855-13,6• 104-0,0188 = 118 см*/г,

(IV.20)

где

d — средний

диаметр

частиц

(d — 0,018

см), я —удельное

число

зерен

(я =

13,6-104 г)

флотконцентрата,

найденное

статис­

тическим

подсчетом

частиц,

k — коэффициент

формы, учитываю­

щий отклонение форм зерен от идеального шара

/ k =

 

=

= 0,855^, р — удельный вес флотконцентрата, определенный пик-

нометрическим методом [167] (р = 2,82

г/см3).

Рассчитанная по данной формуле

поверхность включает в

себя поверхность всех минералов породы, независимо от того, раз­

лагаются

или не разлагаются

они кислотой.

Если учесть,

что в

отдельных

случаях

некоторые

соединения,

например Si02 , R2O3

и др., разлагаются

частично

или не разлагаются

совсем, то в фор­

мулу, по нашему

мнению,

следует ввести

поправочный

коэф­

фициент f, который будет характеризовать

весовую долю

разла­

гаемых минералов.

 

 

 

 

 

 

В этом случае формула для расчета внешней удельной поверх­

ности фосфата примет вид

 

 

 

 

 

 

 

SQ~-k-f-n-K-d2.

 

 

(IV.21)

5—102

65

Для данного фосфорита величина f может изменяться в пределах 0,78—0,85.

Растворы фосфорной кислоты нужной концентрации

готови­

лись разбавлением термической 86%-ной Н3РО4.

 

Влияние

концентрации и температуры

кислоты на

кинетику

разложения

данного фосфорита изучалось

в условиях

большого

избытка жидкой фазы при Ж : Т = 30: 1 (по весу). Этим

элимини­

руется норма кислоты как фактор, влияющий на скорость разло­ жения фосфатов. Исключается также нежелательное падение кон­ центрации водородных иснов в течение реакции. Поскольку отно­ шение Ж : Т выбиралось по весу, заведомо не исключен фактор объемного разведения.

Хотя выбранные нами условия значительно отличались от реальных, они позволили выяснить отдельные закономерности про­ цессов разложения данного фосфорита фосфорной кислотой.

Кинетические данные по разложению фосфорита разбавлен­ ными растворами фосфорной кислоты имеют и прямое практиче­ ское приложение. Они могут быть полезными при получении из этого сырья экстракционной фосфорной кислоты.

Опыты проводились з трехгорлом стеклянном реакторе, снаб­ женном мешалкой с электроприводом, термометром и отверстием для отбора проб, помещенном в водяной термостат. Температура поддерживалась постоянной с помощью контактного термометра.

Навеску

флотконцентрата

5 г,

взвешенную

с

точностью

± 0,0002 г,

всыпали в течение

1 сек. в 150 г фосфорной

кислоты,

предварительно термостатированной

до заданной

температуры в

течение 40 мин. Одновременно

включали электрическую

мешалку

и секундомер. Скорость перемешивания поддерживалась во всех

опытах постоянной с помощью реостата. Пробы

(2—4 г) отбирали

в зависимости от предполагаемого характера

кинетических

кривых

спустя

5, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60, 90,

120 и 240 мин., не выключая

при этом мешалку. Навеской служила неотфильтрованная

пульпа.

Это намного упростило

расчет коэффициентов

разложения, по­

скольку не надо было учитывать

изменения,

с которыми

прихо­

дится

сталкиваться при стборе проб

в виде

осветленного

филь­

трата.

Для прекращения

реакции

навеску

после взвешивания

разбавляли 300—350 мл холодной воды. Быстрое отделение нераз-

ложенного фосфорита

достигалось методом декантации — филь­

трации. Вся операция

заканчивалась

в течение 2 мин. В

фильтра­

тах определялось содержание СаО объемным оксалатным

методом

[167, 361].

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты

анализа СаО служили

отправной

точкой

для рас­

чета коэффициента разложения

Кр.

 

 

 

 

 

 

Кр =

~

• 100,

 

 

(IV.22)

где А"—концентрация

СаО в пульпе

к моменту

времени

т; а —

максимальная

концентрация

СаО в пульпе при

100%-ной

степе­

ни разложения

(а = b =

1,40%).

 

 

 

 

Аналитическое определение Р2О5 в наших условиях невозможно из-за незначительного изменения концентрации Р2О5 за счет фос­ форита на фоне большого количества Р2О5 кислоты. Однако, по нашему мнению, коэффициент разложения фосфатной части руды (Ар)' можно определить расчетным путем:

 

 

< = Х ~ { Ь % : * І Т ' М

>

- w = x - ^ . m o ,

(iv.23)

где

Ъ — содержание

СаО в фосфорите

(43,40%); / — содержание

Р 2

0 6

в фосфорите (26,45%); М — весовое отношение

фосфорит:

(кислота + фосфорит), равное 0,03225; 1,31 — отношение

С а 0 / Р 2 0 5

в

фторапатите.

