磷酸分解磷礦關(guān)鍵工藝技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-19 20:52
濕法磷酸是制取磷酸的重要方法之一,也是磷化工行業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于磷酸鹽工業(yè)和磷復(fù)肥行業(yè)當(dāng)中,需求量大,傳統(tǒng)濕法磷酸的生產(chǎn)主要是以硫酸分解磷礦制取磷酸。傳統(tǒng)二水法濕法磷酸會(huì)產(chǎn)生大量的磷石膏,需要花費(fèi)大量的人力物力去消化這部分磷石膏。因此提出用磷酸法分解磷礦制取高純度白石膏技術(shù)解決方案,磷酸分解磷礦產(chǎn)生的廢渣量非常少,第二步沉淀產(chǎn)生的石膏白度和純度均較高,從源頭上解決了磷石膏的難以利用問題。采用磷酸兩步法分解磷礦,第一步在適宜的工藝條件下(溫度、液固比、磷酸濃度和反應(yīng)時(shí)間等)反應(yīng)得到磷酸二氫鈣液相與反應(yīng)廢渣,在加入適宜助劑種類與用量并在適宜的過濾機(jī)選擇下進(jìn)行固液分離,第二步加入濃硫酸沉淀鈣,得到高純度的白石膏和磷酸,部分磷酸和洗滌液返回到第一步磷酸分解磷礦系統(tǒng)中。采用單因素實(shí)驗(yàn)考察反應(yīng)溫度、液固比、磷酸濃度以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)中、高品位磷礦分解率的影響,并確定適宜工藝條件下磷礦的分解率,該實(shí)驗(yàn)較合適的工藝條件是反應(yīng)溫度75℃,液固比9:1,反應(yīng)時(shí)間3h,磷酸濃度30%(以P2O5計(jì)算),該條件下,磷礦的分解率分別為99.78%、98.62%。采用響應(yīng)曲面法進(jìn)一步對(duì)磷酸分解高品位磷礦優(yōu)化實(shí)驗(yàn)...
【文章來源】:貴州大學(xué)貴州省211工程院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 世界磷礦資源概述
1.2 我國磷礦資源的分布、特點(diǎn)及主要用途
1.2.1 磷酸種類
1.2.2 磷酸生產(chǎn)工藝概述
1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
1.3 磷礦的濕法分解工藝探討
1.3.1 硫酸分解工藝
1.3.2 鹽酸分解工藝
1.3.3 硝酸分解工藝
1.3.4 混酸分解工藝
1.3.5 硫酸氫銨分解工藝
1.3.6 硫酸和硫酸氫銨混合分解工藝
1.3.7 有機(jī)酸分解工藝
1.4 磷酸二氫鈣
1.5 磷石膏
1.5.1 磷石膏在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用
1.5.2 磷石膏在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
1.5.3 磷石膏在新型材料上的應(yīng)用
1.6 選題背景及意義
1.7 本論文的研究內(nèi)容與目的
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
2.1.1 磷礦原料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品
2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)流程
2.3 實(shí)驗(yàn)分析方法
2.3.1 五氧化二磷含量的測(cè)定分析
2.3.2 磷酸分解磷礦中氟含量測(cè)定分析
2.3.3 X射線衍射分析
2.3.4 掃描電鏡分析
2.3.5 白度分析
2.3.6 石膏游離水含量的測(cè)定
2.3.7 石膏水溶性五氧化二磷含量的測(cè)定
第三章 磷酸分解磷礦的工藝研究
3.1 實(shí)驗(yàn)方法
3.2 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.3 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.3.1 溫度對(duì)磷礦分解率的影響
3.3.2 液固比對(duì)磷礦分解率的影響
3.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)磷礦分解率影響
3.3.4 磷酸濃度對(duì)磷礦分解率的影響
3.3.5 X射線衍射分析
3.3.6 掃描電鏡分析
3.4 磷酸分解中品位磷礦實(shí)驗(yàn)研究
3.4.1 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.4.2 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.4.2.1 溫度對(duì)磷礦分解率的影響
3.4.2.2 液固比對(duì)磷礦分解率的影響
3.4.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)磷礦分解率的影響
