磷石膏制硫酸钾第一阶段反应动力学研究
发布时间：2021-10-19 07:41
磷石膏是磷肥生产过程中的副产物,任其随意堆放会污染环境,占用土地,还造成磷石膏中钙、硅、硫元素的浪费,综合利用磷石膏一直是清洁生产关注的焦点。利用相关工艺,将磷石膏转化为硫酸钾,不仅能解决环境问题,还能让资源得到回收。近年来,硫酸钾供不应求,价格不断上升,硫酸钾市场前景广大。本实验以磷石膏为原料,采用两步转化法制备硫酸钾。第一阶段磷石膏与碳酸氢铵反应得到硫酸铵和碳酸钙,第二阶段硫酸铵与氯化钾反应制备硫酸钾和氯化铵。实验进行了磷石膏制硫酸钾第一阶段反应过程的动力学研究,并对两步转化过程的部分反应条件进行了优化。①第一阶段反应过程,以碳酸氢铵转化率为目标,研究了反应温度、碳酸氢铵初始浓度、磷石膏粒径、搅拌转速对碳酸氢铵转化率的影响。磷石膏制硫酸铵反应过程的表观活化能:E=9.1459.977kJ·mol-1,该反应不属于化学反应控制;转速≥450rpm时,消除了外扩散的影响,过程适用颗粒大小不变的缩芯模型,属于碳酸钙固膜扩散控制,动力学模型:kt（28）1-3（1-xB）2/3（10）2（1-x
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
曼海姆法生产硫酸钾工艺流程
图 1.2 芒硝转化法制硫酸钾工艺流程Fig1.2 Potassium sulphate process from Glauber's salt conversion此方法工艺简单，能耗低，无污染，投资成本少，装置易于大型生产量较好，产品收率可达 92% 96%。我国芒硝资源比较丰富，该生产方大优势。刘慧君[50]利用23 4 2Na K NO SO H O ， ， 体系相图，对芒硝与硝酸硫酸钾工艺研究，实验结果表明在最优条件下钾的转化率达到 67.8利用23 4 2Na K NO SO H O ， ， 四元水盐和纳滤分离特点，将钾芒为两部分，浓液在体系中循环生产硫酸钾，淡液晒制回收氯化钾，分氯化钠。山西南风化工集团(160kt/a)，四川眉山芒硝厂(50kt/a)，青海硫酸钾厂(115kt/a)等建成芒硝制硫酸钾的生产装置。 缔置法缔置法[52,53]是利用有机溶剂对盐酸和硫酸的亲合力不同的性质来制取采用不溶于水的缔合剂与硫酸缔合，在氯化钾溶液里，氯离子将缔合
图 1.3 缔置法生产硫酸钾工艺流程图 Process flow diagram for the production of Potassium sulfate by the association法工艺特点：常压操作、易控制；反应温度低；设备腐蚀小、使资少、投资产品成本低；无污染、副产品氯化铵是较好农用肥料介质中，所以对生产设备要求较高[54]。王聘[55]等人采用缔置 为缔合剂，在适当的条件下进行反应，得到产品无氯高钾磷肥，达 67%，2 5 2P O :K O = 1∶1.8， Cl 的含量低于 0.75%，副产氯化用标准。硫酸铵法酸铵法[56-58]是采用工业副产物硫酸铵和氯化钾，在溶液中溶解度制各反应物的浓度及反应温度来制取硫酸钾和氯化铵。反应方程4 2 4 2 4 4( NH ) SO 2 KCl K SO 2NH Cl据反应式可知，硫酸铵和氯化钾反应属于复分解反应，最终生成
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷石膏综合利用技术发展动态[J]. 李逸晨,杨再银. 磷肥与复肥. 2018(02)
[2]2016年我国磷石膏利用现状、存在问题及建议[J]. 叶学东. 磷肥与复肥. 2017(07)
[3]磷石膏制硫酸钾第一阶段反应动力学[J]. 刘晓红,高新愿,孔源,郭亮亮. 南昌大学学报(理科版). 2017(03)
[4]磷石膏中钙的富集及硫酸钙晶须的制备[J]. 周华锋,李响,张肖肖. 化工矿物与加工. 2017(04)
[5]钾芒硝法制取硫酸钾利用纳滤的研究[J]. 徐盛. 盐科学与化工. 2017(04)
[6]硫酸钾的生产工艺研究进展[J]. 华宗伟,钟宏,王帅,蒋崇文. 无机盐工业. 2015(04)
[7]磷石膏制备高强石膏工艺研究[J]. 何玉龙,陈德玉,刘路珍,王舒州,刘成. 非金属矿. 2015(02)
