【正文】 游離酸含量符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，首先應(yīng)嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝條件；倘仍未達(dá)標(biāo)，則要在產(chǎn)品出廠前進(jìn)行中和。過(guò)磷酸鈣的干法生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文第一章 概述 過(guò)磷酸鈣系以硫酸分解磷礦制得的一種單一磷肥，屬水溶性磷肥。若實(shí)行拌種施肥，則將降低種子的發(fā)芽率。因此，在生產(chǎn)粒狀過(guò)磷酸鈣時(shí)，必須嚴(yán)格控制干燥溫度。產(chǎn)品通稱為飼料磷酸鈣、簡(jiǎn)稱飼鈣。半連續(xù)法則是酸、礦混合在間歇操作的設(shè)備中進(jìn)行。%及98%濃度的濃硫酸而言，實(shí)際上此法所用的硫酸濃度是根據(jù)所用磷礦的特性以及其他的工藝條件來(lái)確定。論文中將對(duì)稀酸礦漿法（干法）生產(chǎn)過(guò)磷酸鈣進(jìn)行詳細(xì)介紹。其主要的化學(xué)反應(yīng)式如下：7Ca5F(PO4)3＋35H2SO4＋17H2O===21H3PO4＋35CaSO4H2O===2 CaSO4＋H2O (23) 將以上三式合并即得出總的化學(xué)反應(yīng)式如下：2Ca5F(PO4)3＋7H2SO4＋3H2O===3Ca(H2PO4)2這是第二階段反應(yīng)較第一階段反應(yīng)需時(shí)間長(zhǎng)的原因之一。如提高硫酸的濃度及其初溫，則開始時(shí)與磷礦的反應(yīng)速度加快，因而形成硫酸鈣過(guò)飽和溶液的速度與硫酸鈣結(jié)晶速度均隨之增大，使反應(yīng)受到阻滯，從而使磷礦的進(jìn)一步分解變慢。因此，當(dāng)原料磷礦確定以后，應(yīng)取具有代表性的礦樣在模擬裝置中進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn)，以求取最優(yōu)化的各項(xiàng)工藝條件。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镃aSO4 。第三章 過(guò)磷酸鈣干法生產(chǎn)工藝流程過(guò)磷酸鈣干法生產(chǎn)工藝一般分成五個(gè)主要工序：原料準(zhǔn)備、混合化成、熟化中和、含氟氣體吸收、造粒與干燥。特別是不得含有任何危害農(nóng)作物的雜質(zhì)。當(dāng)其隨鏈板運(yùn)行至端部時(shí)即被切削器切碎。第二階段反應(yīng)通常需持續(xù)5～30天。實(shí)踐表明適宜的熟化溫度在35～45℃。不溶于水；僅部分溶于檸檬酸氨溶液(PH＝7)。由于一部分水分蒸發(fā)，液相中P2O5濃度隨之提高，從而有利于第二階段反應(yīng)進(jìn)行。為此，出廠的過(guò)磷酸鈣必須嚴(yán)格控制其游離酸含量不得超過(guò)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。而用磷塊巖粉中和，甚至需要3^4天的時(shí)間。在過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)的混合、%～45%呈SiF4逸出；余剩的氟，一部分以氟硅酸形式留存于過(guò)磷酸鈣的液相中，另部分則以各種氟硅酸鹽及氟氫酸鹽的形式留存在過(guò)磷酸鈣中。各除沫器分離氣體攜帶的液沫后，分別由循環(huán)泵送回吸收室、吸收塔循環(huán)使用。粉狀過(guò)磷酸鈣在施入土壤后，其大部分水溶性P2O5易被土壤中的鐵、鋁、鈣等氧化物化合成為難溶于水的磷酸鹽。