3.4.2.4 磷酸濃度對(duì)磷礦分解率的影響
3.5 響應(yīng)曲面法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
3.5.1 響應(yīng)曲面法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.5.2 建立回歸模型
3.5.3 模型檢驗(yàn)與分析
3.5.4 優(yōu)化結(jié)果的驗(yàn)證
3.6 磷酸分解磷礦時(shí)P、F的遷移分布
3.6.1 實(shí)驗(yàn)條件一P、F分布
3.6.2 實(shí)驗(yàn)條件二下P、F分布
3.6.3 小結(jié)
3.7 本章小結(jié)
第四章 硫酸沉淀鈣鹽的工藝研究
4.1 實(shí)驗(yàn)方法與流程
4.1.1 分解液的制備
4.1.2 硫酸沉淀鈣鹽流程
4.2 硫酸沉淀鈣鹽條件實(shí)驗(yàn)
4.2.1 硫酸用量對(duì)石膏的影響
4.2.2 反應(yīng)溫度對(duì)石膏的影響
4.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)石膏的影響
4.3 硫酸沉淀鈣鹽優(yōu)化條件下的重復(fù)實(shí)驗(yàn)
4.4 石膏掃描電鏡圖(SEM)
4.5 本章部分實(shí)驗(yàn)過程記錄
4.6 石膏白度
4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.1.1 磷酸分解磷礦
5.1.2 硫酸沉淀鈣鹽工藝
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國濕法磷酸生產(chǎn)技術(shù)對(duì)比[J]. 楊培發(fā),陳軍民,陳志華. 磷肥與復(fù)肥. 2020(01)
[2]磷石膏綜合利用研究[J]. 王虎才. 當(dāng)代化工研究. 2019(06)
[3]硝酸分解磷礦半水-二水法脫鈣生產(chǎn)硝基肥新工藝[J]. 胡兆平,劉永秀,楊衛(wèi)紅,郭宗端. 磷肥與復(fù)肥. 2019(04)
[4]貴陽市磷石膏綜合利用現(xiàn)狀與對(duì)策研究[J]. 彭宏佳. 山西科技. 2017(05)
[5]氫氧化鈉分解磷石膏工藝研究[J]. 邵一鑫,張澤強(qiáng),孫樺林,黃朝德. 無機(jī)鹽工業(yè). 2017(09)
[6]磷石膏綜合利用現(xiàn)狀和展望[J]. 武新民,楊再銀. 硫酸工業(yè). 2017(08)
[7]2016年我國磷石膏利用現(xiàn)狀、存在問題及建議[J]. 葉學(xué)東. 磷肥與復(fù)肥. 2017(07)
[8]磷石膏制硫酸鉀第一階段反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J]. 劉曉紅,高新愿,孔源,郭亮亮. 南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(理科版). 2017(03)
[9]磷石膏制備硫酸鈣晶須的工藝研究[J]. 周華鋒,張肖肖,李響. 硅酸鹽通報(bào). 2017(06)
[10]我國磷石膏綜合利用現(xiàn)狀分析與展望[J]. 王懷利,高璐陽,陳宏坤,鄭磊,鄒朋,張素素. 磷肥與復(fù)肥. 2016(04)
本文編號(hào):3633600
【文章來源】:貴州大學(xué)貴州省211工程院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 世界磷礦資源概述
1.2 我國磷礦資源的分布、特點(diǎn)及主要用途
1.2.1 磷酸種類
1.2.2 磷酸生產(chǎn)工藝概述
1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
1.3 磷礦的濕法分解工藝探討
1.3.1 硫酸分解工藝
1.3.2 鹽酸分解工藝
1.3.3 硝酸分解工藝
1.3.4 混酸分解工藝
1.3.5 硫酸氫銨分解工藝
1.3.6 硫酸和硫酸氫銨混合分解工藝
1.3.7 有機(jī)酸分解工藝
1.4 磷酸二氫鈣
1.5 磷石膏
1.5.1 磷石膏在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用
1.5.2 磷石膏在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
1.5.3 磷石膏在新型材料上的應(yīng)用
1.6 選題背景及意義
1.7 本論文的研究內(nèi)容與目的
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
2.1.1 磷礦原料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品
2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)流程
2.3 實(shí)驗(yàn)分析方法
