低品位混合型磷矿的碳热还原工艺

以窑法工艺对云南晋宁低品位磷矿的碳热还原性能进行研究。采用4因素5水平正交实验探究反应温度、反应时间、碳过量系数、硅钙物质的量比对磷矿碳热反应还原率的影响。实验结果表明,影响磷矿还原率由大到小的顺序依次为,反应温度、碳过量系数、反应时间、硅钙物质的量比。反应温度为1 300 ℃、碳过量系数 为2.6、反应时间为1.5 h、硅钙物质的量比为1.5时,还原率可达到最高值94.27%。同时,对云南晋宁低品位混合型磷矿用于窑法磷酸生产的适应性进行评价,表明该混合型磷矿适用于窑法磷酸生产,研究结果对低品位混合型磷矿窑法工艺具有一定指导意义。     

隧道窑法磷酸的工艺条件优化

研究隧道窑法还原中低品位磷矿制磷酸的工艺条件及动力学参数。结果表明,较佳工艺条件是反应温度1 250℃、活性炭用量为理论用量的1.6倍、硅钙摩尔比3.0、反应时间45 min,此时P2O5的还原率达到94.88%;同时P2O5还原率随时间变化的关系表明隧道窑法还原中低品位磷矿是一级反应。     

中低品位磷矿窑法磷酸工艺条件的研究

我国磷矿资源相对丰富,但绝大多数是中低品位磷矿。随着开采生产和利用,高品位矿日趋减少,传统的湿法磷酸和热法磷酸的生产经济性降低,能有效利用中低品位磷矿的窑法磷酸生产工艺受到了广泛的关注。本文主要以江西广丰磷矿为研究对象,通N2保护下在硅钙摩尔比(SiO_2/CaO)、反应温度、反应时间和气氛四个方面对工艺条件做了研究。试验得到:(SiO_2/CaO)m为1.6、C过量系数n(实际碳摩尔添加量比理论碳摩尔添加量)为2.24、温度1 300℃时,反应1 h,得到相对最高还原率:98.24%。     

磷矿熔融还原工艺的优化研究

用正交实验设计的方法研究了磷矿熔融还原的工艺条件,方差分析和极差分析结果表明,反应温度和时间对还原率影响比较显著,碳过剩系数和渣碱度对还原率有一定的影响,各个因素影响程度大小依次为反应温度、反应时间、碳过剩系数、渣碱度。优化得到的最佳工艺参数为:反应温度1500℃、反应时间60min、碳过剩系数2、渣碱度1.1,此条件下磷渣中磷还原率可达98.12%。     

高钙配方窑法还原中低品位磷矿

以高钙配方窑法还原中低品位磷矿,采用热分析确定了还原磷矿所需的煅烧温度,研究了钙硅摩尔比、矿化剂、碳的掺入量对磷矿还原率的影响,并利用XRD对最后的残渣进行物相分析。结果表明:磷矿开始被还原的温度大约为1 200℃,达到最大还原速率的温度为1 300℃;随着钙硅摩尔比的减小,磷矿的还原率逐渐增大;磷石膏、萤石的加入能明显提高磷矿的还原率,二者的最佳掺量分别为9%、1.5%;磷石膏与萤石的复合加入相对于单独加入对磷矿的还原率有所提高,但不明显;试验中存在碳的烧损,当将碳量提高到理论值的1.4倍时,磷矿还原率达到87%以上;在1 300℃的煅烧温度下,残渣中已经得到了硅酸盐、铝酸盐矿物的中间过渡相,欲得到胶凝性良好的硅酸盐矿物、铝酸盐矿物还需进一步研究。     

高炉法磷矿还原反应特性研究

研究了磷矿石直接还原生产磷酸的过程,考察了温度、硅钙比、还原时间与磷矿还原率的关系.结果表明,提高反应温度有利于磷矿还原,磷矿石的还原率随着硅钙比的增大而增大,但当硅钙比为1.0以上时,再增加硅钙比,还原率增加并不明显;在磷矿还原的最佳温度1300～1500℃范围内,反应时间对磷矿的还原率影响较大,但随着反应时间的增加...     

