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。     

固态碳熔融还原磷矿反应动力学

在实验室试用电炉中进行固态碳熔融还原磷矿反应动力学的研究,考察了磷矿在3种不同的碱度,不同温度下与P2O5还原率的变化关系。结果表明P2O5的还原率随着碱度的增大而逐渐升高,且该反应对碱度而言为一级反应。同时随着碱度的增大表观活化能依次降低,说明SiO2的添加不仅能起到助熔剂的作用,还能降低表观活化能从而降低反应的起始温度,此实验为熔融还原法制取磷酸工艺的发展提供必要的基础数据。     

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.     

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%。     

开发利用云南滇东地区中低品位磷矿资源的展望

磷矿石的P2O5品位低是当前磷化工行业遇到的突出问题。根据滇东地区中低品位磷矿的特点,并结合当地磷化工业的格局,探讨开发利用中低品位磷矿资源的途径:一是优化矿种,合理用矿;二是采用磷矿烧结预处理技术,烧结料用作黄磷生产的原料;三是采用含碳还原球团-熔融冶炼等高新技术,提升钙镁磷肥企业的综合经济效益和市场竞争力,将滇东地区建成钙镁磷肥综合冶炼基地。     

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.     

逆流浸取低品位磷矿的工艺研究

本文以P2O5含量为15%的低品位磷矿为原料,不经过磷矿富集,直接进行逆流浸取实验,获得实验室条件下的最佳工艺条件为:反应温度80℃,液固比12:1,反应时间2h,磷酸质量分数(P2O5)20%.实验还探讨了逆流浸取中SO3质量浓度对低品位磷矿酸解率的影响,获得实验用矿在逆流浸取中的最佳SO3质量浓度为35～40g/L.     

中低品位磷矿碳热还原工艺优化

以中低品位磷矿为原料,在1 250℃下,以反应时间、碳过剩系数及硅钙物质的量比为实验因子,磷矿还原率为实验指标,利用响应面法对磷矿碳热还原的工艺参数进行优化。结果表明,反应时间与碳过剩系数之间存在明显的交互作用。1 250℃下的优化工艺条件为:反应时间144 min、碳过剩系数2.28、硅钙物质的量比2.7,在此条件下,磷矿还原率可达95.22%,与模型预测值96.91%接近。采用组成不同的中低品位磷矿矿2进行验证实验,磷矿还原率为95.50%,接近预测值。响应面法优化得到的中低品位磷矿碳热还原工艺有助于热法磷酸工艺降低能耗。     

磷酸分解磷矿化学反应过程研究

为提高用中低品位磷矿制得湿法磷酸的浓度 ,实验用ω(P2 O5)≈ 2 0 %、较洁净的磷酸 ,与云南上蒜磷矿进行分解反应。在实验条件下 ,研究了分解产物Ca(H2 PO4 ) 2 在磷矿颗粒表面形成固体膜的特性 ,以及磷矿粒度、反应时间、反应温度和磷酸初始浓度对磷矿分解率的影响。用扫描电镜观察了磷矿颗粒表面形成的固体膜的形貌特征 ;用粒径不变的缩芯模型来描述磷酸分解磷矿的过程 ;用所测实验数据回归得到了磷酸分解磷矿的经验模型     

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。     

磷矿石熔融还原(Ⅱ)——磷酸盐还原动力学

对固体石墨碳、Fe-P-C饱和熔体、CO气体还原熔融磷渣中磷酸盐的反应动力学进行了研究.固体石墨碳还原碱度B(CaO/SiO_2)为1.1、Al_2O_3含量约8.3%的熔融磷渣中磷酸盐的反应速度常数与温度的关系为k=1.1×10~3exp[-217360/(RT)];在一定温度下反应速度常数随渣碱度增大而增大.Fe-P-C饱和熔体还原熔融磷渣中磷酸盐的反应速度常数约比固体碳大1个数量级.CO气体还原熔融磷渣中磷酸盐的反应速度取决于CO气体流量,还原反应接近热力学平衡.     

