磷石膏流态化分解与甲烷燃烧反应热量耦合研究

在振动流化床中对磷石膏分解与甲烷催化燃烧热量耦合强化磷石膏分解过程进行了研究。考察了反应温度、碳硫摩尔比、甲烷浓度、物料高径比、气体流量和反应时间对磷石膏分解率、脱硫率以及产生气体SO2浓度的影响。实验表明,强化磷石膏分解反应适宜的耦合条件为:反应温度1 030℃,气体流量140 mL/min,φ(CH4)4%,碳硫摩尔比1.0,物料高径比4.8,反应时间60 min,磷石膏分解率和脱硫率分别达到95.42%和85.62%,SO2体积分数达到17.86%。     

循环流化床中高硫煤还原分解磷石膏中试研究

通过利用高硫煤作为还原剂在自行设计的循环流化床中试装置中对磷石膏进行了高温热分解实验,随着反应温度的升高,磷石膏的分解率与脱硫率升高,磷石膏的分解率达到97%的反应时间逐渐减少.而且在还原性气氛增加的情况下,反应时间会减少.还原性气氛越强,磷石膏的分解率越高,反之,则磷石膏的脱硫率越低,说明磷石膏在弱还原性气氛下分解是较为有利的.     

复合还原剂还原分解磷石膏制取高浓度二氧化硫

采用高硫煤与煤矸石制备成复合还原剂还原分解磷石膏,研究了还原剂配方及粒度、n(C)/n(S)(生料中碳与三氧化硫物质的量比)、反应温度对炉气二氧化硫体积分数、磷石膏硫酸钙分解率和脱硫率的影响.结果表明:复合还原剂配方、反应温度、还原剂粒度对二氧化硫的体积分数都有影响.采用高硫煤与煤矸石的质量比为2∶ 1的复合还原剂,在n(C)/n(S)为0.7、还原剂粒径为111～122 μm、温度大于1 000 ℃时,二氧化硫体积分数可达16.02%,与采用单一高硫煤作为还原剂相比,二氧化硫体积分数能提高1.46%.采用复合还原剂工艺有利于降低反应温度,提高二氧化硫体积分数和磷石膏分解率及脱硫率,可为煤矸石、磷石膏综合利用开发一条新途径.     

硫磺分解磷石膏制硫化钙工艺研究

研究了以硫磺为还原剂分解磷石膏得到硫化钙产物的方法。在热力学研究的基础上,考察了反应温度、反应时间、硫磺物质的量分数和二氧化硫物质的量分数对硫磺分解磷石膏的影响。通过实验得出优化工艺条件:反应温度为800℃、反应时间为2 h、硫磺(以S1计)物质的量分数为40%。在该条件下磷石膏的分解率达到98%以上。同时证明了二氧化硫对反应有明显的抑制作用。借助X射线衍射(XRD)对磷石膏分解产物进行物相解析,结果表明所得产物主要为硫化钙。     

实验研究磷石膏分解制备硫化钙反应的最佳工艺条件

针对云南磷石膏中二氧化硅高的特点,通过磷石膏分解基本反应的热力学分析,实验研究了反应温度、碳硫摩尔比和铁粉加量对硫化钙收率的影响。得到磷石膏分解制备硫化钙的最佳工艺条件为n(C)/n(SO3)=3、反应温度900℃、反应时间150min,硫酸钙转化率可达99.0%以上。研究结果为开展磷石膏分解制硫酸新工艺的开发和设计提供了基础数据。     

硫磺分解磷石膏制硫酸技术进展及推广应用

针对磷石膏资源化利用课题,开展了硫磺低温分解磷石膏制高浓度SO_2技术、氧化钙残渣的高值化利用技术及磷石膏制酸过程的系统集成及工程实施关键技术研究。硫磺分解磷石膏过程的动力学试验研究结果表明:一段反应温度为650℃,反应停留时间为1 h,反应产物可达到二段物料配比;二段反应温度为1 100℃,磷石膏分解率大于98%,系统脱硫率大于96%。氧化钙残渣配以铝矾土、磷石膏在1 250℃/60 min下可烧制成高品质的硫铝酸盐水泥熟料;采用氯化铵浸取脱硫钙渣碳酸化制备高纯度碳酸钙,残渣中钙浸取率为85.62%,硅脱除率达到95.30%,所得轻质碳酸钙产品纯度达98.90%,达到涂料用优等品指标要求。建立万吨级硫磺低温分解磷石膏制硫酸示范装置,实现了磷石膏转化率99%、分解温度为1 050℃、窑气φ(SO_2)高达12.2%的工艺指标。     

磷石膏和碳酸氢铵制备硫铵复合肥工艺研究

利用磷石膏和碳酸氢铵制备市场价值较高的硫铵复合肥,探讨了磷石膏和碳酸氢铵体系的反应历程,研究了反应温度、反应时间、反应介质体积和质量分数对反应产物硫铵质量分数的影响。结果表明:当反应温度为45℃,反应时间为2h,反应介质体积和质量分数分别为180mL和10%时,反应产物硫铵的质量分数最高,约为43.72%。利用BK-POL型偏光显微镜观察产物硫铵溶液的自然结晶体,观察的结果为菱形柱状结晶。     

磷石膏与硫化氢气体反应制硫化钙的实验研究

对磷石膏在硫化氢气氛中还原分解制取硫化钙的过程进行了研究,经过热分析实验对磷石膏在硫化氢气氛中反应的机理进行研究,管式炉实验探讨了反应温度、反应时间和不同添加剂对磷石膏分解率及硫化钙产率的影响。结果表明:磷石膏在反应温度为950℃、反应时间为45 min,且添加Ca Cl_2或者Fe_2O_3的情况下磷石膏分解率能达到95%以上,分解渣中80%以上是硫化钙,Mg O对硫化氢气氛下磷石膏的分解率和硫化钙的产率影响较小。     

碳硫比对磷石膏分解率的影响研究

在氮气条件下,磷石膏在不同温度、碳硫比和保温时间下的分解情况不尽相同,提高煅烧温度和延长保温时间可有效的提高磷石膏的分解率。在1100℃和1150℃、碳硫比0.7、保温20 min时,磷石膏分解的分解率可达在99%以上;而在1200℃、保温5 min后,磷石膏的分解率可以达到99%以上。     

H_2S气氛中LaCl_3催化磷石膏低温分解制CaS研究

对磷石膏在硫化氢气氛中制备CaS的过程进行研究,通过热分析实验和管式炉实验,探讨了反应温度、反应时间、H_2S流量和浸渍不同浓度LaCl_3对磷石膏分解率及硫化钙产率的影响。结果表明,LaCl_3的添加能显著降低磷石膏反应温度,在反应温度为900℃、反应时间为60min、H_2S流速为300m L·min~(-1)、LaCl_3添加量为0.5mol·L~(-1)的条件下,磷石膏分解率达到92.8%,硫化钙产率达到48.3%。     

磷石膏两步法制备硫酸钾工艺研究

对以磷石膏、(NH4)2CO3、KCl为原料的两步法制备K2SO4的工艺进行了研究。实验讨论了第二步反应中(NH4)2SO4与KCl物质的量比(物料配比)、(NH4)2SO4溶液初始质量分数、反应温度、反应时间、有机溶剂种类及用量等工艺参数对原料转化率和产品质量的影响,得到适宜工艺条件,反应时间1.5h,反应温度50℃,物料配比[n(NH4)2SO4∶nKCl]为1.05∶2,(NH4)2SO4初始质量分数40%,有机溶剂质量分数为40%,该条件下使K+转化率达到80%以上,产品K2O质量分数达50.89%,K2SO4质量达GB20406-2006国家农用K2SO4一等品的标准。     

磷石膏部分分解制备贝利特硫铝酸盐水泥的探究

利用磷石膏分解率高的特点,将预先煅烧后分别达到73.82％和80.15％分解率的磷石膏与矾土和石灰石进行配料烧制贝利特硫铝酸盐熟料,探讨部分分解磷石膏用于制备贝利特硫铝酸盐水泥的可行性.理论计算结果表明,当磷石膏分解率达到80.15％,SO2可以达到有实用价值的收集浓度;试验结果表明,利用部分分解的磷石膏制备的贝利特硫铝酸盐水泥早期水化放热量偏低,硬度也略微低于天然石膏制备的贝利特硫铝酸盐水泥的硬度,但对早期强度无明显的不利影响.可以认为,部分分解磷石膏可以用于制备贝利特硫铝酸盐水泥.     

三乙醇胺介质中磷石膏制硫酸钾工艺研究

研究了在乙醇作为添加剂的三乙醇胺反应介质中,以磷石膏和氯化钾为原料制取硫酸钾的新工艺。得出的优化工艺条件为:磷石膏过量10%,液固比2∶1,反应温度20℃,三乙醇胺质量分数75%,反应时间2h,先加氯化钾与反应溶剂,磷石膏分两次加入。在此条件下,氯化钾转化率为83.62%,硫酸钾产品的K2O质量分数为51.03%,氯离子质量分数为0.96%,水的质量分数为1.88%,产品质量达到国家标准。     

磷石膏热分解制备二氧化硫和氧化钙研究

在氮气氛下研究了碳还原分解磷石膏制备二氧化硫和氧化钙的反应特性,用烟气分析仪分析析出的气体成分,用X射线衍射仪（XRD）分析热分解固体样品。考察了煤颗粒尺寸、原料配比和反应温度对磷石膏热分解的影响。得到磷石膏热分解制备二氧化硫和氧化钙的最佳条件：煤粒径小于150 μm,碳与硫酸钙物质的量比为0.8,反应温度为1 000 ℃。在此条件下,可以得到二氧化硫最大体积分数为12.5%的分解炉气,分解固体样品中氧化钙质量分数达到65.32%,可以用作水泥原料或二氧化碳吸收剂。     