芦苇浆纳米纤维素的微波辅助酸水解制备优化

采用响应面法优化微波辅助酸水解制备芦苇浆纳米纤维素工艺条件,结果表明纳米纤维素优化制备工艺条件为微波时间为10 min,反应温度为54.61℃,反应时间为3.02 h。优化条件下纳米纤维素得率平均为55.67%,与响应面法纳米纤维素得率预测值55.49%相接近。影响纳米纤维素得率的因素依次为微波时间、反应温度和反应时间。     

窑法还原云南某低品位磷矿实验研究

以窑法工艺还原云南某低品位磷矿,研究了煅烧温度、碳加入量、石英用量和磷石膏用量对磷矿还原率的影响。结果表明:磷矿的最佳煅烧温度是1 300℃;煅烧过程中存在碳的烧损,碳的最佳加入量为理论值的1.4倍;磷石膏的加入能明显提高磷矿的还原率,磷石膏的最佳用量为占总物料质量的8%;石英最佳加入量为磷矿用量的30%。在最佳的工艺参数条件下,磷矿的还原率能达到83%左右。     

钾长石作为助熔剂熔融还原磷矿的可行性研究

研究了钾长石对磷矿熔融还原反应的工艺及动力学,考察了反应温度、反应时间、酸度值及焦炭过剩系数对磷还原率的影响.结果表明磷的还原率均随反应温度、反应时间、酸度值、焦炭过剩系数的增大而增大,最佳工艺条件为反应温度1300℃,反应时间40min,酸度值0.85,焦炭过剩系数1.05,磷的还原率达到99.61％.针对不同温度下还原率与时间的变化进行拟合,得到不同温度下的反应速率,再由反应速率对浓度的对数值作图,得到反应级数.结果表明磷矿熔融还原的反应级数不是定值而是随反应温度变化的.利用Arrhenius公式计算得到反应的活化能Ea为100.71kJ/mol.     

熔融法还原中低品位磷矿的工艺及动力学

利用实验室高温电炉研究了中低品位磷矿熔融还原的工艺条件及动力学,考察了反应温度、反应时间、石墨粉用量、磷矿碱度对P2O5还原率的影响。结果表明P2O5还原率随反应温度、反应时间、石墨粉用量的增加而增加,随磷矿碱度的增加而先增加后降低最后趋于平衡,在碱度B=0.9时达到最大值,因此该反应较适宜的反应条件是反应温度1550℃、B=0.9、石墨粉用量应为理论用量的2倍、反应时间60 min,P2O5的还原率达到98.9%。同时由不同碱度,不同温度下,P2O5还原率随时间变化的关系表明熔融法还原中低品位磷矿是一级反应,且在B=0.9时表观活化能为225.106 kJ·mol-1。     

响应曲面法优化硝酸分解磷矿工艺

采用响应曲面法优化硝酸法生产磷酸工艺，探讨硝酸浓度、液固质量比、反应温度对磷矿分解率的影响，对优化实验结果进行多项回归拟合分析，建立反映硝酸浓度、液固质量比、反应温度及三者之间交互作用对磷矿分解率影响的二次多项回归模型。结果表明，优化后的最佳工艺条件为反应时间1.5 h、硝酸w(HNO3)45%、液固质量比14、反应温度65℃，此条件下磷矿分解率的模型预测值与验证实验平均值的偏差很小，说明模型预测与优化的可信度高。     

真空碳热还原中低品位磷矿热力学模拟研究

采用Fact Sage7.0软件研究了不同压强、配碳量和温度条件下,真空碳热还原中低品位磷矿的热力学行为。结果表明:在配碳量为14%、温度为1250℃的实验条件下,磷的收得率随压强增大而降低;在温度为1250℃、压强为1 Pa的实验条件下,磷的收得率随配碳量增加而上升;在压强为1 Pa的实验条件下,同一温度,磷的收得率随配碳量增大而提高,同一配碳量下其随温度上升而提高,但当配碳量低于14%、温度超过1200℃后,其随温度上升而下降,由于磷被氧化成PO。     

中低品位磷矿热分解过程磷挥发性研究

采用高温电炉对湖北中低品位磷矿热分解还原挥发制磷过程进行研究.探讨影响磷还原率的反应时间、反应温度、酸度指标、焦炭用量、焦炭粒径等主要因素.结果表明:该磷矿能够直接被热分解还原并挥发磷元素,最优工艺条件为:反应时间90 min,反应温度1 525℃,酸度指标n(SiO2) /n(CaO) 0.75,焦炭粒径0.075mm,焦炭用量为理论用量的1.05倍,此时,磷还原率能达到90％以上.本研究为中低品位磷资源的有效利用途径提供了基础数据.     

