【正文】 用也不發(fā)生明顯的化學反應。當PH=2時，溶液中約有一半以一代磷酸離子（ H2PO4 ）存在，到 PH=（弱酸性），H2PO4才是穩(wěn)定的；二代磷酸離子（ HPO42 ）在 PH=；而 PO43 則必須在強堿性溶液（ PH=）中才能穩(wěn)定存在。一般情況下，磷酸系正磷酸的簡稱，其分子式 H3PO4。五氧化二磷結(jié)合的水的比例低于正磷酸時 可形成焦磷酸（ H4P2O7）、三聚磷酸（ H5P3O10）、四聚磷酸（ H6P4O13）、偏磷酸（ HPO3）和多聚偏磷酸（ HPO3） n 等。 磷酸為中強三元酸，具有酸的一切通性，在室溫下磷酸的化學性質(zhì)是很活潑的。 純磷酸在常溫下為透明單斜結(jié)晶，在空氣中易潮解，密度 ，熔點℃ ，含怕嚄 %。含量超過 100%H3PO4時進入無晶區(qū)，包括一組鏈長不同的縮合磷酸，以焦磷酸 H4P2O7為起點，接著是三聚磷酸H5P3O10， 四聚磷酸 H6P4O13等飽和區(qū)域。 將磷酸繼續(xù)濃縮可以得到一組恒 沸點混合物，它的組成為 %~%，溶液的蒸汽壓將從 ，相應的沸點從 694℃ 提高到 869℃ 。這主要是由于焦磷酸已經(jīng)被離解成正磷酸或多磷酸的 混合物。水解速度決定于水解溫度。 1molH3PO4在 1mol水中的溶解熱為 ，而在 100mol水中則增大為 。 磷酸水溶液（ 44%P2O5）在 20~100℃ 范圍內(nèi)的比熱容可按下式計算： cp= 式中 X為磷酸中 P2O5含量， P2O5%。 （ 2） 用于工業(yè)級磷酸鹽生產(chǎn) 用磷酸制取的工業(yè)級磷酸鹽產(chǎn)品很多。 工業(yè)級磷酸鈣是用氫氧化鈣中和熱法磷酸而制成。磷酸三鈣用作粉狀物料流動性的調(diào)節(jié)劑和陶瓷制品的增白劑。 磷酸一鈉用于酸型去垢劑的緩沖劑，磷酸二鈉用作軟化劑，除去水中的金屬陽離子；也可用于醫(yī)藥和植物染色以及陶瓷釉料。三聚磷酸鈉是合成洗滌劑的主要助劑，因為它有很強大的螯合力。飼料級磷酸鹽主要有磷酸氫鈣、脫氟磷酸鈣、磷酸氫二鈉、磷酸氫二銨、尿素磷酸鹽等。近年來，隨著濕法磷酸技術(shù)的進步，是伐磷酸也用于食品級磷酸鹽的生產(chǎn)。 我國雖然是磷化工生產(chǎn)的大國，磷化工產(chǎn)品的產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比重也很大，但是磷化工產(chǎn)品的品種卻很單一．且檔次較低，磷化工行業(yè)的總體技術(shù)水平與國際先進水平還有很大差距。 經(jīng)過 100多年的發(fā)展．因磷礦生產(chǎn)磷酸方法的不同而形成了磷酸鹽工業(yè)和磷肥工業(yè)并存的磷化工產(chǎn)業(yè)格局：以電解磷礦獲得黃磷制取熱法磷酸形成了磷酸鹽工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，而利用硫酸分解磷礦制取濕法磷酸則形成了磷肥工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。采用凈化濕法磷酸為原料生產(chǎn)工業(yè)、食品級磷酸或磷制品，不僅大幅度降低了能源消耗，還提高了產(chǎn)品附加值，增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。磷肥工業(yè)的總體水平和生產(chǎn)規(guī)模都已接近世界先進水平。 在 WTO后過渡期，我國化肥市場將實現(xiàn)對外開放，外商將進入化肥批發(fā)、零售、倉儲、服務等流通領(lǐng)域，外部壓力將進一步加大，那些僅有單一磷肥產(chǎn)品的大型磷肥企業(yè)將面臨強力的國際市場競爭。精細磷酸鹽和高純度磷酸的需求量大， 8 有廣闊的市場前景通常。同時，還有利于改善磷酸產(chǎn)品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升企業(yè)的核 心競爭力。 、水質(zhì)良好的水源地，當有城市供水時，地下水和地面水三種供水條件時，應該經(jīng)濟技術(shù)比較后選用。對于超重、超大或超長設(shè)備的工廠，還應注意沿途是否具備運輸條件。廠區(qū)的大小、形狀、和其它條件滿足工藝流程合理布置的需要，并應有發(fā)展的可能行。 ，生活污水排放的可靠排除地，并應保證不因新建廠建設(shè)至使當?shù)厥艿叫碌奈廴竞臀：Α? 地理位置 安寧市是云南省昆明市下轄的一個縣級市，位于滇中高原的東部邊緣，地處東經(jīng) 錯誤 !未找到引用源。市境東北與西山區(qū)相連，東南與晉寧縣接壤，西邊與易門，祿豐毗鄰。全鎮(zhèn)共有漢族、苗族、彝族、白族、傈僳族、哈尼族等 14 個民族。整個地形南窄北寬，東南高西北低。 12 安寧屬中亞熱帶低緯度高海拔地區(qū)，季節(jié)溫差不大，干濕度分明。相對濕度 76%。 ”新近開發(fā)的溫泉風景旅 游度假區(qū)、玉龍灣東南亞影視城、三柱香公園和青龍峽旅游風景區(qū)等景點，更令游客流連忘返，一走神醉。安寧市屬高原紅土壤區(qū)，土壤構(gòu)成與昆明市域整體相同，經(jīng)濟林木、農(nóng)作物品種、植物資源和昆明市域多數(shù)地區(qū)類似。 建廠優(yōu)勢 13 磷酸廠的主要原料是磷礦等，選址時應滿足： ① 靠近磷礦原料基地； ②原料基地應是探有豐富蘊藏量地區(qū)。主要產(chǎn)品為 27％ P2O5的磷酸。 磷酸的生產(chǎn)方法按照磷礦的化學加工方法劃分為熱法磷酸法和濕法磷酸法。濕法磷酸法是用無機酸 (主要是硫酸、鹽酸 )分解磷礦制 得磷酸，這種工藝要求磷礦石的品位高，質(zhì)量好，但制得酸的濃度低。濕法、熱法、窯法磷酸 3種生產(chǎn)工藝的優(yōu)點及存在的問題列于表 21。我國硫磺主要依靠進口，對外依存度達 90％。當今世界許多發(fā)達國家都將其作為磷酸生產(chǎn)的主要技術(shù)手段。如表 ，與熱法磷酸相比，窯法磷酸工藝顯著降低了生產(chǎn)能耗，用電少；與濕法磷酸相比，不受磷礦品位和硫資源的限制，因此該工藝十分符合我國磷礦資源的國情，有著廣闊的發(fā)展前景。 16 所以，從經(jīng)濟及技術(shù)方面考慮，濕法磷適用于現(xiàn)今磷酸的生產(chǎn)。半水一二水濃酸工藝以其最佳的經(jīng)濟技術(shù)指標和節(jié)能減排效果而被國外越來越多的公司開發(fā)和應用，但該工藝對原料磷礦質(zhì)量要求高，在我國難以推廣應用。 1932年美國道爾公司與瑞士生產(chǎn)公司合作開發(fā)的道爾濃酸流程，為現(xiàn)代化的二水物流程奠定了基礎(chǔ)。我國濕法磷酸 80％以上都采用二水物流程生產(chǎn)，目前年產(chǎn)量估計在 500萬 ~600萬 t(P2O5計 )， 60％用于制造高濃度磷復肥，約 40％用于制造工業(yè)級磷酸鈉鹽、銨鹽以及飼料級磷酸鈣鹽等，少量出口。早在 1950年就已在美國第 一次建廠。料漿從真空冷卻器內(nèi)的側(cè)邊加入，水分從冷卻器的料漿表面上蒸發(fā)，冷卻后料漿沿著分布器的另一側(cè)邊留出，通過一條直徑較大的管道返 回第一反應槽，該管道是浸沒在料漿中的（液封）。過濾機清理周期為 1~2 星期。 （閃蒸）冷卻器，大量的料漿循環(huán)。通過對工藝流程中各車間和部分重要單元作詳細的物料衡算，得到原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品及中間產(chǎn)品之間量的關(guān)系，從而計算出原料的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品的收率、物料損失量、 “三廢 ”排放量及組成及原料的消耗定額等各項指標。 1）有化學反應 輸入的物料量 輸出的物料量 反應消耗的物料量 + 反應生成的物料量 22 = 積累的物料量即為通式。物料衡算的主要任務在于： （ 1）確 定主產(chǎn)物 磷酸 的實際產(chǎn)量以及質(zhì)量指標。因此能量衡算也是化工設(shè)計中極其重要的組成部分，能量衡算是以熱力學第一定律為依據(jù)，能量是熱能、電能、化學能、 23 動能 、輻射能的總稱。在我們的工藝流程中，需進行能量衡算的主要設(shè)備有換熱器、反應器、壓縮機、精餾塔，各操作單元的熱量衡算見下表。C 磷酸料漿 176。C 磷酸料漿閃蒸冷卻溫差 176。C) 回磷酸 (㎏ C) 磷酸料漿 (㎏ 2H2O(S) Al2O3(S) MgCO3(S) AlPO4(S) MgSO4(S) CaCO3(S) HF(g) CO2(g) CaF2(S) SiF4(g) SiO2(S) H2SO4(l)100% H2SiF6(ng) 4）酸反應槽攪拌器功率為 132kW 結(jié)晶槽攪拌器功率為 92kW 5）熱損失為輸入熱量的 5% 6）料漿閃蒸冷卻泵流量 4500m3/h 7）料漿密度 103kg/m3 8）萃取槽進氣相對濕度 %（ 25176。