二氧化碳直接礦化磷石膏聯(lián)產(chǎn)碳酸鈣工藝過程可以看作是磷石膏溶解過程與碳酸鈣結(jié)晶過程的耦合。為避免磷石膏溶解過程的包覆現(xiàn)象,選取氯化鈣為鈣源,從理論與實驗兩方面對碳酸鈣結(jié)晶生長過程進(jìn)行研究,基于種群平衡模型及McCabe’sΔL定律假設(shè),建立296.15～323.15 K內(nèi)碳酸鈣晶體線性生長速率G與溶液過飽和度S之間的關(guān)系:■,碳酸鈣生長活化能為31.93 kJ/mol,對比文獻(xiàn)值可判斷碳酸鈣晶體生長速率受表面反應(yīng)控制。 

【文章來源】：磷肥與復(fù)肥. 2020,35(12)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

實驗裝置

式中l(wèi)n Lave和lnσ分別是對數(shù)正態(tài)分布函數(shù)的幾何平均值和幾何標(biāo)準(zhǔn)差。實驗分別在296.15、303.15、313.15、323.15 K下進(jìn)行，顆粒體積密度分布如圖2所示。顆粒分布函數(shù)中D[3][2]與D[4][3]分別代表顆粒的表面積平均粒徑與體積平均粒徑，二者差距反映顆粒球形度情況，如果相差較小，說明顆粒球形度良好，反之則不然。變異系數(shù)反映顆粒粒度分布寬窄情況，其值較大，說明分布較寬，反之則分布較窄。不同溫度下碳酸鈣顆粒粒度分布參數(shù)值見表1。

將實驗所得碳酸鈣晶體線性生長速率G與溶液過飽和度S分別取自然對數(shù)后作圖，得圖3。通過觀察圖3可知，實驗結(jié)果與理論一致。晶體線性生長速率G是建立在反應(yīng)體系中晶核數(shù)密度恒定即粒數(shù)衡算模型基礎(chǔ)上求得，而對自發(fā)成核過程，初始階段既有晶核的形成又有晶核的消亡，同時伴有以并聚方式的生長，導(dǎo)致晶核數(shù)密度不穩(wěn)定。所以，在沒有形成穩(wěn)定晶核數(shù)密度之前，不滿足線性生長規(guī)律，而滿足其他規(guī)律[7]。對比文獻(xiàn)[8]可以得知：筆者研究過程碳酸鈣晶體數(shù)密度趨于穩(wěn)定，主要為晶體的生長階段，滿足線性生長速率方程。采用最小二乘法對數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，由回歸直線的斜率和截距分別得到經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷膮?shù)n和lnkG。擬合結(jié)果如表2所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鈣碳比對CaSO4-CaCO3-（NH4）2CO3-H2O體系反應(yīng)-結(jié)晶過程的影響[J]. 宮源,周加貝,朱家驊,羅安安,薛瀟,田建.  化工學(xué)報. 2018(06)
[2]添加劑條件下氯化鈣制備納米碳酸鈣[J]. 陳敏,莊斌,程新星,張興法.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(09)
[3]碳化法制備納米碳酸鈣的研究[J]. 馬祥梅,王斌.  新型建筑材料. 2007(06)
[4]由氯化鈣制備納米碳酸鈣研究[J]. 莊斌,徐超,張興法.  化工礦物與加工. 2007(02)
[5]間歇結(jié)晶器中地塞米松磷酸鈉溶析結(jié)晶動力學(xué)的研究[J]. 郝紅勛,王靜康.  高�；瘜W(xué)工程學(xué)報. 2004(01)
[6]KNO3-H2O溶液間歇結(jié)晶動力學(xué)[J]. 伍川,黃培,時鈞.  化工學(xué)報. 2003(07)
[7]氟硅酸鉀(鈉)結(jié)晶生長的動力學(xué)研究[J]. 楊林軍,張允湘.  化學(xué)工程. 2002(02)



本文編號：3139106