块状磷矿石在磷酸溶液中的溶出研究

磷酸直接与磷矿石反应浸取是直接法生产浓磷酸的关键步骤。直接法生产浓磷酸可以充分利用反应热,与二水法工艺相比,可使用较大粒度、低品位的磷矿石,不需要浓缩,反应过程中需移出的反应热大幅减少,因此可降低能耗、节约成本。以P2O5质量分数为18．80％的磷矿石为原料、磷酸用量为理论量的2．0倍时,磷酸直接浸取磷矿石的最佳反应条件为：反应温度70℃,反应时间3h,磷酸质量分数54％（以P2O5计,下同）,磷矿石粒度0．90～2．80mm;以P2O5质量分数为22．87％的中品位磷矿为原料时,磷酸直接浸取磷矿石的最佳反应条件为：反应温度90℃,反应时间2h,磷酸质量分数45％,磷矿石粒度≤0．45mm,磷酸用量为理论量的4．5倍．     

磷矿预处理对磷矿石熔态还原反应的影响

本文研究了在渣碱度为2.4时,不同预处理温度、时间对磷矿熔态还原反应的影响,结果表明在预处理温度为800℃、时间为20min、熔态还原温度为1300℃,反应时间为1h时的还原率为94%。对预处理后的磷矿进行了热重分析,从磷矿还原反应机理出发说明预处理过程有利于加快磷矿石的还原反应,使磷矿石在熔态环境能够快速分散,增加反应物的活性,进而提高磷矿在还原反应过程中的还原率。     

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%。     

综合利用磷矿浮选尾矿制磷镁肥料

我国人口众多,人均资源相对匮乏,虽然生产磷肥的磷矿资源丰富,但90％以上是中低品位磷矿,主要依靠选矿技术提高品位才能使用。目前,我国中低品位选矿技术水平,可将P2O5质量分数从22％磷矿提高到30％,磷损失约15％～20％,浮选尾矿一般为P2O5质量分数8％-10％。若浮选磷矿装置为100万t／a,则尾矿达35万t／a,其损失P2O5达8万t／a。     

磷矿浆化学浸提法脱镁工艺研究

磷矿中的镁会对湿法磷酸生产产生危害,研究了磷矿浆化学浸提法脱镁工艺。结果表明,最佳工艺条件:脱镁剂稀硫酸w(H2SO4)为9%,稀硫酸用量为理论用量的70%,反应温度为50℃,反应时间为2 h,反应结束后过滤料浆并洗涤滤渣。最佳工艺条件下,磷矿浆Mg O脱除率为67.39%,P2O5损失率为2.72%,m(Mg O)/m(P2O5)为2.38%,满足湿法磷酸生产要求。     

利用工业白泥活化低品位磷矿的研究

利用氨碱厂产生的工业白泥,通过加入助熔剂,对低品位磷矿进行活化。最佳实验条件为低品位磷矿与白泥质量比0.649∶1、助熔剂添加质量分数3%、反应温度1 000℃、反应时间1 h,磷矿中磷转化率高达90%,产品中w(P2O5有效)高达8.50%,产品p H 8.37,可以作为一种营养型酸性土壤调理剂。     

湖北三新磷酸有限公司拟建20万吨／年尾矿制酸项目

湖北三新磷酸有限公司20万吨／年尾矿制酸项目以磷矿开采的低品位矿和选矿中产生的尾矿为原料，采用该公司自主开发的隧道窑法磷酸新工艺，通过破碎、配料、成型，以隧道窑为主反应装置，实现磷矿和尾矿在同一设备隧道窑内完成P2O5的还原反应和磷蒸气及CO的氧化反应，使氧化反应释放的热量补充P2O5还原需要的热量，产生的含P2O5的窑气通过吸收装置水合制磷酸，并进一步分离回收氟。     

湖北三新磷酸有限公司拟建200kt／a尾矿制酸项目

湖北三新磷酸有限公司200kt／a尾矿制酸项目以磷矿开采的低品位矿和选矿中产生的尾矿为原料，采用该公司自主开发的隧道窑法磷酸新工艺，通过破碎、配料、成型，以隧道窑为主反应装置，实现磷矿和尾矿在同一隧道窑内完成P2O5的还原反应和磷蒸气及CO的氧化反应，使氧化反应释放的热量补充P2O5还原需要的热量，产生的含P2O5的窑气通过吸收装置水合制磷酸，并进一步分离回收氟。     

磷酸分解磷矿的工艺条件研究

针对双槽工艺二水物湿法磷酸生产中出现的问题 ,在磷酸分解磷矿化学反应过程研究取得成果的基础上 ,研究了两步法中反应时间、反应温度、硫酸加入时段和方式及搅拌强度等 ,对磷矿分解率和所得湿法磷酸浓度的影响。用金河磷矿实验得出的原则工艺条件是 ,反应温度 80℃左右 ,磷酸分解磷矿时间 2h、总反应时间 5h ,液固比 4∶1(质量计 ) ,液相SO3浓度 3 5mg/mL ,搅拌强度随反应时间递降 ,可制得ω(P2 O5)为 2 8%的磷酸 ,磷矿分解率达 98%。