【導(dǎo)讀】獨立進行研究所完成。畢業(yè)論文（設(shè)計）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)。表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。

　　

【正文】 F Fe2O3 Al2O3 MgO Na2O SiO2 K2O 其他 酸液 % ╱ 70 91 82 98 20 10 13 68 石膏 % ╱ 13 9 18 2 80 86 87 32 氣相 % 100 17 0 0 0 0 4 0 0 （ 11）產(chǎn)品純度要求成品磷酸里 P2O5 濃度為 45% （ 12）機械損失取 4% 貴州理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 15 頁 數(shù)據(jù) 計算 按照上面的這些已知條件，計算物料衡算如下 (以 100kg 磷礦來計算 )： （ 1）硫酸用量 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式： CaO + H2SO4 → CaSO 4 + H2O 56 98 100 776 m 得到硫酸用量 ： kgm 56 ???? 把 磷礦 里面的 SO3折算 為 Ｈ 2SO4量 ： 錯誤 !未找到引用源。 因此 ： kgm SOH %42%100 ??? kgm SOH %59 ?? （ 2） 逸出氣體量 根據(jù)分配表可知 排出氣體 里面 含 有 CO HF、 SiF4和 H2O。各組分的量分別為： CO2： kg9 0 % 0 0 ?? SiF4： %4% ????? HF： 601%4%%17% ???????? ???????? （）（ 又因為水分蒸發(fā)率為 20％，水分 蒸發(fā)量以 100kg 磷礦計 所以： kgm OH 202 ? kgm ????? （ 3） 磷石膏值 CaO → CaSO4 2H2O 56 172 100 m 根據(jù)次要組分分配表得到不溶性酸的含量： m=＋ ＋ ＋ ＋＋ ＋ ＋ = kgm ?????磷石膏 kgm OP %98%981% ????? ）（總含量 貴州理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 16 頁 (式子 98%是轉(zhuǎn)化率， 98%是洗滌效率 ) kgmOP % ???? ）（未分解 kgmOP 5 4 6 0 ???水溶性 （ 4）生成反應(yīng)料漿量 ∵料漿的液固比為 2:1，即液相：固相 =2:1 kgm 0 3 6 8120 1 5 6 ???? ）（反應(yīng)料漿量 kgm ???液相量 kgm OP 0 0 %250 2 1 252 ??? （ 5）成品磷酸量 kgm %25 )%4100(%98%98% ???????成品磷酸量 kgm OP 8 2 %252 9 0 352 ??? （ 6）機械損失 kgm % ???機械損失 （ 7）過濾后濾餅含液量 ∵ kgm ?磷石膏 濾餅含液量（以干磷石膏為基準(zhǔn)）為 45% ∴過濾后濾餅含液量為： kgm 6 5 8 3%4510 1 5 6 ???? ）（慮后濾餅 （ 8）一次洗滌后濾餅含液量 ∵一次洗滌后濾餅含液量（以干磷石膏為基準(zhǔn)）為 35% ∴ kgm %351 ???一洗石膏 （ 9）二次洗滌后濾餅含液量 ∵二次洗滌后濾餅含液量（以干磷石膏為基準(zhǔn)）為 27% ∴ kgm %271 ???二洗石膏 （ 10）三次洗滌后濾餅含液量 ∵三次洗滌后濾餅含液量（以干磷石膏為基準(zhǔn)）為 20% kgm %201 ???三洗石膏 （ 11）回入系統(tǒng)的濾液量 （指返回到萃取槽的濾液量 =料 漿中的液相量 成品酸 濾餅中含液量） kgm ????回入系統(tǒng)的濾液量 貴州理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 17 頁 kgm OP 5 1 %250 6 3 852 ??? （ 12）洗滌用水量 對系統(tǒng)作物料衡算： 已知： kgm ?成品酸 kgm ?逸出氣體 kgm ?機械損失 kgm ?三洗石膏 kgm SOH ? kgm 100?磷礦 其中： 三洗石膏逸出氣體機械損失成品酸輸出系統(tǒng) mmmmm ???? = 0 1 9 55 2 2 9 0 3 ??? = 洗滌用水磷礦硫酸輸入系統(tǒng) mmmm ??? =+ 洗滌用水m 因為： 輸入系統(tǒng)輸出系統(tǒng) mm ? 則： 9 6 2 37 4 9 0 ?? 洗滌用水m 7 8 9 09 6 2 3 ??洗滌用水m = （ 13）淡磷酸量 系統(tǒng) 硫酸 逸出氣體 成品酸 洗滌用水 磷礦 磷石膏 反應(yīng)槽 硫酸 磷礦 逸出氣體 生成循環(huán)料漿 稀磷酸 貴州理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 18 頁 對萃取槽作物料衡算： 已知： kgm 0 68?循環(huán)料漿 kgm ?逸出氣體 kgm ?硫酸 kgm 100?磷礦 其中： 逸出氣體循環(huán)料漿輸出系統(tǒng) mmm ?? = ? = 磷礦硫酸輸入系統(tǒng) mmm ?? = ? = 所以： 輸入系統(tǒng)輸出系統(tǒng)回稀磷酸 mmm ?? = ? = 校正： 回稀磷酸磷礦硫酸輸入系統(tǒng) mmmm ??? = ?? = 輸出系統(tǒng)mkg ? 返回系統(tǒng)稀 磷酸中含有的 P2O5: 5252525252 OPOPOPOPOP mmmmm 磷礦未分解機械損失循環(huán)料漿 ???? = ??? = P2O5濃度： %%100 %10052 ????