礦中的F 及 P2O5分別以 CaF（ PO4） 3及 CaF2形式存在。 非金屬及其氧化物（陰離子）： P2O SO SiF F、 Cl 等 . 金屬及其氧化物（陽離子組）： Fe2O Al2O MgO、 Na2O、 K2O 等。則各組分量分別為 CO2 1000 %= SiF4 %17% 0 ?????? 反應排出得 H2O 與料漿閃蒸冷卻蒸發(fā)的水一并計算。 1） 磷礦漿 （ － 25） = 2） 濃硫酸 （ － 25） = 3） 回磷酸 （ － 25） = 4） 攪拌產(chǎn)生熱量 攪拌槳裝機功率分別為 118kW 與 90kW （ 3 118+1 90） 3600/= （ 10） 硫酸的生成熱及稀釋熱 1） 假定在反應過程中，加入反應器的濃硫酸先稀釋到料漿液相中的?24SO濃度，然后再與磷酸反 應。 2H2O+3H3PO4+HF Q1=○ 2 CaF2+H2SO4+2H2O===CaSO4C 時水的蒸發(fā)潛熱查表得 2641kJ/kgH2O。C）； SiF4的定呀比熱容為： （ kgC；此時其水飽和蒸汽壓為 （ ），實測得冷卻空氣相對溫度。C）。 其中 CO2的定壓比熱容為 (kg 2H2O+CO2 Q5=○ 7 MgCO3+H2SO4===MgSO4+CO2+H2O Q7=○ 8 SiO2+4HF===SiF4+2H2O Q8=2） 1000kg 磷礦中各組分的物質(zhì)的量 ○ 1 Ca5F（ PO4） 3的物質(zhì)的量 1000 103 %/（ 71 3） = 34 ○ 2 CaF2的物質(zhì)的量為 m o 4 0 119 % 0 0 03 ???? ）（ ○ 3 MgO 的物質(zhì)的量為 假定磷礦中 MgO 全部以 MgCO3形式存在，則 MgCO3的物質(zhì)的量為 1000 103 %/= ○ 4 CaCO3的物質(zhì)的量 CaO 的物質(zhì)的量扣除 Ca5F（ PO4） 3中的 CaO 及 CaF2中 CaO 的物質(zhì)的量后 CaO 的物質(zhì)的量即為 CaCO3的物質(zhì)的量 m o 7 4 0 1556 % 0 0 03 ???? ○ 5 Fe2O3的物質(zhì)的量為 1000 103 %/= ○ 6 Al2O3的物質(zhì)的量 1000 103 %/102= ○ 7 SiF4的物質(zhì)的量 因為 1000kg 礦在反應時產(chǎn)生 SiF4氣體 ，所以SiF4物質(zhì)的量為 103/104= ○ 8 生成 H2SiF6的物質(zhì)的量 由于磷酸中 SiO2過量，故以 HF 量計算 H2SiF6的物質(zhì)的量為 1000/19= 3）反應熱 98%+（ ） + ++ + － + = （ 13） 反應熱 +稀釋熱 35 + =（礦） = =（ 100%H2SO4） （ 14） 熱損失 設(shè)熱損失為輸入熱量的 5% （ ++++319477） 5% =（礦） （ 15） 料漿帶出顯熱 （ 75－ 25） =（礦） （ 16） 熱平衡（ kJ/1000kg（礦）） 1） 進入 磷礦漿顯熱 攪拌代入熱量 回磷酸顯熱 反應熱 +稀釋熱 硫酸顯熱 進入熱量總和 2） 帶出 料漿帶出顯熱 熱損失 以上兩項之和 3） 需冷卻系統(tǒng) 及反應槽尾氣移走的熱量 － = （ 17） 料漿真空冷卻蒸發(fā)水量 5000m3/h 料漿經(jīng)真空冷卻系統(tǒng)溫度降低2176。 3） 已知成品磷酸中?24SO為 %，過濾操作磷酸 P2O5濃度被稀釋 %，故磷酸料漿液相的?24SO濃度為 %27%%% ??? 4）已知成品磷酸中含自由水 %，磷酸料漿 液相中含自由水為 32 %%27%%% ??）（ 5） n1 ?? %%%n 6） n2 ?? %%n 7） %H2SO4的生成熱 22 ???? n nQ生 8） 98%H2SO4稀釋到 %H2SO4的稀釋熱 將 n1 及 n2 代入稀釋熱公式得 Q=（ 100%H2SO4） （ 11） 磷酸生成熱 1）將料漿中 P2O5濃度折成 H3PO4濃度 %% ???? 2）磷酸在自由水中的濃度 自由水為 % 自由水中濃度 %%% % ?? 3） 查表并計算 %的 H3PO