Механизм процесса разложения апатита фосфорной кислотой


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-294-297

Полный текст:


Аннотация

Выполнены экспериментальные исследования кинетики и механизма процесса, разложения апатита фосфорной кислотой, в системе Апатит-H3PO4-H2O без добавления серной кислоты. Исследование процесса разложения Ковдорского апатита с определёнными размерами частиц проводили в реакторе периодического действия объемом 1 дм3 при перемешивании реакционной смеси, и начальной концентрации фосфорной кислоты 17% масс., при температуре 78–82 °С. Наблюдение за ходом процесса осуществляли посредством определения концентрации фосфорной кислоты и концентрации монокальцийфосфата. Кислотность реакционной смеси определяли по показаниям pH-метра (рН-105 МА с электродом стеклянным комбинированным – ЭСК-10603). Показано, что в ходе всего процесса происходит постоянное плавное увеличение значения pH реакционной смеси до значения pH 6. Сравнение значений рН реакционной смеси в ходе процесса при фактической в момент определения концентрации фосфорной кислоты и значений pH фосфорной кислоты соответствующей концентрации в водном растворе показывает, что на значение pH реакционной смеси существенно влияет присутствие геля монокальцийфосфата. В ходе процесса в течение первых тридцати минут происходит уменьшение концентрации фосфорной кислоты с 17 до 10% масс., соответствующее количественное образование геля монокальцийфосфата и пропорциональное увеличение значений рН реакционной смеси. По мере уменьшения концентрации фосфорной кислоты процесс замедляется и в условиях проведения эксперимента протекает не до конца. Зависимость концентрации ионов водорода в реакционной смеси от времени протекания процесса разложения апатита в фосфорной кислоте, которое представлено в логарифмических координатах, показывает, что механизм процесса образования ионов водорода в ходе всего процесса не меняется. Таким образом показано, что процесс разложения апатита фосфорной кислотой в системе апатит-H3PO4-H2O протекает с образованием промежуточного продукта – геля монокальцийфосфата. При этом происходит соответствующее значительное изменение значений величины рН реакционной смеси. В ходе всего процесса происходит постоянное уменьшение концентрации фосфорной кислоты.

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


И. А. Махоткин
Казанский национальный исследовательский технологический университет
к.т.н., доцент, кафедра оборудование химических заводов, ул. К. Маркса 68, г. Казань, 420015, Россия


И. Ю. Сахаров
Казанский национальный исследовательский технологический университет
ассистент, 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 I., Horchani-naifer K., F?rid 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. doi: 10.1016/j.minpro.2016.02.011

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

6. Терещенко Л.Я., Орехов И.И., Лаптев М.Я. Производство фосфорной и серной кислот. Ленинград: СЗПИ, 1968. 157 с.

7. Ким С. Мировой рынок фосфорной кислоты // The Chemical Journal. 2011. С. 20–24.

8. Грошева Л.П. Технология неорганических веществ: cборник лабораторных работ № 2. Новгородский государственный университет, 2007. 29 с.

9. Сахаров Ю.Н, Махоткин А.Ф., Махоткин И.А. Обобщение закономерностей кинетики процессов разложения фосфорита и апатита растворами фосфорной исерной кислот // Вестник технологического университета. 2015. Т. 18. № 22. С. 37–39.

10. Codari F., Lazzari S., Soos M., Storti G. et al. Kinetics of the hydrolytic degradation of poly (lactic acid) // Polymer degradation and stability. 2012. V. 97. №. 11. P. 2460–2466.

11. El-Sayed G.O., Yehia M.M., Asaad A.A. Assessment of activated carbon prepared from corncob by chemical activation with phosphoric acid // Water Resources and Industry. 2014. V. 7. P. 66–75.

12. Harada S., Kuwano S., Yamaoka Y., Yamada K. et al. Kinetic resolution of secondary alcohols catalyzed by chiral phosphoric acids // Angewandte Chemie International Edition. 2013. V. 52. № 39. P. 10227–10230. doi: 10.1002/anie.201304281


Дополнительные файлы

1. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (937KB)    
Метаданные
2. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (734KB)    
Метаданные
3. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (153KB)    
Метаданные
4. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (401KB)    
Метаданные
5. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (636KB)    
Метаданные
6. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (662KB)    
Метаданные

Для цитирования: Сабиров Р.Ф., Махоткин А.Ф., Сахаров Ю.Н., Махоткин И.А., Сахаров И.Ю. Механизм процесса разложения апатита фосфорной кислотой. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2019;81(1):294-297. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-294-297

For citation: Sabirov R.F., Makhotkin A.F., Sakharov Y.N., Makhotkin I.A., Sakharov I.Y. Mechanism of the process of decomposition of apatitis with phosphoric acid. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2019;81(1):294-297. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-294-297

Просмотров: 29

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)