稀磷酸mm OP 貴州理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 19 頁 物料匯總 輸入 輸出 名稱及規(guī)格 物料量（ kg） % 名稱及規(guī)格 物料量（ kg） % 磷礦粉（ %P2O5） 成品 磷 酸（ 25%P2O5） 硫酸（ 95%H2SO4） 逸出的氣體 洗滌用水 機械損失 三洗石膏 總計 總計 設(shè)計要求年操作日取 300 天，每天 24 小時連續(xù)運行，則 裝置每小時成品磷酸產(chǎn)量為 ： 10250000 3 ?? ? 由于以 100kg 磷礦為基準(zhǔn)可得成品磷酸 ，所以換算為上列物料時的系數(shù)為： ? 將物料平衡 匯總表 中的各 量 均乘以系數(shù) ， 得到 物料 流量 平衡列于下 表所示。 貴州理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 20 頁 總物料平衡匯總表 輸入 輸出 名稱及規(guī)格 流量（ kg/h） % 名稱及規(guī)格 流量（ kg/h） % 磷礦粉（ %P2O5） 成品 磷 酸（ 25%P2O5） 硫酸（ 95%H2SO4） 逸出的氣體 洗滌用水 機械損失 三洗石膏 總計 總計 熱量平衡計算 熱量衡算是基于上面的物料衡算來進行的。本設(shè)計熱量衡算的參考溫度為 0℃?；瘜W(xué)反應(yīng)熱以及稀釋熱都按照標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱來進行計算。計算不考慮標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱（ 25℃，）和參考溫度下的反應(yīng)熱（ 0℃， ）之間的差別。 反應(yīng)熱的計算 下述反應(yīng)熱的計算都以 1kg磷礦作為基準(zhǔn)，以此來計算礦中各組分物質(zhì)的量。 P2O5： m ?? CaO： ? Fe2O3 ： ? Al2O3： ? MgO： ? CO2： ? 貴州理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 21 頁 F： 1927 ? SO3 : ? Na2O: ? K2O: ? SiO2: ? 將以上結(jié)果列表如下： 組分 P2O5 CaO Fe2O3 Al2O3 Mgo CO2 F SO3 Na2O K2O SiO2 % mol/Kg 礦 將化學(xué)分析的結(jié)果按照礦里面可能存在的化合物形式組合成各種化合物，并計算各物質(zhì)的量如下： （ 1） Ca5F(PO4 )3 磷礦里面 2 O5 相當(dāng)于 1molCa5F(PO4 )3，故 Ca5F(PO4 )3 ?? （ 2） CaF2 磷 礦 里 面 含 氟 ， 其 中 來自 Ca5F(PO4)3 ，故 CaF2 m ??? （ 3） MgCO3 因為 1molMgO 相當(dāng)于 1molMgCO 3 ， 1kg 礦中含 MgO ，故 MgCO3 ? （ 4） CaCO3 礦中 CaO 為 ，除去 Ca5F(PO4 )3 里面 CaO ? 和 CaF2 之后，剩下的是 CaCO3 ，故 CaCO3 ? ? m o ????? 將上述計算結(jié)果列組分 Ca5 F(PO 4 ) 3 CaCO 3 MgCO 3 Fe2O3 Al2O3 CaF 2 SIO2 mol/Kg 礦 貴州理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 22 頁 表如下： 下面計算的標(biāo)準(zhǔn) 反應(yīng)熱都是用反應(yīng)物和生成物的標(biāo)準(zhǔn)生成熱來得到的。有關(guān)的熱化學(xué)數(shù)據(jù)都可從書的附表里面查得。把各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱都寫在反應(yīng)式中該物質(zhì)下方。 (a) Ca5F(PO4 )3（ s）＋ 5H2SO4 (95%)＋ 10H 2O→ (L) 5CaSO4 2H2O(s)+3H3PO4 (30%)＋ HF(aq) 6872 5 815 10 286 5 2023 3 1292 316 ? ? ? ?? ?? ?3451 a/500 28610821568 7231612 92320 235 POFCm olkJ?? ?????????????? ? (b) CaF2(S)＋ H2SO4 (95%)＋ 2H2O(L)→ CaSO4 2H2O(s)+2HF(aq) － 1215 － 815 － 2 286 2023 2 316 ? ? ? ?? ?22 /53 2862815121531622023 CaFm olkJ?? ??????????? ? (c)HF(aq)+61 SiO2(s) → 61 H2SiF6 (aq)＋ 31 H2O(L) 316 1/6 841 1/6 2331 1/3 286 ? ?HFm o lkJ /84162316286622331613???????? ?????????? ??????? ? (d) Fe2 O3(s)＋ 2H3PO4(25%)＋ H2O(L) → 2FePO4 2H2O(s) 824 2 1292 286 2 1871 ? ?? ?324 /48 2861292282418712 OFem olkJ?? ?????????? ? (e) Al2O3 (s)＋ 2H3PO4 (25%)＋ H2O(L) → 2AlPO4 2H2O(s) 1610 2 1292 286 2 2353 ? ?? ?325 /226 286129 22161 0235 32 OAlm olkJ?? ?????????? ? (f) Ca