Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Нефелиновый коагулянт

При смешении нефелинового концентрата с башенной серной кислотой без последующего разбавления водой смесь быстро за­густевает, так как находящаяся в ней вода связывается с образо­вавшимися солями в твердые кристаллогидраты. Это сопровож­дается сильным повышением температуры, вызывающим значитель­ное парообразование, что приводит к резкому увеличению объема смеси, которая превращается в твердую пористую массу, легко рассыпающуюся в порошок. Этот продукт, состоящий из смеси калиевых, натриевых квасцов, Si02 и прочих примесей, находив­шихся в нефелине и образовавшихся при обработке его серной кислотой, называется нефелиновым коагулянтом. Его правильней было бы назвать неочищенным нефелиновым коагулянтом в отли­тие от очищенного нефелинового коагулянта, которым является смесь квасцов, полученная кристаллизацией раствора после отде­ления от него кремнеземистого осадка.

Температура реакции, количество испарившейся воды, выход и свойства коагулянта зависят от концентрации исходной кислоты53.

В продукте, полученном при разложении нефелина 63—84,5%-' ной кислотой, обнаружен бисульфат алюминия. Это объясняется неполной нейтрализацией серной кислоты:

2(R20 • А1203 • 2SiOa) + 8H2S04 + 8Н20 = A12(S04)3 • 3H2S04 • 12НгО + 2RHS04 + + 2Si02 + R20 • А1203 • 2Si02

Наличие в коагулянте гигроскопичных кислых солей обусловли­вает поглощение им влаги из воздуха. В результате Ойоднения

П* Продукта происходит дальнейшее разложение непрореагировавшего нефелина. Этот процесс «дозревания» протекает на воздухе мед­ленно, около 12 суток, вследствие покрытия зерен непрореагировав­шего нефелина кристаллами коагулянта. При растворении кристал­лов в воде процесс дальнейшего разложения ускоряется и завер­шается в холодной воде в течение часа, а в горячей — в течение 5 мин. Таким образом, замедление взаимодействия нефелина с кон­центрированной серной кислотой (выше 63% H2SO4) объясняется недостатком воды в жидкдй фазе53. С наибольшей скоростью не­фелин разлагается 47—73°/0-ной серной кислотой (рис. 182) 54.

Получение неочищенного нефелинового коагулянта было пред­ложено производить смешением нефелинового концентрата с ба­шенной серной кислотой в котлах с мешалками и выливанием по­лученной Пульпы до ее загустевания в аппараты для «созревания», т. е. затвердевания массы. Твердая масса подвергается измельче­нию. При смешении нефелина с 92% серной кислотой реакция идет очень медленно и незагустевшая пульпа может легко перете­кать в желоб со шнеком, куда добавляется вода для разбавления Кислоты. После этого реакция идет очень быстро, и масса, интен­сивно перемешиваемая шнеком и передвигаемая им вдоль аппа­рата, быстро затвердевает, превращаясь в мелкие зерна.

Рекомендована следующая схема производства нефелинового коагулянта55. Смешение купоросного масла и нефелинового кон­центрата производят в двух смесителях, снабженных трехлопаст­ными мешалками и соединенных последовательно. В один из сме­сителей подают непрерывно кислоту и нефелиновый концентрат. Образующаяся пульпа перетекает во второй смеситель, откуда вы­ходит из нижней части его через гидравлический затвор в ковше­вой дозатор. В выходящей пульпе должно содержаться от 1,5 до 4% ивбыточноЙ серной кислоты (в зависимости от качества нефе­лина). Под избыточной понимают кислоту, содержащуюся в пульпе сверх того количества, которое может прореагировать к концу про­цесса при гидратации. Из ковшевого дозатора пульпа поступает в шнек-реактор, куда добавляют воду ие расчета разбавления кие - лоты до 70—73% H2SO4. Продолжительность пребывания массы в Шнеке-реакторе составляет 28—30 сек и степень разложения нефе­лина за это время достигает 85—88%- Из реактора сухая рассып­чатая масса с температурой 80—100 поступает на склад, где про­исходит дозревание и охлаждение продукта в течение 2—4 суток. На производство этим методом 1 т нефелинового коагулянта тре­буется: 0,32 т нефелиновой муки (до 1% влаги) или 0,105 т А120з (100%), 0,378 т серной кислоты (100%).