磷酸分解磷矿关键工艺技术研究

发布时间：2022-02-19 20:52

　　湿法磷酸是制取磷酸的重要方法之一,也是磷化工行业的基础产品,广泛应用于磷酸盐工业和磷复肥行业当中,需求量大,传统湿法磷酸的生产主要是以硫酸分解磷矿制取磷酸。传统二水法湿法磷酸会产生大量的磷石膏,需要花费大量的人力物力去消化这部分磷石膏。因此提出用磷酸法分解磷矿制取高纯度白石膏技术解决方案,磷酸分解磷矿产生的废渣量非常少,第二步沉淀产生的石膏白度和纯度均较高,从源头上解决了磷石膏的难以利用问题。采用磷酸两步法分解磷矿,第一步在适宜的工艺条件下（温度、液固比、磷酸浓度和反应时间等）反应得到磷酸二氢钙液相与反应废渣,在加入适宜助剂种类与用量并在适宜的过滤机选择下进行固液分离,第二步加入浓硫酸沉淀钙,得到高纯度的白石膏和磷酸,部分磷酸和洗涤液返回到第一步磷酸分解磷矿系统中。采用单因素实验考察反应温度、液固比、磷酸浓度以及反应时间对中、高品位磷矿分解率的影响,并确定适宜工艺条件下磷矿的分解率,该实验较合适的工艺条件是反应温度75℃,液固比9:1,反应时间3h,磷酸浓度30%（以P2O5计算）,该条件下,磷矿的分解率分别为99.78%、98.62%。采用响应曲面法进一步对磷酸分解高品位磷矿优化实验... 

【文章来源】：贵州大学贵州省211工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 世界磷矿资源概述
    1.2 我国磷矿资源的分布、特点及主要用途
        1.2.1 磷酸种类
        1.2.2 磷酸生产工艺概述
        1.2.3 国内外研究现状及分析
    1.3 磷矿的湿法分解工艺探讨
        1.3.1 硫酸分解工艺
        1.3.2 盐酸分解工艺
        1.3.3 硝酸分解工艺
        1.3.4 混酸分解工艺
        1.3.5 硫酸氢铵分解工艺
        1.3.6 硫酸和硫酸氢铵混合分解工艺
        1.3.7 有机酸分解工艺
    1.4 磷酸二氢钙
    1.5 磷石膏
        1.5.1 磷石膏在建筑领域的应用
        1.5.2 磷石膏在农业生产中的应用
        1.5.3 磷石膏在新型材料上的应用
    1.6 选题背景及意义
    1.7 本论文的研究内容与目的
第二章 实验方法
    2.1 实验原料和仪器
        2.1.1 磷矿原料
        2.1.2 实验药品
        2.1.3 实验仪器
    2.2 实验流程
    2.3 实验分析方法
        2.3.1 五氧化二磷含量的测定分析
        2.3.2 磷酸分解磷矿中氟含量测定分析
        2.3.3 X射线衍射分析
        2.3.4 扫描电镜分析
        2.3.5 白度分析
        2.3.6 石膏游离水含量的测定
        2.3.7 石膏水溶性五氧化二磷含量的测定
第三章 磷酸分解磷矿的工艺研究
    3.1 实验方法
    3.2 单因素实验设计
    3.3 单因素实验结果
        3.3.1 温度对磷矿分解率的影响
        3.3.2 液固比对磷矿分解率的影响
        3.3.3 反应时间对磷矿分解率影响
        3.3.4 磷酸浓度对磷矿分解率的影响
        3.3.5 X射线衍射分析
        3.3.6 扫描电镜分析
    3.4 磷酸分解中品位磷矿实验研究
        3.4.1 单因素实验设计
        3.4.2 单因素实验结果
            3.4.2.1 温度对磷矿分解率的影响
            3.4.2.2 液固比对磷矿分解率的影响
            3.4.2.3 反应时间对磷矿分解率的影响
            3.4.2.4 磷酸浓度对磷矿分解率的影响
    3.5 响应曲面法优化实验
        3.5.1 响应曲面法实验设计
        3.5.2 建立回归模型
        3.5.3 模型检验与分析
        3.5.4 优化结果的验证
    3.6 磷酸分解磷矿时P、F的迁移分布
        3.6.1 实验条件一P、F分布
        3.6.2 实验条件二下P、F分布
        3.6.3 小结
    3.7 本章小结
第四章 硫酸沉淀钙盐的工艺研究
    4.1 实验方法与流程
        4.1.1 分解液的制备
        4.1.2 硫酸沉淀钙盐流程
    4.2 硫酸沉淀钙盐条件实验
        4.2.1 硫酸用量对石膏的影响
        4.2.2 反应温度对石膏的影响
        4.2.3 反应时间对石膏的影响
    4.3 硫酸沉淀钙盐优化条件下的重复实验
    4.4 石膏扫描电镜图(SEM)
    4.5 本章部分实验过程记录
    4.6 石膏白度
    4.7 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 结论
        5.1.1 磷酸分解磷矿
        5.1.2 硫酸沉淀钙盐工艺
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国湿法磷酸生产技术对比[J]. 杨培发,陈军民,陈志华.  磷肥与复肥. 2020(01)
[2]磷石膏综合利用研究[J]. 王虎才.  当代化工研究. 2019(06)
[3]硝酸分解磷矿半水-二水法脱钙生产硝基肥新工艺[J]. 胡兆平,刘永秀,杨卫红,郭宗端.  磷肥与复肥. 2019(04)
[4]贵阳市磷石膏综合利用现状与对策研究[J]. 彭宏佳.  山西科技. 2017(05)
[5]氢氧化钠分解磷石膏工艺研究[J]. 邵一鑫,张泽强,孙桦林,黄朝德.  无机盐工业. 2017(09)
[6]磷石膏综合利用现状和展望[J]. 武新民,杨再银.  硫酸工业. 2017(08)
[7]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)
[8]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)
[9]磷石膏制备硫酸钙晶须的工艺研究[J]. 周华锋,张肖肖,李响.  硅酸盐通报. 2017(06)
[10]我国磷石膏综合利用现状分析与展望[J]. 王怀利,高璐阳,陈宏坤,郑磊,邹朋,张素素.  磷肥与复肥. 2016(04)



本文编号：3633600