[8]pH对磷石膏生产石膏晶须过程影响的研究[J]. 蹇守卫,孙孟琪,李小生,苏英,马保国. 武汉理工大学学报. 2015(02)
[9]磷石膏两步法制备硫酸钾工艺研究[J]. 刘忠华,唐建华,沈思,毛盾,康礼全. 化学工程师. 2015(02)
[10]我国钾肥产业发展形势与建议[J]. 黄高强,亓昭英,武良,李宇轩,张卫峰. 现代化工. 2013(12)
本文编号：3444442
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
曼海姆法生产硫酸钾工艺流程
图 1.2 芒硝转化法制硫酸钾工艺流程Fig1.2 Potassium sulphate process from Glauber's salt conversion此方法工艺简单，能耗低，无污染，投资成本少，装置易于大型生产量较好，产品收率可达 92% 96%。我国芒硝资源比较丰富，该生产方大优势。刘慧君[50]利用23 4 2Na K NO SO H O ， ， 体系相图，对芒硝与硝酸硫酸钾工艺研究，实验结果表明在最优条件下钾的转化率达到 67.8利用23 4 2Na K NO SO H O ， ， 四元水盐和纳滤分离特点，将钾芒为两部分，浓液在体系中循环生产硫酸钾，淡液晒制回收氯化钾，分氯化钠。山西南风化工集团(160kt/a)，四川眉山芒硝厂(50kt/a)，青海硫酸钾厂(115kt/a)等建成芒硝制硫酸钾的生产装置。 缔置法缔置法[52,53]是利用有机溶剂对盐酸和硫酸的亲合力不同的性质来制取采用不溶于水的缔合剂与硫酸缔合，在氯化钾溶液里，氯离子将缔合
图 1.3 缔置法生产硫酸钾工艺流程图 Process flow diagram for the production of Potassium sulfate by the association法工艺特点：常压操作、易控制；反应温度低；设备腐蚀小、使资少、投资产品成本低；无污染、副产品氯化铵是较好农用肥料介质中，所以对生产设备要求较高[54]。王聘[55]等人采用缔置 为缔合剂，在适当的条件下进行反应，得到产品无氯高钾磷肥，达 67%，2 5 2P O :K O = 1∶1.8， Cl 的含量低于 0.75%，副产氯化用标准。硫酸铵法酸铵法[56-58]是采用工业副产物硫酸铵和氯化钾，在溶液中溶解度制各反应物的浓度及反应温度来制取硫酸钾和氯化铵。反应方程4 2 4 2 4 4( NH ) SO 2 KCl K SO 2NH Cl据反应式可知，硫酸铵和氯化钾反应属于复分解反应，最终生成
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷石膏综合利用技术发展动态[J]. 李逸晨,杨再银. 磷肥与复肥. 2018(02)
[2]2016年我国磷石膏利用现状、存在问题及建议[J]. 叶学东. 磷肥与复肥. 2017(07)
[3]磷石膏制硫酸钾第一阶段反应动力学[J]. 刘晓红,高新愿,孔源,郭亮亮. 南昌大学学报(理科版). 2017(03)
[4]磷石膏中钙的富集及硫酸钙晶须的制备[J]. 周华锋,李响,张肖肖. 化工矿物与加工. 2017(04)
[5]钾芒硝法制取硫酸钾利用纳滤的研究[J]. 徐盛. 盐科学与化工. 2017(04)
[6]硫酸钾的生产工艺研究进展[J]. 华宗伟,钟宏,王帅,蒋崇文. 无机盐工业. 2015(04)
[7]磷石膏制备高强石膏工艺研究[J]. 何玉龙,陈德玉,刘路珍,王舒州,刘成. 非金属矿. 2015(02)
[8]pH对磷石膏生产石膏晶须过程影响的研究[J]. 蹇守卫,孙孟琪,李小生,苏英,马保国. 武汉理工大学学报. 2015(02)
[9]磷石膏两步法制备硫酸钾工艺研究[J]. 刘忠华,唐建华,沈思,毛盾,康礼全. 化学工程师. 2015(02)
[10]我国钾肥产业发展形势与建议[J]. 黄高强,亓昭英,武良,李宇轩,张卫峰. 现代化工. 2013(12)
本文编号：3444442
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