Иерархическая структура полугидрата сульфата кальция в условиях, моделирующих получение фосфорной кислоты полугидратным способом

• Автор: Михеева, Ирина Евгеньевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1987
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ СВЕДЕНИЙ ПО КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

ПОЛУГИДРАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ.

1.1. Общая характеристика опубликованиях работ

1.2. Даяняе о структуре полугидрата сульфата кальция .

1.3. Механизм кристаллизации полугидрата сульфата кальция

1.4. Анализ факторов, влияющих на морфологию кристаллов полугидрата сульфата кальция . .

1.5. Соосаздение фосфатиона полу гидратом

сульфата кальция .

1.6. Методы исследования морфологии частиц

твердой фазы . .
1.7. Заключение
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1. Методические особенности изучения образования высокодисперсной твердой фазы
2.2. Методика исследования массовой кристаллизации полугидрата сульфата кальция из раствора фосфорной кислоты .
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Стадийное развитие твердой фазы полугидрата сульфата кальция из раствора фосфорной кислоты .
3.2. Иерархическое строение твердой фазы полугядрата сульфата кальция.
3.3. Кинетика образования твердой фазы.
ГЛАВА 4. ОБСУДЩШИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ .
4.1. Механизм формирования иерархической структуры полугвдрата сульфата кальция при массовой кристаллизации из раствора фосфорной кислоты
4.2. Механизм кристаллизации ультрамккрокристаллов . .
4.3. Коагуляционный рост кристаллов полу гидрата сульфата кальция . .
4.4. Эволюция твердой фазы на третьей и четвертой стадиях коагуляционного роста.
4.5. Пути управления морфологией кристаллов полугидрата сульфата кальция
ГЛАВА 5. ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ РАБОТЫ.
5.1. Действие затравочных кристаллов
5.2. Отмывка кристаллов от фосфорной кислоты. . .
5.3. Интенсификация стадии фильтрации
5.4. Способ получения фосфорной кислоты с кристаллизацией полугидрата сульфата кальция
в слое затравочных кристаллов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ. .
ЛИТЕРАТУРА


Использование математической модели, разработанной Мелиховым и Берлинером на основе обобщенного уравнения ФоккераПланкаКолмогорова, сделало возможным описание стадий образования иерархической структуры ПСК. Решение уравнений модели цри заданных условиях позволило установить основные параметры процесса массовой кристаллизации ПСК из раствора фосфорной кислоты на каждой стадии. Кристаллизация начинается спонтанно с образования активных центров, состоящих из двух ионных пар сульфата кальция, затем происходит послойный рост активных центров путем последовательного црисоедияения по одной ионной паре. Рост завершается образованием ультрамикрокристаллов, имеющих форму гексагональных призм. Далее кристаллизация протекает по коагуляционному механизму. На второй стадии кристаллизации образуются микрокристал
лы при спонтанной агрегации ультрамикрокристаллов. Шесть ультрамикрокристаллов образуют активный центр, который растет за счет последовательного присоединения по одному ультрамикрокристалду. В процессе роста агрегаты ультрамикрокристаллов покрываются коркой и превращаются в микрокристаллы, внешне неотличимые от монокристаллов. На третьей стадии кристаллизации на затравке происходит агрегация микрокристаллов с образованием макрокристаллов, покрытых коркой и внешне также неотличимых от монокристаллов. Рост на затравке происходит последовательным присоединением по одному микрокристаллу. На четвертой стадии происходит агрегация макрокристаллов с образованием агрегатов, в которых кристаллы срастаются как параллельно, так и под углом друг к другу. Завершается процесс осаждения ИСК из раствора фосфорной кислоты образованием флокул. Следует отметить, что образование флокул характерно для всех стадий коагуляционного
Полученные данные позволили определить круг прикладных задач, решение которых необходимо для оптимизации действующих и создания новых технологических схем производства фосфорной кислоты, например, разработанного нами способа получения фосфорной кислоты с кристаллизацией ПСК в слое затравочных кристаллов. Диссертация состоит из пяти глав. Первая глава содержит обзор литературных сведений по кристаллизации ПСК. Вторая глава посвящена методике эксперимента. Третья глава включает результаты исследования. В четвертой главе представлено обсуждение результатов. В пятой главе рассмотрены прикладные аспекты работы. ГЛАВА I. На современном этапе задача интенсификации производства фосфорной кислоты решается путем создания математической модели производства . В период с по г в отечественной и зарубежной литературе появилось свыше публикаций, относящихся к проблеме кристаллизации сульфата кальция при производстве фосфорной кислоты. В данном разделе работы проанализированы эти публикации с целью определения перспективного направления дальнейших исследований. Рассматриваемые работы в зависимости от характера содержащейся информации нами классифицированы по четырем группам с оценкой динамики накопления работ в каждой группе. Гистограммы публикаций по группам за рассматриваемый период представлены на рис. Здесь Аобщее количество работ в каждой группе, А А количество публикаций за год. На рис. Гистограммы публикаций по группам с по г. Ч зУз
I, 2, 3, 4 номера групп публикаций
Распределение публикаций по группам к общему числу публикаций с по г. К первой группе отнесены работы описательного характера, содержащие качественные данные. Как видно из рис. Во вторую, основную группу ,0, см. Г.г2, отнесены работы, содержащие количественные результаты без их математического обобщения. В этих работах изучается взаимосвязь основных технологических параметров процесса температуры, концентрации Р и , нагрузки по сырью с коэффициентом выхода продукционной кислоты и удельным съемом осадка сульфата кальция. Такие данные не дают представления о механизме кристаллизации, т. В эту же группу входят работы по изучению растворимости сульфата кальция в равновесных системах. Данные этих работ также не содержат никаких сведений о кинетике кристаллизации. Количество работ второй группы, начиная с г. К третьей группе отнесены работы по описанию процесса с применением метода факторного анализа.