Исследование процесса разложения трикальцийфосфата фосфорнокислыми растворами, содержащими сульфат магния и нитрат аммония

§ 2.4. Исследование процесса разложения трикальцийфосфата фосфорнокислыми растворами, содержащими сульфат магния и нитрат аммония
Чтобы установить химическую активность концентрированной ЭФК в присутствии нитрата аммония, мы исследовали разложение трикальцийфосфата в растворах Н₃РО₄ – Н₂О (ФК-1), Н₃РО₄ – NH₄NO₃ – Н₂О (ФК-1а), H₃PO₄ – MgSO₄∙7H₂O – H₂O (ФК-2), H₃PO₄ – MgSO₄∙7H₂O – NH₄NO₃ – Н₂О (ФК-3). Концентрацию фосфорной кислоты варьировали в интервале Р₂О₅ 20-50%, исходное содержание NH₄NO₃ 1,0%, MgSO₄∙7H₂O 12,3% и оно увеличивается пропорционально увеличению концентрации кислоты (табл. 2.1).
Трикальцийфосфат получили по методике, путем взаимодействия метафосфата кальция (х.ч.) с карбонатом кальция (х.ч.) в эквимолекулярном соотношении [213; С. 50-53, 214; С. 52-57].
Разложение трикальцийфосфата в фосфорнокислых растворах проводили в термостатированной колбе с гидрозатвором, снабженной мешалкой, термометром и обратным холодильником. Продолжительность процесса составила 2 часа при температуре 60^ОС. Соотношение фосфорной кислоты к трикальцийфосфату брали равным 100% от стехиометрии для связывания кальция в монокальцийфосфат.
Определены технологические параметры процесса, содержание некоторых компонентов в растворах (табл. 2.5). Для проведения физико-химического анализа образующихся нерастворимых и растворимых соединений в процессе разложения трикальцийфосфата в системах ФК-1, ФК-2 и ФК-3 из раствора отфильтровывали твердую фазу, высушивали при 105^ОС, а жидкую фазу высушивали при 85^ОС для предотвращения термического разложения монокальцийфосфата [215]. Образцы подвергали дифференциально-термическому анализу.
Установлено, что степень разложения трикальцийфосфата (К_р), т.е. переход в усвояемую форму в системе Н₃РО₄ – Н₂О (ФК-1), составлял 83,2-94,7% при концентрации Р₂О₅ в исходной кислоте 20-30%. С повышением концентрации кислоты до 30-50% К_р повышается до 92-85%. Высокий К_р (94,7, 92,2 и 93,6%) наблюдается при концентрации исходной кислоты 30, 35 и 45% Р₂О₅. Извлечение кальция в водорастворимую форму повышалось от 4,73 до 16,54% повышением концентрации исходной кислоты от 20 до 50% Р₂О₅.
Результаты дифференциально-термического анализа (рис. 2.5 и 2.6) показали, что в процессе фосфорнокислотного (в ФК-1) разложения трикальцийфосфата образуются СаНРО₄, СаНРО₄∙2Н₂О, Са(Н₂РО₄)₂∙Н₂О [158; С. 106, 213; С. 50-67, 214; С. 52-57]; эндоэффекты на термограмме соответствуют разложению следующих соединений:
(2.7)
(2.8)
(2