氢氧化钠分解磷石膏工艺研究

为探讨磷石膏转化利用的新途径,进行了用氢氧化钠分解磷石膏将其转化为氢氧化钙和硫酸钠的实验。以一次一因素实验法考查了影响磷石膏分解的主要因素及可以获得的较优工艺条件。同时通过化学分析和粒度分析对滤渣的性质进行了分析评价。实验表明磷石膏分解适宜的工艺条件:配料比(氢氧化钠与磷石膏的质量比)为0.48∶1,液固比(水与磷石膏的质量比)为4∶1,反应温度为室温,反应时间为10 min。在此条件下磷石膏的分解率可达94.83%,滤渣中氢氧化钙的含量为80.96%(质量分数)。该工艺的优点是磷石膏分解速率快、分解转化效率高。     

细粒磷矿硫酸酸解过程的磷石膏结晶研究

本文以浮选后的细颗粒(55~60μm)马边磷矿为代表性矿样,通过正交实验设计及极差分析方法探讨反应温度、停留时间、液相SO3质量浓度、料浆液固比等因素对细粒磷矿分解及磷石膏结晶的影响。结果表明:细粒磷矿分解的实验室较佳工艺条件为:反应温度85℃、液相SO3质量浓度0.040 g/mL、液固比3.0∶1、反应时间4.0 h。在此工艺条件下,磷酸的萃取率为93.43%,磷石膏的平均粒径为74.47μm。同时对实验数据进行回归分析,得到细粒磷矿磷酸萃取率和磷石膏平均粒径的数学模型,该模型能较好地预测和优化细粒磷矿分解和磷石膏结晶的过程。     

三相流化床中磷石膏分解渣碳酸化反应研究

通过对磷石膏分解渣在三相流化床中碳酸化反应的实验研究,探讨了不同因素对磷石膏分解渣中CaS转化的影响。实验结果表明:增大CO2气体流量和增加反应时间有利于CaS的转化,随着液固比的增大,CaS的转化率首先是增大然后趋于平缓,而升高反应温度对CaS的转化有微弱抑制作用。得到磷石膏分解渣碳酸化反应的最佳反应条件:CO2气体流量为300 mL/min、反应时间为40 min、液固比(体积质量比)为6 mL/g、反应温度为(25±2)℃。在最佳反应条件下,三相流化床中CaS的转化率为97.34%,釜式反应器中CaS的转化率为86.32%,相差了11%。与釜式反应器相比,三相流化床反应器更有利于磷石膏分解渣的碳酸化反应。     

磷矿在磷酸中的浸出行为

为改进湿法磷酸生产工艺,提高副产石膏的品质,缓解湿法磷酸中固体副产物磷石膏带来的环保压力,进行了磷-硫两步法酸解磷矿制磷酸的研究。着重对贵阳某磷矿在磷酸中的浸出行为进行研究。结果表明,磷矿粒度小于75 μm、搅拌速度为500 r/min、反应温度为70 ℃、五氧化二磷质量分数为40%、反应时间为60 min时,磷矿分解率达到98.5%。德罗兹多夫动力学经验模型能够较好地描述40%五氧化二磷中磷矿反应速率的变化规律,且阻缓系数较大,表观活化能为6.048 kJ/mol,表明40%五氧化二磷中磷酸分解磷矿的反应速率受扩散控制。酸解渣SEM和EDS分析表明反应产物磷酸二氢钙结晶析出是影响扩散的主要因素。     

石膏在高温下的分解脱硫研究

高效经济脱硫是脱硫石膏以氧化钙化学循环和烟气制酸途径实现资源化利用的关键。通过热重-质谱（TG-MS）联用、管式炉焙烧实验，并借助XRD、XRF等检测分析手段，系统研究了碳含量、氧化铁含量及温度对石膏分解和脱硫率的影响。结果表明，在氩气气氛下，石膏中加入碳和氧化铁均能有效降低石膏的分解温度，提高石膏的分解速率。碳含量、氧化铁含量、焙烧温度对石膏分解具有不同作用区间。高温低配碳时，石膏的分解率和脱硫率最高，当温度超过1 200 ℃时，升温对提高脱硫率的作用逐渐消失。配碳量增加后，脱硫率和分解率明显下降，分解温度降低，完全反应时间减少；添加氧化铁后，石膏的分解温度下降，分解率和脱硫率上升。实验条件下，为提高脱硫率，获得更多的氧化钙，控制温度在1 100 ℃，碳与硫酸钙物质的量比为0.8，氧化铁添加量为10%。     

复合还原剂还原分解磷石膏的影响因素

采用高硫煤与煤矸石制备成复合还原剂还原分解磷石膏,研究了还原剂配方及粒度、C/S值（物料中C与S的摩尔比值）、反应温度对炉气二氧化硫浓度、磷石膏CaSO4分解率和脱硫率影响。结果表明：二氧化硫浓度可达16.02%,磷石膏中CaSO4分解率大于95%,磷石膏脱硫率大于90%,能为制酸提供合格的原料气和为制水泥提供合格的原料。