竹浆纳米纤维素制备工艺优化分析

响应面法优化超声波辅助酸水解制备竹浆纳米纤维素工艺条件,结果表明纳米纤维素优化制备工艺条件为超声时间22min,反应温度49．46℃,反应时间3．25h。优化条件下纳米纤维素得率平均为49．92％,与响应面法纳米纤维素得率预测值50．08％相接近。影响纳米纤维素得率的因素依次为反应时间、超声时间和反应温度。     

复盐沉淀法制备磷酸铵盐的工艺条件研究

针对中低品位磷矿开发应用所存在的不足,以贫磷矿为原料,采用盐酸-复盐沉淀法制备磷酸铵盐,并着重考察磷酸三聚氰胺复盐沉淀工序较适宜的工艺条件。以溶液中磷酸的沉淀率为主要考察指标,通过单因素实验和正交实验考察并确定较适宜的工艺条件为:反应温度为70℃、磷酸溶液c(H_3PO_4)为0.6 mol/L、三聚氰胺与磷酸物质的量之比为1.5、反应时间为1.5 h,此条件下的3次重复实验结果显示磷酸的平均沉淀率为98.27%。所制备的复盐沉淀样品经XRD分析及红外光谱表征,主要成分为磷酸三聚氰胺复盐。     

响应面法优化钡盐转化法重铬酸钠的制备工艺

应用响应面法对通过钡盐转化法制备重铬酸钠的工艺进行了优化,在单因素试验基础上,选定反应温度、反应时间和液固比为影响因子,以铬酸钡的转化率为响应值,采用Design-Expert软件设计三因素三水平的响应面分析方法,由此得到最优工艺参数为：反应温度80℃、反应时间400 min、液固比9∶1（体积质量比mL/g）。在此条件下进行试验,得到铬酸钡的转化率实际值是95%,与预测值非常接近,响应面法可有效用于钡盐转化法制备重铬酸钠工艺的优化。     

响应面优化铁碳微电解法预处理富营养化湖水的工艺条件

利用铁碳微电解工艺预处理富营养化湖水,考察了初始pH、铁碳总投加量和反应时间3个因素对富营养化水体中TP、TN、COD和Chl-a去除效果的影响,并运用响应面法对该工艺参数进行了优化与预测。结果表明,优化后的铁碳微电解预处理最佳工艺条件如下:初始pH值为3.8,铁碳投加量为13.7 g,反应时间为29.6 min。该条件下对TP、TN、COD、Chl-a的去除率分别达到84.2%、48.7%、77.7%、71.8%,这一结果与预测值相接近,进一步表明该工艺对富营养化湖水具有较好的预处理效果,且基于响应面法建立的二次多项式模型具有较好的实际应用价值。     

西南某白云质胶磷矿高炉法还原工艺研究

对西南地区某白云质胶磷矿在高炉法磷酸工艺中的还原过程进行了研究,考察了还原反应温度、还原反应时间、硅钙比等工艺条件对还原效果的影响。结果表明,适宜的操作条件范围为:还原温度1400~1450℃,还原时间45~60min,硅钙比2~3。     

碱金属碳酸盐对磷矿碳热还原反应的影响研究

通过热力学和实验研究对比分析了Ca_3(PO_4)_2与无烟煤和石墨的碳热还原反应,结果证明炭结构及其活性影响反应的发生;添加K_2CO_3、Na_2CO_3研究其对磷矿碳热还原反应的影响,结果表明,在1300℃、50 min下对比无添加体系,添加1.5%(wt)K_2CO_3和Na_2CO_3体系的P_2O_5转化率分别从46.7%提升至64.22%、59.14%,反应时间延长至4 h,P2O_5转化率分别可以达到91.32%、87.24%;渣相XRD、SEM分析表明加入碱金属碳酸盐可以促进磷矿的碳热还原反应,但并不改变其反应历程,且在1300℃下,渣相均以固态烧结形式排出,符合窑法磷酸的排渣要求;动力学分析表明磷矿碳热还原反应均为一级反应,且添加K_2CO_3和Na_2CO_3体系的活化能分别为182.91和195.38 kJ×mol~(-1),比无添加体系的209.93 kJ×mol~(-1)显著降低。     

布风板对磷矿混合颗粒流化特性与还原反应的影响

针对现有窑法磷酸工艺中磷矿还原率低、热质传递差、结圈堵料等问题,将流态化技术应用于磷矿的还原反应。通过对布风板压降、操作弹性、流化质量、高温流态化还原磷矿反应的研究,考察了4种布风板的性能,并与固定床的热模实验结果进行了比较。实验结果表明:随着气速的增加,直孔布风板的压降以二次函数的形式增长,斜孔布风板则呈现一次函数的关系,且斜孔布风板的阻力损失与床层压降均高于直孔布风板;对于圆面斜孔布风板,曲线压力波动最小,流化质量最好;斜孔布风板的磷矿还原率均高于直孔布风板,说明斜孔孔道有利于磷矿的还原反应;在硅钙摩尔比为3.0、反应温度1 300℃时,圆面斜孔布风板的还原率可达98.26%,且流化床还原磷矿较固定床好。