Изучение плотности и вязкости суспензии в конверсии сульфата калия



Было проведено дательное изучение плотности и вязкости всех этапов конверсии сульфата калия. Вязкость растворов была определена на вискозиметре ВПЖ-2. Плотность определена пикнометрическим методом.

Эксперименты по определению плотности и вязкости растворов по разделам конверсии были проведены при температурах 20, 40, 60, 80 °С. Результаты исследований приведены в таблицах.

Таблица 1

Плотность глазеритовой суспензии на первой стадии до конверсии

Температура, °С	Стадия	Время конверсии, мин	Плотность, при температуре (г/см3)
20	I	0	1,385
40	I	0	1,382
60	I	0	1,29
80	I	0	1,28

Таблица 2

Вязкость глазеритовой суспензии на первой стадии до конверсии

Температура, °С	Стадия	Время конверсии, мин	Вязкость, при температуре (спз)
20	I	0	2,799
40	I	0	2,275
60	I	0	1,866
80	I	0	0,606

Плотность суспензии с увеличением температуры в пределах 20–80 °С снижается. До начала конверсии первой стадии плотность суспензии составляет при температурах от 20 до 80 °С соответственно 1,385 и 1,28 г/см³. Столь большой интервал плотности между температурами показывает, что с повышением температуры растворимость входящего в конверсию сырья повышается. Анализируя эти данные, можно предположит, что температура первой стадии конверсии играет ключевую роль.

Далее были проведены исследования по определению вязкости первой стадии до конверсии при температурах 20–100 °С.

Результаты исследований показывают, что с повышением температуры вязкость суспензии значительно снижается. До начала конверсии первой стадии вязкость суспензии составляет при температурах от 20 до 100 °С соответственно 2,799 и 0,606 спз. Полученные данные вязкости, как и плотности, показывают значительное влияние температуры на суспензии первой стадии конверсии.

Было исследовано реологическое свойство после первой стадии конверсии. Результаты исследований плотности суспензии приведены в таблице 4‑6, где можно наблюдать снижение плотности суспензии с увеличением температур от 20 до 80 °С и составляет от 1,426 до 1,286 г/см³.

Таблица 3

Плотность глазеритовой суспензии на первой стадии после конверсии

Температура, °С	Стадия	Время конверсии, мин	Плотность, при температуре (г/см3)
20	I	60	1,426
40	I	60	1,383
60	I	60	1,338
80	I	60	1,286

Таблица 4

Вязкость глазеритовой суспензии на первой стадии после конверсии

Температура, °С	Стадия	Время конверсии, мин	Вязкость, при температуре (спз)
20	I	60	5,325
40	I	60	3,415
60	I	60	2,915
80	I	60	2,618

Сравнивая плотность до и после конверсии первой стадии, можно увидеть увеличение плотности при одинаковых температурах. Например, при 20 °С плотность суспензии до и после конверсии составляет соответственно 1,385 и 1,426 г/см³; при температуре 40 °С соответственно 1,382 и 1,383 г/см³; при температуре 60 °С соответственно 1,29 и 1,338 г/см³; при температуре 80 °С соответственно 1,280 и 1,286 г/см³. Самая большая разница плотности при 60 °С. Это один из тех факторов, почему мы взяли температуру первой стадии конверсии 60 °С.

Далее были проведены исследования по изучению вязкости суспензии после первой стадии с повышением температуры в пределах 20–80 °С. Результаты исследований показали, что с повышением температуры вязкость суспензии значительно снижается.

Вязкость суспензии после конверсии первой стадии снижается в очень больших пределах. Сравнивая вязкость до и после конверсии первой стадии, можно увидеть увеличение вязкости после конверсии. Например, при 20 °С вязкость суспензии до и после конверсии составляет соответственно 2,799 и 5,325 спз; при температуре 40 °С соответственно 2,275 и 3,415 спз; при температуре 60 °С соответственно 1,866 и 2,915 спз; при температуре 80 °С соответственно 0,606 и 2,618 спз. Самая большая разница вязкости при 20 °С.

Проводили эксперименты по изучению плотности суспензии до конверсии после добавления дополнительного хлорида калия.

Таблица 5

Плотность суспензии стадии получения сульфата калия до конверсии после добавления дополнительного хлорида калия

Температура, °С	Стадия	Время конверсии, мин	Плотность, при температуре (г/см3)
20	II	0	1,462
40	II	0	1,460
60	II	0	1,386
80	II	0	1,378

Таблица 6

Вязкость суспензии стадии получения сульфата калия до конверсии после добавления дополнительного хлорида калия

Температура, °С	Стадия	Время конверсии, мин	Вязкость, при температуре (спз)
20	II	0	4,788
40	II	0	4,135
60	II	0	3,014
80	II	0	2,361

Плотность суспензии второй стадии до конверсии после добавления дополнительного хлорида калия с повышением температуры снижается, и можно увидеть разницу плотности до и после добавления хлорида калия в суспензии. Например, при

20 °С плотность суспензии до и после добавления хлорида калия в конверсию составляет соответственно 1,426 и 1,462 г/см³; при температуре 40 °С соответственно 1,383 и

1,460 г/см³; при температуре 60 °С соответственно 1,338 и 1,386 г/см³; при температуре

80 °С соответственно 1,286 и 1,378 г/см³. Самая большая разница плотности при 80 °С.

