Изменение кислотности среды в процессе разложения апатита серной кислотой


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-325-328

Полный текст:


Аннотация

Выполнено экспериментальное исследование процесса разложения Ковдорского апатита с определёнными размерами частиц, в реакторе периодического действия объемом 1 дм3 при перемешивании реакционной смеси, начальной концентрации фосфорной кислоты 17% мас. в системе: Апатит-H3PO4–H2SO4-H2O. Серная кислота вводилась в стехиометрическом количестве в начале процесса. Процесс проводили при соотношении Ж:Т 2,5:1, при температуре 78-82°С. Наблюдение за ходом процесса проводили по методике совместного определения серной и фосфорной кислот титриметрическим анализом состава реакционной смеси в присутствии метилового оранжевого, а затем фенолфталеина. Определяли концентрацию фосфорной кислоты, концентрацию избыток или недостаток серной кислоты и концентрацию геля монокальцийфосфата. Фиксировали кислотность реакционной смеси по показаниям рН-метра (рН-105 МА с электродом стеклянным комбинированным – ЭСК-10603). В системе апатит-H3PO4–H2SO4-H2O, при анализе полученных эксперименальных значений указанных параметров показано, что в ходе процесса pH реакционной смеси повышается до значений рН 6,3 в течение порядка 30 минут, а затем происходит его уменьшение до значений рН 4,5–5. Сравнение зависимости значений рН от концентрации серной кислоты в водном растворе фосфорной кислоты и значений рН реакционной смеси при соответствующих концентрациях серной и фосфорной кислот показывает, что значение рН реакционной смеси определяется присутствующим в смеси промежуточным продуктом – гелем монокальцийфосфата. Процесс разложения апатита в системе апатит-H3PO4-H2SO4-H2O протекает в несколько стадий. В начале проходит быстрое разложение фосфатного сырья фосфорной кислотой и соответствующее изменение рН реакционной смеси, связанное с накоплением в растворе монокальцийфосфата. Затем происходит медленное разложение монокальцийфосфата серной кислотой и соответствующее уменьшение рН до 4,5–5. Значение pH в конце процесса определяется физико-химическими свойствами фосфорной кислоты присутствующей в реакционной смеси. На всех стадиях процесса происходит постоянное увеличение концентрации фосфорной кислоты связанное с разложением геля монокальцийфосфата..

Об авторах

Р. Ф. Сабиров
Казанский национальный исследовательский технологический университет
Россия
аспирант, кафедра оборудование химических заводов, ул. К. Маркса 68, г. Казань, 420015, Россия


А. Ф. Махоткин
Казанский национальный исследовательский технологический университет
д.т.н., профессор, заведующий кафедрой оборудование химических заводов, ул. К. Маркса 68, г. Казань, 420015, Россия


Ю. Н. Сахаров
Казанский национальный исследовательский технологический университет
к.т.н., доцент, кафедра оборудование химических заводов, ул. К. Маркса 68, г. Казань, 420015, Россия


Список литературы

1. Карпова М.И., Фахрутдинов Р.З., Непряхин А.Е., Межуев С.В. Фосфориты россии: состояние, проблемы, стратегия развития МСБ // Разведка и охрана недр. 2009. № 10. С. 33–37.

2. Непряхин А.Е., Сенаторов П.П., Карпова М.И. Фосфатно-сырьевая база России: новые технологии и перспективы освоения // Горная техника.2009. С. 136–144.

3. Valkov A.V., Andreev V.A., Anufrieva A.V., Makaseev Y.N. et al. Phosphogypsum technology with the extraction of valuable components // Procedia Chemistry. 2014. V. 11. P. 176–181.

4. Hammas-Nasri I., Horchani-Naifer K., Ferid M., Barca D. Rare earths concentration from phosphogypsum waste by two-step leaching method // International Journal of Mineral Processing. 2016. V. 149. P. 78–83.

5. Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Ленинград: Химия, 1981. 224 с.

6. Мухлёнов И.П. Основы химической технологии. Москва: Высшая школа, 1991.463 с.

7. Торочешников Н.С., Родионов А.И., Кельцев Н.В., Клушин В.Н. Техника защиты окружающей среды. Москва: Химия, 1981. 512 с.

8. Сахаров Ю.Н., Махоткин А.Ф., Махоткин И.А., Ситкин А.И. Механизм и кинетика разложения фосфатного сырья // Вестник Казанского техноло-гического университета. 2011. № 11. С. 18–22.

9. Васильев В. Аналитическая химия. Книга 2. Физико-химические методы анализа. Дрофа, 2018.

10. Сахаров Ю.Н., Махоткин И.А., Махоткин А.Ф. Обобщение закономерностей кинетики процессов разложения фосфорита и апатита растворами фосфорной и серной кислот // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 22. С. 37–38.

11. Ciceri D., Mason L.R., Harvie D.J.E., Perera J.M. et al. Extraction kinetics of Fe (III) by di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid using a Y–Y shaped microfluidic device // Chemical Engineering Research and Design. 2014. V. 92. № 3. P. 571–580.

12. Mori K., Itakura T., Akiyama T. Enantio-divergent Atroposelective Synthesis of Chiral Biaryls by Asymmetric Transfer Hydrogenation: Chiral Phosphoric Acid Catalyzed Dynamic Kinetic Resolution // Angewandte Chemie International Edition. 2016. V. 55. № 38. P. 11642–11646. doi: 10.1002/anie.201606063


Дополнительные файлы

1. Неозаглавлен
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (952KB)    
Метаданные
2. Неозаглавлен
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (706KB)    
Метаданные
3. Неозаглавлен
Тема
Тип Прочее
Скачать (160KB)    
Метаданные
4. Неозаглавлен
Тема
Тип Прочее
Скачать (B)    
Метаданные
5. Неозаглавлен
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (408KB)    
Метаданные
6. Неозаглавлен
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (634KB)    
Метаданные
7. Неозаглавлен
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (638KB)    
Метаданные

Для цитирования: Сабиров Р.Ф., Махоткин А.Ф., Сахаров Ю.Н. Изменение кислотности среды в процессе разложения апатита серной кислотой. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2019;81(1):325-328. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-325-328

For citation: Sabirov R.F., Makhotkin A.F., Sakharov Y.N. Change of acidity of the environment in the process of decomposition of apatitis sulfuric acid. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2019;81(1):325-328. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-325-328

Просмотров: 33

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)