Άσκηση 8. Η παρασκευή φωσφορικού καταβύθισης λαμβάνει χώρα σε δυο στάδια. Στο πρώτο στάδιο διάλυμα φωσφορικού οξέος 48% κ.β. σε Ρ2Ο5, εξουδετερώνεται με πολτό ασβεστίτη 39,3% κ.β. σε CaCO3, με αναλογία 125kg πολτού ασβεστίτη/100kg διαλύματος Η3ΡΟ4. Τα προϊόντα διηθούνται και το απομένων διήθημα εξουδετερώνεται, στο δεύτερο στάδιο, με νέα ποσότητα πολτού ασβεστίτη σε στοιχειομετρική αναλογία με το απομένον οξύ, που απαιτείται για να παρασκευασθεί CaHPO4.2H2O. Να αποτυπωθούν οι διεργασίες εξουδετέρωσης στο αντίστοιχο διάγραμμα διαλυτότητας, αν αυτές λαμβάνουν χώρα σε θερμοκρασία 40οC. Λύση: Πολτός ασβεστίτη 39,3% κ.β. σε CaCO3 Αρχική περιεκτικότητα CaO = 39,3∙56/100 = 22,0% ή 125∙0,22= 27.5kg CO2 = 39,3∙44/100 = 17,3% ή 125∙0,173= 21,6kg Απομένει 125 – 21,6 = 103,4 Η πραγματική περιεκτικότητα σε CaO = 27,5∙100/103,4 = 26,6% Ποσότητα CaO = 27,5 kg Ποσότητα Ρ2Ο5 = 100x0,48 = 48 kg
Διάγραμμα διαλυτότητας, CaO-P2O5-H2O σε θερμοκρασία 40οC (μέρος)
100 P2O5 Διάγραμμα διαλυτότητας, CaO-P2O5-H2O σε θερμοκρασία 40οC (πλήρες). 100 CaO
Διάγραμμα διαλυτότητας του συστήματος CaO-Ρ2Ο5-Η2Ο στους 40οC Α ● P Διήθηση p B Προσθήκη C ● Γ A ● Διήθηση B ● Γ p Η2Ο ● C Διάγραμμα διαλυτότητας του συστήματος CaO-Ρ2Ο5-Η2Ο στους 40οC
Εύρεση περιεκτικότητας στο σημείο Α CaO: 27,5 kg Ρ2Ο5: 48,0 kg Συνολικό: 100+103,4 = 203,4 kg %CaO: 27,5 .100/203,4=13,5 %Ρ2Ο5: 48,0 .100/203,4=23,6 Από το διάγραμμα %CaO: ~14, %Ρ2Ο5: ~23,5 Εύρεση περιεκτικότητας στο σημείο Β από το διάγραμμα %CaO: ~5,0, %Ρ2Ο5: ~17,5 Εύρεση ισοζυγίου μάζας στο σημείο A από το διάγραμμα (Στερεό p)/(Διάλυμα Β) = ΒΑ/Αp = ~5,5/16,0= ~0,34 CaHPO4.2H2O ≡ CaO. 0,5Ρ2Ο5.2,5H2O CaO:P2O5:H2O = 56:71:45 CaO =32,6% P2O5= 41,3%
Εύρεση περιεκτικότητας στο σημείο Γ από το διάγραμμα %CaO: ~10,0, %Ρ2Ο5: ~13,0 Εύρεση ισοζυγίου μάζας στο σημείο Γ από το διάγραμμα (Πολτός CaCO3)/(Διάλυμα B) = ΓB/ΓC = ~2,5/8,0=~ 0,31