熟化過(guò)磷酸鈣的含水率低時(shí)，造粒需要的時(shí)間較長(zhǎng)，甚至不能成粒。濕的粒狀過(guò)磷酸鈣落入干燥機(jī)與熱爐氣并流進(jìn)行干燥。 硫酸分解磷礦是液固相反應(yīng)，故反應(yīng)速率與液固相接觸面積成正比，而比表面積與顆粒直徑成反比。 硫酸用量是分解100份質(zhì)量磷礦所需用的硫酸量(按100％H2SO4計(jì))。上例如取硫酸定額為化學(xué)計(jì)算定額的l04％月，則每100㎏磷礦需用的100％H2SO4＝104％＝㎏。其后果是磷礦分解率低。如用較高的硫酸濃度，硫酸溫度可稍低。攪拌強(qiáng)度通常以攪拌槳葉末端的線速度表示。 化成時(shí)間是指混合機(jī)的稠厚料漿進(jìn)入化成室起，直至成為新鮮過(guò)磷酸鈣從化成室卸出為止的一段時(shí)間。原料磷礦生產(chǎn)過(guò)磷酸鈣的化成時(shí)間應(yīng)根據(jù)硫酸濃度、硫酸用量、混合攪拌強(qiáng)度等條件。當(dāng)以氨作為中和劑時(shí)，用氨量約為過(guò)磷酸鈣質(zhì)量的2%～3%。物料在造粒期，在造粒機(jī)中的停留時(shí)間為7～12min(與物料的濕含量有關(guān))。4吊杯；5上蓋；6攪拌槳；7軸鏈板化成室與普通鏈板輸送機(jī)相似。塔內(nèi)設(shè)有1～5個(gè)噴杯。當(dāng)達(dá)到一定濃度后送氟鹽加工工段。 1氣液分配器。. 擠壓造粒機(jī)是將造粒物料在兩個(gè)表面中擠壓。但經(jīng)過(guò)破碎、篩分的產(chǎn)品外形不如盤式造粒及轉(zhuǎn)鼓造粒的圓，且在儲(chǔ)運(yùn)和施用時(shí)難免不產(chǎn)生粉塵。相對(duì)濕度為70%。P2O5：＝CaO：＝ mol/kg磷礦F：＝ mol/kg磷礦CO2 ：＝ mol/kg磷礦MgO： ＝ mol/kg磷礦Fe2O3 ：＝ mol/kg磷礦Al2O3：＝ mol/kg磷礦 酸不容物（SiO2計(jì)）：＝ mol/kg磷礦 因1 mol Ca5F(PO4) mol P2O5，則磷礦中的Ca5F(PO4)3＝＝ mol/kg磷礦 ，其中來(lái)自Ca5F(PO4)3的F為＝，尚余F＝＝ mol/kg磷礦。隨氣相排出的SiF4 為：—= 由于氟的逸出率為10%，則逸出的F：%100040%= ，還有F：—= ：=存在于熟化過(guò)磷酸鈣的H2SiF6 ： —=H2SO4用量：+= 由于使用H2SO4濃度為68%，則由H2SO4帶入系統(tǒng)的水：—=從生產(chǎn)系統(tǒng)抽吸的空氣量取為260m3/t磷礦粉。K)相對(duì)濕度為70%，濕含量X=空氣中水蒸汽比熱容cp=(kgK) 90——尾氣溫度，℃ ——SiF4比熱容，kJ/（kg2H2O (c)MgCO3 Ca(H2PO4)2(c)MgOCa(H2PO4)2在此我謹(jǐn)向崔老師表示衷心的感謝和深深的敬意。 3年，在人生的旅途中，不算太長(zhǎng)；但這卻是不可重來(lái)的珍貴的3年。感謝所有的朋友，和你們一起走過(guò)的3年是令我一生難忘的3年。時(shí)光如梭，轉(zhuǎn)眼就要告別我的大學(xué)生涯，閉上眼，3年的大學(xué)生活歷歷在目。H2OCaSO4 MgSO4 FePO4 AlPO4H2SiF6 H3PO4Ca5F(PO4)3 雜質(zhì)濕存水廢氣水蒸氣CO2SiF4H2SiF6 共計(jì)共計(jì)『附表2』有關(guān)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱與比熱容（25℃）物質(zhì)名稱標(biāo)準(zhǔn)生成熱Δ：kJ/mol比熱容cp kJ/(kgH2O(s)＋7CaSO4＋2HF(l)－26872 －7－3 －3－7 －7ΔH1=－（3＋7＋2）－(－26872－7－3)=(PO4)3CaF2（c）＋7H2SO4(L) === CaSO4（c）＋2HF(L)－ － － －2ΔH2=－(+2) －(－ －)= － kJ/mol CaF2按 式 CaCO3（c）＋H2SO4(L) =CaSO4（c）＋H2O(L) + CO2 （g） － － － － －ΔH3=－(++) －(－ －)= － kJ/molCaCO3按 式 MgCO3（c）＋H2SO4(L) = Mg SO4（c）＋H2O(L) + CO2 （g） － － －1278 － －ΔH4=－(++) －(－ －)= － kJ/mol MgCO3Fe2O3（c）＋H2SO4(L) ＋Ca5F(PO4)3(s)= 2FePO4(s) ＋Ca SO4（c）＋3H2O(L) － － － －21297 － －3ΔH5=－(21297++3) －(－－ －)= － kJ/mol Fe2O3 Al 2O3（c）＋H2SO4(L) ＋Ca5F(PO4)3(s)= 2 Al PO4(s) ＋Ca SO4（c）＋3H2O(L) － － － －21735 － －3ΔH6=－(21735++3) －(－－ －)= － kJ/mol Al 2O3 按 式 4HF(L)＋ SiO2（c）=== SiF4（g）＋2H2O(L) －4 － － －2ΔH7=－(+2) －(－4 －)=－ kJ/mol HF按 式 SiF4 （g）＋2HF (L)=== H2SiF6（aq） － －2 －ΔH7=－ －(－－ －2)=－根據(jù)物料衡算：磷礦分解率為95%，100kg磷礦粉內(nèi)含Ca5F(PO4)。 過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)過(guò)程中逸出的水蒸氣，按照生產(chǎn)數(shù)據(jù)取為磷礦粉及硫酸帶入系統(tǒng)水量的27%，則逸出水蒸氣:（—）27%=第一階段反應(yīng)凈耗水：—=第二階段反應(yīng)凈生成水：—=HF與 SiO2 反應(yīng)生成水：整個(gè)反應(yīng)凈生成水：（+）—=熟過(guò)磷酸鈣濕存水：（+++）—=過(guò)磷酸鈣混化熟化物料平衡表（見附表2）（見附表2）（計(jì)算過(guò)程及結(jié)果同物料衡算時(shí)各組分相同）（1）、輸入熱量A、磷礦粉帶入熱量，Q1 磷礦粉用量：1000kg，溫度t=15℃。H2O：=生成HF：=耗用H2O：=熟化過(guò)磷酸鈣含游離H3PO4：—+ CaSO4H2O＋3HF2CaSO4當(dāng)然過(guò)磷酸鈣和部分酸化磷礦均可添加其他適當(dāng)?shù)呐淞?，用擠壓造粒的方法生產(chǎn)二元或三元復(fù)合肥料。因此，擠壓造粒不加或加少量粘結(jié)劑即可使物料有效成型。10鏈輪。2擠壓軋輥。因而吸收室內(nèi)氣液得以強(qiáng)化。 鏈板為碳鋼制，板面經(jīng)呋喃樹脂或酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等作防腐蝕處理。出料(料漿)端的截面較小，攪拌強(qiáng)度也較低。過(guò)磷酸鈣經(jīng)用氨中和游離酸后，物理性質(zhì)可得到很大改善。熟化條件，與磷礦的組成及其特性、硫酸用量等有密切關(guān)系。溫度也有所下降，因而有利于部分CaSO4在同樣的立式混合機(jī)和同樣的攪拌強(qiáng)度下，容易分解的磷礦只需混合2～4min而難分解的磷礦卻要混合4～10min通常磷灰石比磷塊巖需要更長(zhǎng)的混合時(shí)間。妥善的作法。硫酸進(jìn)混合設(shè)備時(shí)的溫度，與酸礦反應(yīng)密切相關(guān)?？墒侨缌蛩釢舛冗^(guò)高，將使反應(yīng)速度過(guò)快，CaSO4究其原因，主要是由于在反應(yīng)過(guò)程中，隨著過(guò)磷酸鈣的游離酸減少而發(fā)生如式 的副反應(yīng)。提高礦