2.3.1 五氧化二磷含量的測(cè)定分析
2.3.2 磷酸分解磷礦中氟含量測(cè)定分析
2.3.3 X射線衍射分析
2.3.4 掃描電鏡分析
2.3.5 白度分析
2.3.6 石膏游離水含量的測(cè)定
2.3.7 石膏水溶性五氧化二磷含量的測(cè)定
第三章 磷酸分解磷礦的工藝研究
3.1 實(shí)驗(yàn)方法
3.2 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.3 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.3.1 溫度對(duì)磷礦分解率的影響
3.3.2 液固比對(duì)磷礦分解率的影響
3.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)磷礦分解率影響
3.3.4 磷酸濃度對(duì)磷礦分解率的影響
3.3.5 X射線衍射分析
3.3.6 掃描電鏡分析
3.4 磷酸分解中品位磷礦實(shí)驗(yàn)研究
3.4.1 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.4.2 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.4.2.1 溫度對(duì)磷礦分解率的影響
3.4.2.2 液固比對(duì)磷礦分解率的影響
3.4.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)磷礦分解率的影響
3.4.2.4 磷酸濃度對(duì)磷礦分解率的影響
3.5 響應(yīng)曲面法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
3.5.1 響應(yīng)曲面法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.5.2 建立回歸模型
3.5.3 模型檢驗(yàn)與分析
3.5.4 優(yōu)化結(jié)果的驗(yàn)證
3.6 磷酸分解磷礦時(shí)P、F的遷移分布
3.6.1 實(shí)驗(yàn)條件一P、F分布
3.6.2 實(shí)驗(yàn)條件二下P、F分布
3.6.3 小結(jié)
3.7 本章小結(jié)
第四章 硫酸沉淀鈣鹽的工藝研究
4.1 實(shí)驗(yàn)方法與流程
4.1.1 分解液的制備
4.1.2 硫酸沉淀鈣鹽流程
4.2 硫酸沉淀鈣鹽條件實(shí)驗(yàn)
4.2.1 硫酸用量對(duì)石膏的影響
4.2.2 反應(yīng)溫度對(duì)石膏的影響
4.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)石膏的影響
4.3 硫酸沉淀鈣鹽優(yōu)化條件下的重復(fù)實(shí)驗(yàn)
4.4 石膏掃描電鏡圖(SEM)
4.5 本章部分實(shí)驗(yàn)過程記錄
4.6 石膏白度
4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.1.1 磷酸分解磷礦
5.1.2 硫酸沉淀鈣鹽工藝
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國濕法磷酸生產(chǎn)技術(shù)對(duì)比[J]. 楊培發(fā),陳軍民,陳志華. 磷肥與復(fù)肥. 2020(01)
[2]磷石膏綜合利用研究[J]. 王虎才. 當(dāng)代化工研究. 2019(06)
[3]硝酸分解磷礦半水-二水法脫鈣生產(chǎn)硝基肥新工藝[J]. 胡兆平,劉永秀,楊衛(wèi)紅,郭宗端. 磷肥與復(fù)肥. 2019(04)
[4]貴陽市磷石膏綜合利用現(xiàn)狀與對(duì)策研究[J]. 彭宏佳. 山西科技. 2017(05)
[5]氫氧化鈉分解磷石膏工藝研究[J]. 邵一鑫,張澤強(qiáng),孫樺林,黃朝德. 無機(jī)鹽工業(yè). 2017(09)
[6]磷石膏綜合利用現(xiàn)狀和展望[J]. 武新民,楊再銀. 硫酸工業(yè). 2017(08)
[7]2016年我國磷石膏利用現(xiàn)狀、存在問題及建議[J]. 葉學(xué)東. 磷肥與復(fù)肥. 2017(07)
[8]磷石膏制硫酸鉀第一階段反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J]. 劉曉紅,高新愿,孔源,郭亮亮. 南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(理科版). 2017(03)
[9]磷石膏制備硫酸鈣晶須的工藝研究[J]. 周華鋒,張肖肖,李響. 硅酸鹽通報(bào). 2017(06)
[10]我國磷石膏綜合利用現(xiàn)狀分析與展望[J]. 王懷利,高璐陽,陳宏坤,鄭磊,鄒朋,張素素. 磷肥與復(fù)肥. 2016(04)
本文編號(hào):3633600
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