二水物湿法磷酸工艺计算.docVIP

第四章 二水物湿法磷酸工艺计算 1 工艺计算基础数据 (1) 原料 表4.1 磷矿成分组成表（干基） 组分 P2O5 CaO Fe2O3 Al2O3 SiO2 MgO Na2O K2O F CO2 其他 % 30.56 48.86 0.66 0.57 11.32 0.76 0.32 0.18 3.2 2.91 0.75 (2) 硫酸：选浓度为98%的H2SO4。 2 反应部分工艺数据 (1) 磷矿浆的含水率取36%(湿基)。 (2) 磷矿浆中P2O5的萃取率96.5%。 (3) 磷矿中次要组分在反应过程中的分配如下： 表4.2磷矿中次要组分在反应过程中的分配表 组分 CO2 F Fe2O3 Al2O3 MgO Na2O SiO2 K2O 其他 率酸% ╱ 70 91 82 98 20 10 13 68 石膏% ╱ 13 9 18 2 80 87 87 32 气相% 100 17 0 0 0 0 3 0 0 3.过滤部分工艺数据 (1) 成品磷酸主要组成： P2O5 25%。 (2) 过滤时对成品磷酸的稀释率取0.5%。 (3) P2O5的回收率取96.0%。 (4) 率饼的含液量(湿基) 1.第一次过滤50% 2.第二次过滤40% 3.第三次过滤35% 4.第四次过滤29% (5) 第二次过滤后水溶性P2O5残留率 R1==0.3 (6) 第三次洗涤后水溶性P2O5残留率 R2==0.15 (7) 第四次过滤后水溶液中P2O5浓度为1.13% 4 计算过程及结果 以1000Kg磷矿(干基)为准: 1）磷矿用量：1000kg(干基) 磷矿浆量: kg 已知成品磷酸为80万t/a，折成小时磷矿消耗量为： 干基量 矿浆量 2）硫酸用量 (1) 假定磷矿中的MgO全部以MgCO3形式存在,多余的CO2则以CaCO3形式存在，矿中的F及P2O5分别以Ca5F(PO4)3及CaF2形式存在。MgCO3与H2SO4反应生成MgSO4，而MgSO4在磷酸溶液中呈离子状态，故计算成品磷酸中游离硫酸时将MgSO4计入，而计算硫酸消耗时不再列入。假定成品磷酸中不含Ca2+。 （2）计算1000Kg磷酸矿中各种Ca的量。 Ca5F(PO4)3的量： 100010330.56%=1434.742mol 的量： （）0.5=124.735 mol 的量： mol 的量： =472.825 mol (3) 各种钙盐消耗硫酸量： Ca5F(PO4)3的消耗量 =678.418kg 的消耗量： kg 消耗量： kg (4)成品酸中的游离硫量 kg (5)消耗硫酸总计 kg 折算成98%的Ｈ2SO4为 ： kg 折算成SO3的量为： kg 3）成品磷酸组成： (1)成品磷酸中个组分量 P2O5= kg SO3= kg Fe2O3= kg Al2O3 = kg SiO2= kg K2O= kg Na2O= kg MgO= kg F= kg 其他= kg （2）总磷酸量： kg （3）成品磷酸中水的计算 在磷酸中的水可以分为自由水和结合水两种，结合水的计算采用阴阳离子平衡方法。 非金属和其他氧化物： SO3 SiF4 F等。 金属及其他氧化物：Fe2O3 Al2O3 MgO Na2O K2O等。 判断F与Si是否平衡，首先判断磷酸中F与Si是否平衡，如果是Si过量，则酸中F以SiF62-的形式存在，多余的Si以SiO2的形式存在，如果是F过量，则酸中Si全部以 SiF62-的形式存在，多余的F以F-形式存在。 =＜0.1667 说明F过量。 阴离子组 物质的量： P2O5 =kmol SO3= kmol SiO2= kmol F= kmol 小计：13.561 kmol 阳离子组物质的量： Fe2O3= kmol Al2O3= kmol MgO= kmol Na2O、K2O及其他物质的量均用Na2O的值代替 kmol 小计：1.067 kmol 结合水量：kg 由于在计算干物质时以氧原子代替SiF62-、F-等形式等量的氧为： SiO2→SiF6→O kg F→O kg 小计 ：3.405 kg 总干物质的量： 294.904+26.948+6.006+4.674+11.32+0.64+0.234+7.448 +22.4+5.1+112.446-3.405=488.715 kg 自由水量：1179.6-488.715=690.885 kg （4）成品磷酸组成： 表4.3成品磷酸组成表 组分 P2O5 SO3 Fe2O3 Al2O3 SiO2 F MgO Na2O K2O