Если сравнивать плотность до и после первой стадии и до конверсии второй стадии после добавления дополнительного хлорида калия, то плотность суспензии повышается с продолжительностью конверсии. Например, при 20 °С плотность суспензии по этапам конверсии составляет 1,385; 1,426 и 1,462 г/см³.

Одновременно с изучением плотности суспензии второй стадии до конверсии после добавления дополнительного хлорида калия была исследована вязкость суспензии.

С увеличением температуры вязкость суспензии значительно снижается. Если сравнивать вязкость суспензии второй стадии до конверсии после добавления дополнительного хлорида калия с вязкостью суспензии после первой стадии, то вязкость суспензии на второй стадии до конверсии после добавления дополнительного хлорида калия менее изменчива. Это можно увидеть, сравнивая оба этапа конверсии. Например, при температуре 20 °С и 80 °С вязкость суспензии после первой стадии 5,325 и 2,618 спз, больше чем вязкость суспензии второй стадии до конверсии после добавления дополнительного хлорида калия 4,788 и 2,361 спз. А при температуре 40 °С и 60 °С вязкость суспензии после первой стадии 3,415 и 2,915 спз, меньше чем вязкость суспензии второй стадии до конверсии после добавления дополнительного хлорида калия 4,135 и 3,014 спз.

Далее были проведены исследования по определению реологических свойств (плотность и вязкость) суспензии второй стадии после конверсии. Плотность суспензии с увеличением температуры в пределах 20–80 °С снижается. Например, после конверсии второй стадии плотность суспензии составляет при температурах от 20 до 80 °С соответственно 1,581 и 1,476 г/см³. Данные по плотности суспензии после второй стадии конверсии приведены ниже.

Таблица 7

Плотность суспензии стадии получения сульфата калия после конверсии

Температура, °С	Стадия	Время конверсии, мин	Плотность, при температуре (г/см3)
20	II	60	1,581
40	II	60	1,572
60	II	60	1,496
80	II	60	1,476

Плотность суспензии второй стадии после конверсии с увеличением температуры в пределах 20–80 °С снижается. До начала конверсии второй стадии после добавления дополнительного хлорида калия плотность суспензии составляет при температурах от 20 до 80 °С соответственно 1,462 и 1,378 г/см^3, а после конверсии 1,581 и 1,476 г/см³. Если сравнивать плотность до и после конверсии при одинаковых температурах, то можно увидеть увеличение плотности. Анализируя эти данные, можно говорить о полном переходе хлорида калия и глазерита в сульфат калия. Исследование плотности конверсии сульфата калия показывает, что с начала эксперимента до окончания плотность суспензии увеличивается. Например, по последовательности этапов плотность суспензии составляет при температуре 20 °С соответственно 1,385–1,426–1,462 и 1,581 г/см³; при температуре 40 °С соответственно 1,382–1,383–1,460 и 1,572 г/см³; при температуре 60 °С соответственно 1,290–1,338–1,386 и 1,496 г/см³; при температуре 80 °С соответственно 1,280–1,286–1,378 и 1,476 г/см³.

Таблица 8

Вязкость суспензии стадии получения сульфата калия после конверсии

Температура, °С	Стадия	Время конверсии, мин	Вязкость, при температуре (спз)
20	II	60	6,254
40	II	60	4,573
60	II	60	3,920
80	II	60	3,080

Далее были проведены исследования по определению вязкости суспензии после конверсии второй стадии с повышением температуры в пределах 20–80 °С. Сравнивая вязкость до и после конверсии второй стадии, можно увидеть увеличение вязкости после конверсии. Например, при 20 °С вязкость суспензии до и после конверсии составляет соответственно 4,788 и 6,254 спз; при температуре 40 °С соответственно 4,135 и 4,573 спз; при температуре 60 °С соответственно 3,014 и 3,920 спз; при температуре 80 °С соответственно 2,360 и 3,080 спз. Если сравнивать вязкость до и после конверсии при одинаковых температурах, то можно увидеть увеличение вязкости суспензии. Исследование вязкости конверсии сульфата калия показывает, что с начала эксперимента до окончания вязкость суспензии увеличивается. Например, по последовательности этапов вязкость суспензии составляет при температуре 20 °С соответственно 2,799–5,325–4,788 и 6,254 спз; при температуре 40 °С соответственно 2,275–3,415–4,135 и 4,573 спз; при температуре 60 °С соответственно 1,866–2,915–3,014 и 3,920 спз; при температуре

80 °С соответственно 0,606–2,618–2,361 и 3,080 г/см³.

Литература:

1. Рахматов, Х. Б. ; Самадий, М. А. и др. Получение сульфата калия ионообменным методом «Иқтисодни модернизация қилиш ва технологик янгилаш шароитида фан-таълим-ишлаб чиқариш интеграциясини ривожлантириш муаммолари ва ечимлари» Республика илмий-амалий анжумани илмий мақолалари тўплами. 29–30 май. 2015 йил. Қарши, — 2015. ‑ 212–213 б.