硝酸钙-磷酸-水-异丙醇体系中溶析结晶工艺研究

酸解液中氮磷的高效分离是发展硝酸法湿法磷酸的关键技术之一。提出采用溶析结晶使酸解液中磷以磷酸钙盐形式析出从而达到氮磷分离的研究思路。以异丙醇为溶析剂,通过单因素实验考察了溶析剂加入比（异丙醇与模拟酸解液质量比）、温度、五氧化二磷质量分数、溶析时间对析出晶体物相结构以及磷析出率的影响。结果表明,溶析时间不会影响析出晶体物相结构,增大溶析剂加入比、升高温度、降低五氧化二磷质量分数都会使得析出的晶体由磷酸二氢钙转变成磷酸氢钙。通过对比磷析出率得出适宜的工艺条件：溶析剂加入比为3∶1、温度为5.0 ℃、五氧化二磷质量分数为30%、溶析时间为1.0 h,在此条件下磷析出率可达73.58%。     

硝酸复合溶剂酸解磷尾矿工艺条件研究

为了减少磷尾矿对环境的污染,实现磷尾矿中磷、镁、钙等资源的综合利用,采用硝酸复合溶剂浸取法对磷尾矿中磷、镁、钙回收工艺进行了研究。考察了多种因素对磷尾矿酸解过程的影响,并对工艺条件进行了优化。当液固比为4∶1,反应时间为2 h,硝酸质量分数为42%,反应温度为60℃,转速为400 r/min,硝酸钙质量分数为15%时,镁、钙的回收率分别为94.53%、90.07%,P_2O_5的回收率为72.92%,P_2O_5质量分数由7.12%提高到20.65%。     

料浆法无熟化制备高硫普钙工艺研究

普钙(普通过磷酸钙)含有中量元素硫和钙,是我国的主要磷肥品种,在国外,尤其是澳大利亚、北美及欧洲等一些发达国家和地区仍有较大的市场需求。本文进行了料浆法无熟化制备高硫普钙试验研究,得出的最佳工艺条件为:磷矿浆质量分数50%～55%,酸矿比0.66,磷酸淤渣与磷矿比0.08,污水渣与磷矿比0.1,反应温度75～80℃,停留时间4h,在上述工艺条件下制备的普钙的有效P_2O_5/总P_2O_5高于97%,游离酸质量分数低于5%。与此同时,在上述原料配比下得到的反应混合物易造粒,总P_2O_5质量分数高于20%,具有良好的经济效益和工业应用前景。     

湿法磷酸脱氟渣中磷和氟的浸取回收

脱氟渣是湿法磷酸在脱氟过程中产生的废渣,其中含有价值的磷、氟。为回收脱氟渣的磷,研究了浸取法分离脱氟渣中磷、氟的工艺。分别以水、碳酸钠溶液作为浸取剂,考察了不同的浸取时间、pH值、温度、液固比及2级浸取条件下,脱氟渣中P_2O_5、F的浸出率和浸出液的磷氟比(P_2O_5/F)。结果表明:在水浸取体系,适宜的条件是浸取时间为30 min、液固比为2∶1、温度为30℃,P_2O_5和F的浸出率分别为92.38%、11.56%,浸出液的P_2O_5/F为9.54;在碱浸取体系,适宜的条件是浸取时间为30 min,液固比为3∶1、pH值为3.8、温度为25℃,P_2O_5和F的浸出率分别为75.68%、1.49%,P_2O_5/F为61.36;二级浸取能减少浸取剂的用量,并有效地降低F的浸出率。将水浸出液浓缩能有效地提高P_2O_5/F,可以得到饲料级MCP生产所需的磷酸。     

由硬硼钙石制备硼酸的生产工艺研究

本文以硬硼钙石为原料,利用硫酸法制备硼酸,考察了固液比、酸用量、母液和洗液循环等因素对酸解反应的影响。结果表明,在硫酸用量为理论量的98%～121%、反应温度90℃、反应时间1h、反应固液比1∶4的条件下,硼的浸出率可高达98.2%。在此条件下进行的工艺循环实验表明:随着循环次数的增加,酸解液中硫酸镁的质量分数累积增大,酸解料浆过滤时会有部分硼酸从酸解液中结晶析出,使酸解液中硼酸质量分数降低,适宜的循环次数为2次。此外,还研究了阴离子型聚丙烯酰胺对酸解料浆过滤的助滤作用,以及利用氢氧化钙将母液中硼酸沉淀为偏硼酸钙的回收过程。     

硝酸法磷酸脱氟工艺研究

针对以硝酸法湿法磷酸直接制备饲料级磷酸氢钙存在磷氟比（五氧化二磷与氟的质量比）较低的问题,采用化学沉淀法,以钙盐作为脱氟剂,通过间歇实验考察了反应时间、反应温度、反应pH、酸解液中五氧化二磷和氧化钙浓度等因素对酸解液中磷沉淀率和磷氟比的影响。结果表明,反应时间和反应温度的变化对溶液的磷沉淀率和磷氟比影响不大,而降低五氧化二磷和氧化钙的浓度能够有效地提高溶液的磷氟比、降低磷沉淀率。通过对比脱氟溶液制备饲料级磷酸氢钙的收益变化可得出较优操作条件：反应温度为40 ℃,反应时间为20 min,酸解液中五氧化二磷质量分数为7.6%、氧化钙质量分数为3.4%,钙盐中和溶液pH为2.4。在此条件下,脱氟溶液的磷氟比达到230以上、磷损失率小于30%,可为后续饲料级磷酸氢钙的制备提供合格的原料。     

重过磷酸钙复分解法制备工业级磷酸二氢钾工艺研究

研究了重过磷酸钙复分解法制备工业级磷酸二氢钾的工艺条件及氢氧化钾沉淀法净化磷酸二氢钾溶液的工艺条件。结果表明,最佳制备工艺条件为硫酸钾与重过磷酸钙摩尔比(n(K_2O)/n(P_2O_5)1.1、反应温度50℃、反应时间2.0 h、液固质量比4.0,该条件下,P_2O_5收率76.69%,K_2O收率98.33%;最佳净化工艺条件为p H值5.0,此时溶液中金属离子杂质大量析出,P_2O_5损失率为3.79%;最佳工艺条件下制得的工业级磷酸二氢钾纯度达99.01%,w(P_2O_5)为51.45%,w(K_2O)为33.76%,产品质量达到HG 2321—92工业级一等品标准。     

ZrO_2、TiO_2、Cr_2O_3、P_2O_5晶核剂对MgO-Al_2O_3-SiO_2系统玻璃纤维核化晶化过程的研究

分别加入ZrO_2、ZrO_2+TiO_2、Cr_2O_3、P_2O_5晶核剂的MgO-Al_2O_3-SiO_2系统的玻璃纤维,应用热谱DTA、X射线衍射分析、透射电子显微镜等测试方法,研究玻璃纤维的核化、析晶特性。研究表明:(1)用喷吹法制取的玻璃纤维实际上已有晶体析出,其析出的晶相与析晶程度主要与所加入的晶核剂有关,其中加入ZrO_2+TiO_2混合晶核剂的玻璃纤维和加入Cr_2O_3的玻璃纤维析出的晶体较多,加入P_2O_5的玻璃纤维主要呈核化状态。尽管未热处理过的纤维存有晶体,但纤维的核化处理仍然能起到控制析出晶粒大小和数量的作用。(2)不同晶核剂对玻璃纤维的晶化作用不相同,ZrO_2的加入能使玻璃纤维的晶化受到一定的控制,而ZrO_2+TiO_2混合晶核剂能使尖晶石等晶体在较低温度下大量析出,对阻止玻璃纤维中的微裂纹扩展有一定作用。P_2O_5在含Al_2O_3量较高的纤维中能使纤维在较低温度就出现软化粘结现象和难以析晶,故不适于作纤维的添加剂使用。Cr_2O_3的自我成核作用使纤维能在较低温度下直接析出了尖晶石,这对提高纤维的使用温度有利。     

高品质磷石膏处理工艺研究

综合利用磷石膏对治理环境和资源循环利用具有重大意义.磷石膏中的五氧化二磷、氟、有机物等杂质影响磷石膏的利用.为了得到高品质磷石膏,研究了用硫酸浸取磷石膏的反应条件,如硫酸质量分数、反应温度、反应时间及液固比等因素对磷石膏中酸不溶五氧化二磷含量的影响.通过单因素分析和正交实验设计,确定了最佳工艺条件.最佳工艺条件为:硫酸质量分数35%;反应温度60℃;液固体积质量比为3 mL/g;反应时间4.5 h.在此条件下磷石膏中酸不溶五氧化二磷质量分数降低到0.01%以下.     

溶析结晶法脱除钛白废酸中硫酸亚铁盐的研究

针对钛白粉工业的废酸,选用乙醇(Et OH)为溶析剂,研究了溶析结晶法脱除钛白废酸中硫酸亚铁盐的可行性。在5~30℃,采用激光检测法系统地测定了七水硫酸亚铁在水、硫酸溶液和醇酸混合水溶液中的溶解度,考察了溶析剂浓度、温度、硫酸浓度等因素对硫酸亚铁盐溶解度的影响。在此基础上,以钛白废酸(含硫酸20%(wt)、七水硫酸亚铁8%(wt)为对象,在搅拌结晶器中考察了溶析剂加入量、加入方式、搅拌速度、晶种和熟化时间等工艺操作条件对硫酸亚铁脱除率的影响。结果表明,以乙醇为溶析剂,可在常温下显著降低硫酸亚铁在硫酸溶液中的溶解度。在醇酸混合水溶液中,硫酸亚铁盐的溶解度主要受溶析剂浓度影响,与硫酸浓度无关。控制适宜的搅拌速度、溶析剂加入速度和熟化时间有助于提高硫酸亚铁的脱除率。适宜的溶析结晶条件为:温度为5~10℃,溶析剂与废酸的质量比1:1,溶析剂加料速度6 m L·min-1、熟化时间60 min。在此条件下,七水硫酸亚铁的脱除率可达到87%~91%。     

非洲多哥某磷矿浮选试验研究

针对非洲多哥胶磷矿矿样,采用擦洗—破碎—脱泥—磨矿—反浮选开路工艺流程进行试验,获得了优异的选矿技术指标。在磨矿矿浆质量分数为65%、磨矿细度为-0.074mm质量分数占66.85%的条件下,由P_2O_5品位19.33%、MgO质量分数0.45%、SiO_2质量分数7.49%、R_2O_3质量分数4.66%的原矿,获得了P_2O_5品位31.64%、MgO质量分数0.38%、SiO_2质量分数2.66%、R_2O_3质量分数1.60%、P_2O_5回收率64.08%的磷精矿,总尾矿P_2O_5品位12.24%。磷精矿质量达到了制取磷酸的要求。     

冷冻法硝酸磷肥副产粗硝钙液用于磷矿脱镁的研究

针对冷冻法硝酸磷肥副产粗硝钙液中的磷进入滤渣难以回收利用导致硝酸磷肥装置产能低、胶磷矿富集技术浸取工段氨逃逸率低致使浸取液中硝酸铵含量高造成下游无法使用的问题,开展了粗硝钙液用于磷矿脱镁的研究。实验方法及最优反应条件：原矿经破碎、煅烧（煅烧温度为900~1 100 ℃,煅烧时间为1.5~3.0 h）,用粗硝钙液浸取,利用粗硝钙液的热能和化学反应热控制反应温度为60~70 ℃（不需加热,节省了蒸汽消耗）,反应pH为4.5~6.5,反应过程中无磷析出。在此条件下制取的磷精矿中五氧化二磷质量分数≥35%、氧化镁质量分数≤1.0%,磷回收率为100.49%~100.60%。将制取的磷精矿进行酸解,提高了酸不溶物的分离效率,可满足下游生产白色硝酸磷肥对原料的要求,副产的浸取液可用于生产氨基酸液体肥和中量元素营养母粒。该方法无尾矿产生,绿色环保,为磷矿的高效利用提供了新的研究思路。     

高镁磷尾矿综合利用的基础研究

以贵州瓮福磷尾矿为研究对象,采用酸法循环浸出,富集酸解液中的P2O5,并对富集液进行净化研究,以期为综合回收尾矿中的磷和镁提供必要的依据.研究表明,循环浸出5～6次,酸解液中P2O5质量浓度可达80 g/L左右,MgO质量浓度可达190 g/L以上,有利于进一步回收处理;在反应温度60 ℃、反应时间2 h、碳酸钠加入量为理论计算量、磷尾矿加入量为理论加入量的120%、五硫化二磷加入量为理论加入量的条件下,脱氟率为85.7%、脱硫率为80.1%,净化后溶液中的Pb3+的质量分数为4.8×10-4%、 As3+的质量分数为11.3×10-4%,与分别对富集液进行脱氟、脱硫、脱重金属的效果相差不大,能满足净化要求.     

回水对湖北低镁高铁铝磷矿双反浮选的影响

湖北宜昌地区低镁高铁铝磷矿P_2O_5品位为24.35%,MgO质量分数为1.18%,倍半氧化物R_2O_3质量分数为6.49%,经1粗2扫选硅反浮选和1粗1扫选镁反浮选流程选别后,可获得P_2O_5回收率75.96%,P_2O_5品位34.68%、MgO质量分数0.62%、R_2O_3质量分数2.07%的优质磷精矿。混合回水试验中选硅段泡沫流动性好,综合精矿(精矿和中矿)指标稳定,P_2O_5品位保持在34%以上,P_2O_5收率维持在75%左右。新型双反浮选流程技术指标稳定,回水利用率高。     

硝酸磷肥生产新工艺研究

结合中国中品位磷矿特点,提出一条新的制备优级品硝酸磷肥的工艺路线。重点解决了工艺中存在的两个关键问题,即酸解液的过滤和钙离子的去除。针对过滤环节选用磷石膏作为助滤剂来提高酸解液的过滤强度;针对除钙环节,采用两次除钙工艺,首先通过冷冻结晶的方法除掉大部分钙离子,再添加少量硫酸达到产品所需的除钙率。以湖北某磷矿为原料,对该工艺进行了系统研究。在硝酸用量为105%、硝酸质量分数为55％、结晶时间为 4 h、结晶终点温度为0 ℃的工艺条件下,一次除钙率达到73.17%,再加入硫酸进行二次除钙,除钙率达到85.25%,制得符合GB/T 10510-2007《硝酸磷肥、硝酸磷钾肥》的优级品硝酸磷肥。     

贵州某钙镁质胶磷矿选磷降镁反浮选试验研究

针对贵州某中低品位钙镁质胶磷矿的特点,对其进行了选磷降镁的反浮选试验研究。结果表明,采用1粗1精反浮选工艺流程,在磨矿细度-0.074mm占75.80%,抑制剂硫酸用量为14kg/t,捕收剂用量为800g/t,浮选温度为常温的条件下,获得了P_2O_5品位为33.62%、MgO质量分数为0.91%、P_2O_5回收率为85.93%、MgO脱除率为90.78%的磷精矿,实现了胶磷矿与白云石的有效分离。     

高镁磷尾矿酸解工艺条件研究

以高镁磷尾矿和硫酸为原料进行了综合回收镁的工艺研究。通过对酸解过程的试验研究,讨论了各种因素对酸解过程的影响,优化出了最佳工艺条件,即反应温度80℃、反应时间90min、硫酸质量分数20%、液固比4.0∶1,在此最佳工艺条件下镁的浸出率为95.50%。     

硝酸分解磷矿过程中氟的迁移分布规律

硝酸分解磷矿是硝酸磷肥法生产过程中的重要操作单元。研究了酸解时间、酸解温度、硝酸质量分数以及酸解比等工艺参数对磷矿中氟在气、液、固三相中迁移分布的影响,结果表明:硝酸分解磷矿时,80%左右的氟主要以HF和SiF_6~(2-)形式存在于液相中,只有少部分的氟以SiF_4的形式存在于气相中。氟在气相中的分布率受酸解温度的影响较大,随着温度的升高而升高;随着酸解时间和酸解温度的增加,氟在液相中的分布率呈现先增加后减少的趋势;随着硝酸质量分数的降低和酸解比的增加,氟在液相中的分布率呈增加趋势。当酸解工艺参数控制在酸解温度60℃、w(HNO_3)为55%、酸解比1.25∶1、酸解时间120min时,氟在液相中的分布率为92.74%,在气相中的分布率仅为1.35%。     

高铝煤矸石铝硅分级提取实验研究

分级研究了热活化条件下高铝煤矸石在盐酸和氢氧化钠溶液中的铝硅溶出行为。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和比表面积测定仪（BET）对煤矸石试样做了表征分析。通过正交实验分析了反应温度、反应时间、初始酸碱浓度和固液比对热活化处理后高铝煤矸石中Al2O3和酸浸渣SiO2溶出率的影响。结果表明：酸浸溶出Al2O3反应过程中,固液质量比和酸浸时间对溶出率的影响最为显著,酸浸过程的最优工艺条件：初始盐酸质量分数为20%、酸浸温度为90 ℃、酸浸时间为2.5 h、固液质量比为1∶6,在此条件下,Al2O3的浸取率达82.95%;强碱溶解酸浸渣溶出SiO2反应过程最优工艺条件：碱溶温度为95 ℃、碱溶时间为2.0 h、NaOH质量分数为20%、固液质量比为1∶10,在此条件下SiO2溶出率为69.74%,碱溶温度和碱液浓度对溶出率的影响最为显著。     

硝酸酸解焙烧磷精矿过程五氧化二磷分解率及伴生碘的迁移分布研究

中低品位沉积型磷块岩磷矿需经选矿才能用于湿法磷酸生产。浮选磷精矿难以完全满足硝酸磷肥生产要求, 焙烧磷精矿更适合于硝酸磷肥生产。研究了硝酸酸解焙烧磷精矿过程工艺参数对五氧化二磷分解率及伴生碘三相迁移分布的影响, 并与硝酸酸解浮选磷精矿实验结果进行对比分析。结果表明, 酸解温度为60 ℃、酸解时间为50 min、硝酸质量分数为55% 和酸解比（硝酸与磷精矿的质量比）为1.2条件下, 焙烧磷精矿五氧化二磷分解率达到97.85%;酸解温度同为60 ℃条件下, 焙烧磷精矿的五氧化二磷分解率均高于浮选磷精矿, 而其他酸解工艺参数明显低于浮选磷精矿;两种磷矿伴生碘大部分升华至气相, 但焙烧磷精矿伴生碘更易于升华。