混酸分解磷礦及磷石膏凈化的工藝研究.pdf

1、磷酸是磷復(fù)肥工業(yè)和磷酸鹽工業(yè)的基本原料，用途十分廣泛，需求量很大。目前國(guó)內(nèi)外主要采用的是傳統(tǒng)硫磷混酸濕法工藝制取磷酸，隨著磷礦資源的不斷開(kāi)發(fā)利用，高品位的磷礦資源日漸枯竭，因此，開(kāi)發(fā)利用中低品位磷礦迫在眉睫。硫磷混酸分解中低品位磷礦的效率低下，而且副產(chǎn)物磷石膏由于一些有害雜質(zhì)的存在以及硫酸鈣含量較低，限制了磷石膏的應(yīng)用，使得磷石膏大量堆積廢棄。因此，如何提高中低品位磷礦的分解效率以及凈化磷石膏已經(jīng)成為磷化工領(lǐng)域里重要的研究課題。

2、　　本課題旨在研究硝磷、鹽磷混酸分解磷礦制取磷酸以及分離凈化磷石膏的工作。首先，通過(guò)考察各實(shí)驗(yàn)因素對(duì)磷礦分解的影響，分別確定硝磷、鹽磷混酸分解磷礦的最佳工藝條件。然后，采用氣-固-液三相流化床對(duì)磷石膏進(jìn)行分離凈化研究，確定最佳工藝條件。最后，通過(guò)考察 P2O5的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、混酸濃度、磷礦粒經(jīng)四個(gè)因素之間的關(guān)系，建立硝磷混酸分解磷礦反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。
　　采用硝磷混酸分解中低品位磷礦，分解磷礦的最佳工藝條件：混酸配比為

3、4:1，反應(yīng)溫度為55℃，反應(yīng)時(shí)間為50min，液固比為3.5:1，添加劑硫酸銨用量為磷礦中CaO含量的0.1倍，混酸實(shí)際用量為理論酸用量的1.1倍。在最佳工藝條件下磷礦分解率為99.24％，所得到的磷酸的濃度為16.54%。采用鹽磷混酸分解中低品位磷礦，分解磷礦的最佳工藝條件：混酸配比為5:1，反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)時(shí)間為40min，液固比為4:1，添加劑硫酸銨用量為磷礦中CaO含量的0.1倍，混酸實(shí)際用量為理論酸用量的1.3倍。在最

4、佳工藝條件下磷礦分解率為99.03%，所得到的磷酸的濃度為14.20%。
　　在實(shí)驗(yàn)溫度為293~328K,硝磷混酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%~50%，磷礦粒經(jīng)為0.075~0.150mm條件下硝磷混酸分解磷礦，考察P2O5轉(zhuǎn)化率XP與反應(yīng)時(shí)間t、反應(yīng)溫度T、混酸濃度C0、磷礦粒度rs四個(gè)因素之間的關(guān)系，建立磷礦分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型：Xp=5.34e0.01228t·rs-0.2410·e-890.3/T·CO0.2383
　　，該動(dòng)力

5、學(xué)模型的計(jì)算
　　值與實(shí)驗(yàn)測(cè)得值的相對(duì)誤差最大為8%，硝磷混酸分解磷礦反應(yīng)的活化能Ea=7402.0J/mol。
　　采用氣-固-液三相流化床對(duì)磷石膏進(jìn)行分離凈化研究。得到最佳工藝條件為：料漿固含率為8%，表觀(guān)氣速為0.2m/s，氣體分布器的開(kāi)孔率為1.82%，出料高度為0.6m。在最佳工藝條件下，磷石膏中CaSO4·2H2O的含量由81.76%提高到88.50%，磷石膏雜質(zhì)的脫除率為36.95%，總P2O5的含量由1.50