 

 

 

 

 

 

 

 

Выражая х

через А~р , получаем:

 

 

 

 

 

К

=7ТМ

К>

~ ( J L 7 T ^ T L ) - 1 0 0 '

< I V - 2 4 >

 

 

 

 

К'р =

1,255

Кр

-

25,50.

(IV.25)

Последнее уравнение

позволяет

найти

коэффициент разложения

по Р2О5 непосредственно из значений степени разложения СаО при любых отношениях Ж : Т. Это уравнение прямой линии с наклоном

1,225

и отрезком на оси Р2О5,

равным

 

25,5. Формула

выведена

нами в предположении, что скорость

растворения

карбонатной

части

фосфорита значительно

превышает

скорость

 

разложения

фосфатной части. При коэффициенте

разложения

по

СаО

менее

20,35%, как видно из уравнения, расчет

теряет смысл. С

другой

стороны, в отдельных опытах

проверка

Ар

может

проводиться

взвешиванием промытого до нейтральной реакции по метилоранжу и высушенного недоразложенного фосфорита:

 

 

^ = • ^ 7 - 1 0 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

(IV.26)

где С — концентрация

твердой

фазы в пульпе

к

моменту

време­

ни т; d — максимальная

концентрация

твердой

 

фазы

в

пульпе

при Кр = 0, е — минимальная концентрация твердой

фазы

в пуль­

пе при 100%-ном Кр .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, в

рассчитанном таким

способом Кр

отражено

разложение всего растворимого комплекса

(СаО,

Р 2 0 5 ,

R 2 0 3 , FeO,

MgO и др.). Сопоставляя значения AT

и Кр

,

можно

косвенно

судить о разложении

примесей, в частности

R 2 0 3 .

 

 

 

В л и я н и е к о н ц е н т р а ц и и ф о с ф о р н о й к и с л о т ы н а

к и н е т и к у р а с т в о р е н и я

фосфорита

 

Гулиоб

мы

изучали

при постоянной температуре 20°С. Выбор указанной

температуры

имел целью уловить

по мере

возможности

максимальное число

точек, что дало бы возможность более

подробно

описать

данный

процесс. При температурах выше 20°С этого нельзя

достичь, так

как заранее можно ожидать, что при таких больших

соотношениях

Ж : Т реакция протекает очень быстро. Разложение

фосфоритов

Гулиоб изучено в широком диапазоне концентраций ортофосфор­

ної! кислоты

 

(от 10 до

63.5%

Р2О5).

 

 

 

 

Экспериментальные данные приведены в табл. 8.

 

 

Скорость

 

разложения

выражали

как А/<р/Ат,

трансформируя

каждый

отрезок кривых Kp = f (т) на прямую

линию. Таким

обра-

Номер

 

 

Концентра­

Темпе­

 

 

 

Коэффициент

опыта

ж : і

 

ция

Н 3 Р О ( ,

ратура,

2 мин.

5 мнн.

10 мнн.

15 инн.

20 мнн.

 

 

 

К

P.Os

 

°С

1

30

1

 

10,0

1

 

 

51,9

 

77,5

 

2

30

1

20,0

 

 

57,0

80,4

90,5

95,0

3

30

1

24,5

 

 

57,4

81,7

92,4

96,7

4

30

1

28,9

20

55,5

77,8

89,5

95,3

5

30

1

40,0

46,6

70,7

79,9

89,9

6

30

1

46,8

 

 

39,0

67,8

7

30

1

51,0

 

 

29,6

51,9

_

8

30

1

56,1

 

 

24,7

34,1

9

30

1

63,5

 

40

83,6

19,9

29,9

 

10

30

1

20,0

 

97,3

100,0

11

30

1

20,0

 

60

93,3

99,8

100,0

100,0

12

30

1

20,0

 

80

94,8

100,0

100,0

100,0

13

30

1

63,5

 

40

36,2

58,6

14

30

1

63,5

 

60

_

76,7

15

30

1

63,5

 

80

80,8

93,3

16

10

1

46,8

 

20

——

53,3

17

20

1

46,8

 

20

30,0

60,2

зом, скорость принимает значения средней в данном интервале времени. Чем короче отрезок времени, тем больше она прибли­ жается к своему дифференциальному выражению dKpldx.

