Сернокислотное разложение апатита

На скорость реакции (47) влияет отвод продуктов - ионов Са2+ и РО43' - от поверхности частиц в раствор, и чем меньше концентрация Са2+ в растворе, тем скорость растворения будет больше.

Одновременно с растворением апатита происходит образование твердого CaSO4, который плохо растворим. Связывание Са2+ в CaSO4, т.е. выделение его из раствора, будет увеличивать скорость растворения апатита. Увеличение концентрации серной кислоты, т.е. ионов SO42 , фактор благоприятный, но SO42' вызывает осаждение Са2+ не только в виде отдельной фазы в растворе, но и на поверхности частиц апатита. Образующаяся корка CaSO4 сначала замедляет растворение, а затем полностью блокирует поверхность, и растворение практически прекращается. Поэтому предъявляются жесткие требования к процессу сернокислотного разложения - строгое поддержание концентрации H2SO4 (70 -75 %) в реакторе и ее однородность по объему реактора.

Реакционный узел представляет собой последовательность секций с интенсивным перемешиванием реагентов в каждой из них и перетоком между ними для организации движения реакционной массы по каскаду. Перемешивание должно предотвратить расслоение на твердую и жидкую фазы. В первых секциях происходит в основном растворение апатита. Остальные секции работают как дозреватели, в них формируются кристаллы CaSO4. Между последней и первой секциями организован интенсивный рецикл (при кратности циркуляции 20 и более), назначение которого складывается из следующих задач:

  • 1) устранение локального пересыщения раствора в зоне ввода реагентов;
  • 2) подача в первую секцию кристаллов CaSO4 в качестве центров кристаллизации, облегчающих связывание Са+ в самом начале растворения;
  • 3) создание однородных условий в секциях для растворения сырья и роста кристаллов (роль перемешивания в объеме всего реактора).

Для создания благоприятных условий, заключающихся в поддержании определенной балансовой концентрации ионов SO42’ кислота подается порциями: сначала для растворения в первой секции экстрактора, а затем для формирования кристаллов при небольшом избытке SO42'. В таком случае степень разложения апатита достигает 97 % и выше; образуются крупные кристаллы, облегчающие их отделение фильтрацией.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >