二水-半水湿法磷酸工艺中试研究与经济性分析

介绍二水-半水法生产磷酸中试研究情况,中试获得用宜昌矿采用该工艺制取磷酸的最佳工艺参数和技术分析数据。研究表明,二水-半水工艺对于中低品位磷矿具有较好的适应性,该工艺比二水工艺反应时间缩短1.6 h,吨产品(以P2O5计)蒸汽消耗下降0.68 t,磷收率提高1.4百分点。二水-半水工艺为磷石膏综合利用创造了条件,循环经济价值显著。     

二水法磷酸改半水-二水法或二水-半水法工艺路线 探讨

针对二水法磷酸杂质含量高、过滤酸浓度低、副产磷石膏质量差等缺点,提出将其技改为半水-二水法磷酸、二水-半水法磷酸。分析半水-二水法磷酸、二水-半水法磷酸工艺优缺点,介绍改造内容及方案,并进行工艺比较。二水-半水法适合只考虑磷石膏资源化利用、企业自有硫酸副产蒸汽配套的企业,半水-二水法适合磷酸用于制造高端磷化工产品的企业。     

湿法磷酸工艺路线的探讨

以节能降耗和磷石膏综合利用为目的,重新研究、比较湿法磷酸的生产工艺对中国磷化工产业可持续发展具有重要的意义。对国内外湿法磷酸工艺路线（特别是二水法工艺、半水法工艺、半水-二水法工艺）进行技术经济比较;重点对中国磷酸盐用湿法磷酸工艺路线的选择给出了建议,详细叙述了半水-二水湿法磷酸生产技术、二水-半水湿法磷酸生产技术和二水-DCP耦合联产湿法磷酸生产技术;提出中国磷酸企业应根据磷酸盐产品生产对磷酸的质量要求及磷石膏利用价值来选择磷酸的工艺路线。     

比利时普莱昂厂二水-半水磷酸技术及磷石膏直接利用介绍

生产湿法磷酸副产的磷石膏综合利用途径多,国内外都很重视并在继续推广。介绍Central-Prayon二水-半水生产湿法磷酸的工艺技术特点、主要操作参数、运行数据和该工艺对多种磷矿的适应性,以及半水磷石膏用石灰乳中和,自然水化为二水石膏的质量指标,因其游离水含量仅(6～10)％,可代替天然石膏使用。     

二水磷石膏转化为半水石膏的工艺研究

中国磷肥工业每年排放出约5000万t的二水磷石膏,这些磷石膏中以水份和P2O5为主的杂质含量过高限制了磷石膏的综合利用。本文提出用化学转晶法将二水磷石膏转化为半水石膏,回收其中的P2O5并且大大降低石膏中的水份含量,为磷石膏的利用找到了一条经济适用的途径。实验研究了H2SO4浓度、温度和液固比对二水磷石膏转化为半水石膏的影响,得出最佳的转晶工艺条件为H2SO4浓度12.25%,转晶温度95℃,液固比2.8∶1,在此条件下得到了纯度很高的半水-无水混合石膏。     

湿法磷酸半水工艺考察与石膏结晶过程研究

湿法磷酸半水工艺可生产高浓度磷酸[w(P₂O₅)>40%(质量)],但在半水反应阶段磷矿易发生钝化,半水石膏结晶粒径小,造成工艺后端过滤困难,磷回收率降低。以湖北典型中低品位磷矿为原料,系统考察了半水工艺中SO₄^2-浓度、磷酸浓度、反应温度等条件对半水石膏结晶物相、形貌及粒径的影响规律,分析了优化条件下石膏杂质赋存与含量变化。结果表明,半水反应中液相硫酸、磷酸浓度会引起半水石膏物相、形貌、粒径变化,磷硫浓度提高会导致石膏晶体形貌由柱状变化为棒状、片状,粒径从70μm减小到10μm。优化工艺条件下,半水石膏较原工艺石膏P₂O₅含量降低至1.39%(质量),磷的主要存在形式为难溶性磷酸盐,同时F含量降低至0.44%(质量),其以CaF₂、AlF₃等难溶物形式存在于石膏,其他杂质含量均有所降低。本研究可为半水工艺生产过程参数优化及半水石膏品质提升提供参考。     

新型半水-二水法磷酸工艺的技术优势

介绍半水-二水法磷酸的工艺流程及与二水法、半水法的对比。重点围绕节能降耗,从原材料消耗、能耗、公用工程消耗和经济效益方面比较半水-二水法工艺与二水法的不同,同时介绍半水-二水法在产品品质方面的优势,包括对产品磷酸、副产品磷石膏和下游肥料质量影响。半水-二水法磷酸总能耗仅为二水法的48%,生产每吨P_2O_5成本节约151元(以w(P_2O_5)54%计),且产品品质更好。该工艺有良好的应用前景。     

开发利用磷石膏的技术

贵州天峰化工有限责任公司利用湿法磷酸副产的磷石膏生产水泥缓凝剂和精制β-半水石膏,消化了副产的全部磷石膏。介绍其采用煅烧法生产水泥缓凝剂和半水石膏的工艺流程、关键设备和工艺控制指标,以及生产精制β-半水石膏的技术。产品用于建筑行业,取得显著的经济效益和环境效益。     

二水法改二水-半水法生产湿法磷酸的技术改造

通过提高磷酸浓度和降低磷石膏中P2O5含量,达到降低浓缩能耗和提高磷石膏质量,满足水泥生产的要求。介绍该厂将二水法生产磷酸工艺改造为二水-半水法工艺的流程、新增设备、工艺指标及技术要点。技改后,磷酸w(P2O5)由22%提高到35%,磷石膏中w(P2O5)由1.5%下降到0.2%以下,磷石膏中的w(H2O结晶)由14%～16%下降到4%～8%,每年节煤约1.5万t,综合新增效益1786万元。     

降低湿法净化磷酸半水石膏磷损失的工艺

湿法净化磷酸副产半水石膏，晶体细小，含磷高，过滤难度较大，不仅影响生产效率，而且磷损失大，生产成本高。基于二水石膏具有易过滤、含磷低、品质高等优点，通过控制反应温度约60℃、液相SO₃质量浓度约38 g/L、反应时间2 h等参数，将半水石膏转晶为二水石膏，所得石膏总磷、非水溶磷含量大幅度降低，湿法磷酸净化系统磷收率大幅度提升，可达95%左右。     

提高矿粉细度对湿法磷酸装置的影响

由于磷酸装置生产负荷提高,导致反应停留时间缩短,半水分解率下降,二水转化负荷增加,为此矿粉细度由原＜0.147 mm占68%提高到占73%,介绍矿粉细度改变前后技术经济指标及取得的经济效益.矿粉细度提高后,半水分解率由87.66%上升到95.48%,二水负荷降低,分解率提高,磷收率上升,年增经济效益47万元.     

Assessment of propionic acid adsorption performance on the phase transformation of calcium sulfate hemihydrate to dihydrate

The adsorption of propionic acid during the transformation process of calcium sulfate hemihydrate to calcium sulfate dihydrate was studied in a batch-type crystallizer with respect to contact time, additive concentration and temperature in pure media, and in the presence of propionic acid used as an additive. The adsorbent was characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and thermogravimetric analysis combined with a Fourier-transform infrared spectrometer and a mass spectrometer. The adsorption characteristics were also investigated by means of evaluating the isotherm, kinetic and thermodynamic properties. The results of this investigation showed that propionic acid can serve as a good accelerator for the transformation process from calcium sulfate hemihydrate to dihydrate.     

湿法萃取磷酸中高效搅拌装置的研究,开发及应用

介绍在半水物湿法磷酸工艺开发过程中,根据水力学模型试验研究结果,研制了带导流筒的高效搅拌装置,为半水物硫酸钙结晶营造了最佳水力学条件,并为双槽结晶中的核心设备溶解槽和结晶槽提供了工程设计参数。该技术已成功地应用于昆明化肥厂１．５ 万吨／年双槽半水物工程,使我国半水物湿法磷酸的技术开发进入了实用阶段,实现了工业化。在此基础上又开发了二水物湿法磷酸的单槽单桨反应器,在全国获得了迅速的推广应用     

Location of sodium incorporated in crystals of gypsum

A study was made of the effects of variations in concentration (0.125–0.75 saturated) and temperature (3–50°C) on the amounts of sodium incorporated in crystals of calcium sulphate dihydrate formed by the hydration of calcium sulphate hemihydrate in solutions of sodium chloride. The incorporation of sodium was favoured by reducing the temperature and increasing the concentration of sodium chloride. Samples of dihydrate containing sodium gave X-ray diffraction patterns with additional peaks that were attributed to the presence of a compound of calcium sulphate containing sodium but resembling the hemihydrate crystallographically. This compound appeared to occur as inclusions within the grains of dihydrate.     