Рассматривая данные табл. 8, можно заключить, что разложе­ ние фосфорита Гулиоб растворами фосфорной кислоты в большом

ее избытке протекает

с

высокой

скоростью

даже

при

темпера­

туре 20°С.

 

 

 

 

 

Р2О5 разлагает

 

Фосфорная кислота

с концентрацией

10%

фос­

форит Гулиоб спустя 5 мим. на 51,9%, а через

120 мин. достигается

полное растворение фосфата. Скорость

реакции

при этом

сни­

жается с 10,30% в минуту иа 2,5-й минуте

до 0,63% в минуту на

22-й минуте. Фосфорная кислота

концентрацией

20%

Р2О5

раз­

лагает фосфорит Гулиоб на 57; 80,4; 90,5 и

100% через 5, 10, 15 и

30 мин. соответственно. При этом скорость разложения

снижается

с 11,39 до 4,68, 2,02

и 0,30% мин. Скорости

 

такого же

порядка

были найдены также при разложении данного фосфорита

кислотой

28,90% Р2О5. В ходе

изучения

кинетики

разложения

вятских,

рязанских и актюбинских фосфоритов в разбавленных

растворах

фосфорной кислоты

(10 и 20% P2Os) примерно при тех же усло-

виях (Ж : Т, /, S)

зафиксировано

[133] окончание

реакции

соответ­

ственно через 4 и 1,5 ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Авторы

работы

[137] нашли,

что в этих

условиях

фосфорная

кислота

с концентрацией

30%

Н 3 Р 0 4

(21,7%

Р2О5)

разлагает

за 1,5 ч. фосфорит

Каратау

лишь

на 92%,

с концентрацией

40%

Н3РО-, (29,0% Р 2 0 5 ) — на 98,32%. Значит,

фосфорит

Гулиоб

раз­

лагается

с гораздо

большей

 

скоростью, чем фосфориты

других

месторождений, что можно

объяснить

природой

 

узбекистанского

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 8

разложения

по СаО во времени. %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25 мин.

 

30 мин.

45 мин.

60

мин.

90 мин.

120 мни.

180 мин.

 

 

 

 

86,9

93,2

95,0

 

 

100,0

 

100,0

 

 

98,0

 

100,0

100,0

100,0

 

 

 

 

 

 

 

 

98,7

 

100,0

100,0

100,0

 

 

 

 

 

 

 

 

96,9

 

100,0

100,0

100,0

100,0

 

 

 

 

 

 

93,3

 

96,3

100,0

100,0

 

 

 

 

 

 

 

 

90,4

100,0

100,0

100,0

93,0

 

 

 

 

 

 

 

74,5

83,1

88,0

91,3

 

80,0

 

 

 

 

48,4

46,2

57,8

66,2

74,8

 

 

 

 

 

37,0

50,4

59,0

61,3

 

65,1

 

 

 

 

100,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63,2

64,3

 

 

90,7

66,5

 

71,5

 

 

 

 

98,0

84,4

100,0

98,3

 

100,0

 

 

 

 

100,0

00,0

100,0

 

100,0

 

 

 

 

69,1

82,6

87,8

95,2

98,1

 

 

 

 

 

81,5

90,0

94,9

100,0

100,0

 

 

 

 

 

фосфорита,

спецификой его

минералогического

 

и химического

состава.

 

 

 

 

 

 

24,5% Р2О5

 

 

 

 

Фосфорная кислота концентрацией

обладает,

как

показали наши исследования, самой большой способностью разла­

гать данный фосфорит. Например, при продолжительности

реак­

ции 5, 15 и 30 мин. соответственно достигнуты коэффициенты

раз­

ложения 57,35, 92,4 и 100%. Скорость разложения фосфорита

этой

кислотой составляет на 2,5-й минуте

11,45% в минуту, а к концу

реакции падает до 0,3% в минуту.

С увеличением концентрации

фосфорной кислоты выше 24,5% Р2О5 значительно снизилась ско­ рость разложения. Так, в фосфорной кислоте концентрацией 40%

Р2О5 данный фосфорит разлагался

на 46,55, 77,9, 96,25 и 100% че­

рез 5, 15, 30 и 45 мин. Скорость разложения снижается

с 9,32% в

минуту в начале процесса до 0,25%

в минуту в конце реакции.

При концентрации фосфорной кислоты

46,82% (по Р2О5) пол­

ное разложение фосфорита наблюдается,

так же как

и при 40%

Р2О5, спустя 45 мин., но начальные

скорости процесса

несколько

ниже. Увеличение концентрации

Н 3 Р 0 4

до 51% Р2О5 вызывает

замедление реакции к концу процесса. После двухчасового взаимо-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