盐溶液种类和浓度对α-半水脱硫石膏合成的影响

为了解决脱硫石膏的大量堆存对环境造成的潜在危害,同时提高脱硫石膏的附加值,采用常压盐溶液水热法以电厂脱硫石膏为原料探究α-半水石膏的最佳合成工艺,重点研究了盐溶液种类及浓度对α-半水石膏的合成过程、合成产物组成及结构的影响。结果表明：在氯化钙、氯化镁盐溶液中,由于同离子效应和硫酸镁离子对的形成,导致半水石膏的形成过程受阻。较高浓度氯化钾和氯化钠盐溶液可使二水石膏发生转晶,其中氯化钾会致使半水石膏过度脱水生成无水钾石膏,氯化钠盐溶液可以使二水石膏转变为半水石膏并维持较长时间,通过比较得出最佳合成工艺为氯化钠溶液质量分数为15%、体系反应温度为95 ℃、固液质量比为1∶4、搅拌速率为150 r/min、合成时间为3 h,可以制得长径比约为5∶1的六方短柱状α-半水石膏。     

Polymerization of acrylamide in the presence of calcium sulfate dihydrate and calcium sulfate hemihydrate

The homopolymerization of acrylamide in water alone and also in the presence of calcium sulfate dihydrate and of calcium sulfate hemihydrate has been studied. Polymerizing acrylamide with the redox pair potassium persulfate—sodium bisulfite, the rate increased steadily with increasing initiator concentration. In the presence of up to 25% dihydrate, the rate was like that of acrylamide alone. However, when adding the “reactive” hemihydrate that is hydrated to the dihydrate concurrently with the progressing polymerization, the rate is somewhat slower in comparison with the two other systems. For determination of the compositions of the various reaction products, a method combining DTA and XRD data has been developed.     

氢氧根对半水硫酸钙晶体形貌的影响机理

以二水硫酸钙为原料在氢氧化钠-水体系中水热合成不同形貌的半水硫酸钙晶体,并通过XRD、XPS和电导率等手段对水热产物进行表征,研究了OH^-对水热产物晶体形貌的影响机理。结果表明,在碱性条件下可获得不同形貌的半水硫酸钙晶体,随着OH^-浓度的增大,纤维状形貌水热产物的含量减小而短柱状形貌的含量增多,且当OH^-浓度为1.0×10^-2 mol/L时水热产物以短柱状形貌为主。OH^-影响半水硫酸钙晶体形貌的原因：OH^-会消耗溶液中的Ca²⁺,从而促进二水硫酸钙的溶解,而Ca²⁺浓度的减少不利于半水硫酸钙晶体的成核生长;同时,OH^-对二水硫酸钙的促溶作用会增加溶液中SO₄^2-的浓度,从而促进半水硫酸钙晶体沿（110）和（200）晶面的生长;此外,OH^-在（002）晶面选择性吸附并与该晶面的Ca²⁺反应生成Ca（OH）⁺和Ca（OH）₂,从而阻碍半水硫酸钙晶体沿该晶面的生长。在以上3种作用下半水硫酸钙晶体形貌由纤维状向短柱状转变。本研究可为碱性条件下生产不同形貌半水硫酸钙晶体提供一定的理论依据。     

二水法磷酸生产中滤饼板结的原因及对策

二水法磷酸生产中,萃取磷酸料浆中所含大量细小的、不稳定的半水石膏结晶在过滤洗涤时发生水合作用,它是导致滤饼板结的主要原因,并提出相应的防范措施.     

硫酸铵法硝酸磷肥生产高品质硫酸钙工艺研究

研究了昆阳磷矿的硝酸酸解液与硫酸铵反应制备硫酸钙的工艺条件,分别研究了硫酸铵用量、硫酸铵质量分数、温度、加料时间、反应时间对晶体大小和共晶磷含量的影响。确定了结晶过程适宜的工艺条件：硫酸铵用量为理论用量的110%、硫酸铵质量分数为30%、反应温度为90 ℃、加料时间为20 min、反应时间为2 h。在此工艺条件下得到磷质量分数为0.179%、氟质量分数为0.06%的半水和二水混合晶型的硫酸钙结晶,该硫酸钙具有晶体粗大整齐、过滤强度高的优点。     

半水法磷酸生产工艺试验研究

本文针对半水磷酸工艺在高浓度磷酸条件下研究了粒度、温度和时间对转化率的影响。并在不同硫酸浓度条件测定了反应活性表达式,最后采用多种游离硫酸浓度条件下的半水流程进行了长周期运行。获得了较优的操作条件,当结晶槽中游离SO₃溶度为40～50g/l时转化率可以达到94.45%。