窑法磷酸中磷酸钙对P_2O_5反吸过程

窑法磷酸生产中,气体产物P_2O_5与磷矿发生副反应(俗称P_2O_5反吸)生成大量低熔点物料,导致窑内结圈堵料,造成生产装置不能稳定运行。以磷酸钙与P_2O_5的反应为研究对象,采用化学分析与SEM、XRD、IR、Raman、TG及DSC等表征手段对不同温度下该反应产物的P_2O_5含量、形貌、物相组成、结构及热稳定性能等进行研究,探讨磷矿对P_2O_5的反吸行为。研究表明,反吸过程与反应温度密切相关,磷酸钙与P_2O_5在500℃以上发生反应,在500~900℃时,磷酸钙与P_2O_5反应生成偏磷酸钙,900℃反吸产物几乎为纯偏磷酸钙;在1000~1300℃时,反吸产物偏磷酸钙分解为稳定的焦磷酸钙,同时释放出P_2O_5气体,1300℃时反吸产物几乎为纯焦磷酸钙。     

磷石膏库废水利用于磷矿反浮选的试验研究

研究磷石膏库废水用于磷矿反浮选的可行性,并探索对精矿品位、产率和回收率及药剂使用量的影响。研究表明：当磷石膏库废水添加比例2.0%,可代替磷酸作为抑制剂,达到精矿P₂O₅ 29.95%,MgO 1.18%,尾矿P₂O₅ 12.65%的指标,而磷石膏库废水按10%比例进行混配后可代替硫酸作为调整剂,达到精矿P₂O₅ 29.65%,MgO 1.32%,尾矿P₂O₅ 12.25%的指标。论证了磷石膏库废水可无害化、资源化用于磷矿反浮选的可行性。     

低品位硅钙质胶磷矿正反浮选试验研究

为高效利用低品位硅钙质胶磷矿，对湖北荆门某磷矿进行了原矿工艺矿物学和浮选工艺参数优化研究。在磨矿细度≤0.074 mm粒级占99.3%,浮选温度35℃,正浮选粗选Na₂CO₃用量4.75 kg/t、水玻璃1.0 kg/t、TY 1.5 kg/t、MG-5为2.5 kg/t,反浮选粗选H₂SO₄用量35 kg/t、H₃PO₄用量3 kg/t的条件下，对原矿P₂O₅品位为17.1%的磷矿进行“正浮选一粗二精一扫反浮选一粗二扫”试验，获得了精矿P₂O₅品位为29.51%,回收率为77.12%的良好选矿指标。     

云南东川某混合型磷矿浮选研究

为充分利用云南东川某混合型磷矿,先以碳酸盐型磷矿为研究对象,得到最佳浮选工艺路线,然后将混合型磷矿配入碳酸盐型磷矿中在最佳工艺路线下进行浮选,考察不同配比时的浮选效果。结果表明,按照碳酸盐型磷矿与混合型磷矿质量比0.43配矿后,通过反浮选一次粗选、一次扫选、扫选中矿返回粗选的闭路工艺流程,可以得到磷精矿w(P₂O₅) 28.76%、P₂O₅回收率92.03%的工艺指标。     

磷矿中磷灰石及脉石与盐酸反应活性的研究

选用主要组分为磷灰石、石英、白云石的中低品位磷矿与盐酸溶液进行反应,考察了反应后的残渣质量、残渣中P₂O₅的含量以及残渣的X射线衍射图谱等。结果表明：原料磷矿与5%(体积分数,下同)盐酸溶液反应30 min后,白云石相基本消失,残渣中P₂O₅的质量分数由27.81%升至29.40%;采用10%的盐酸溶液,磷灰石开始参与反应;采用25%的盐酸溶液反应30 min后,残渣中P₂O₅的质量分数降至0.13%,磷灰石相基本消失。通过控制盐酸溶液体积分数,可选择性地使原料磷矿中的组分与盐酸溶液反应,达到酸法选矿、避免产生磷尾矿的目的。     

湖北某低品位硅钙质胶磷矿同步反浮选工艺研究

针对湖北某低品位硅钙质胶磷矿进行了同步反浮选试验,结果表明,以TCM作为改性调整剂、XFP-01作为脱镁捕收剂、XFP-02作为脱倍半氧化物捕收剂,获得了P₂O₅品位为33.27%、MgO质量分数为0.57%、Al₂O₃质量分数为1.84%、P₂O₅回收率为82.45%的优异磷精矿指标。     

常温正反浮选工艺富集放马山低品位胶磷矿研究

以放马山低品位胶磷矿为研究对象,以棉油脂肪酸通过皂化、复配复合表面活性剂获得的MON-135作为正浮选捕收剂,进行常温正反浮选实验。结果表明,对棉油脂肪酸进行改性获得的捕收剂,可以用于常温浮选低品位胶磷矿,反浮选中柠檬酸的抑制作用优于磷酸;在浮选温度为20℃,磨矿细度<0.074 mm颗粒占比97.89%,正浮选粗选碳酸钠、水玻璃、常温捕收剂MON-135用量分别为5.0、4.0、1.4 kg/t,扫选捕收剂用量为0.45kg/t,反浮选粗选硫酸、柠檬酸、捕收剂LAA-11用量分别为27.3、1.8、0.4 kg/t,反浮选扫选硫酸用量为6.0 kg/t的条件下,原矿(w(P₂O₅) 15.56%)经过正浮选一粗一精一扫与反浮选一粗一扫闭路流程,获得了磷精矿w(P₂O₅)28.26%、P₂O₅回收率83.16%的浮选指标。     

次磷酸钙阻燃聚乳酸复合材料的热解特性

采用熔融共混法制备了一系列的聚乳酸/次磷酸钙(PLA/CaHP)复合材料，使用热重分析仪探究CaHP和PLA/CaHP复合材料的热降解行为，证明了与PLA相比，CaHP的低温分解性造成复合材料的初始分解温度(T_-5%)、中点分解温度(T_-50%)和最大热失重温度(T_max)均显著降低；而且，随着CaHP添加量从5%升高至30%,PLA/CaHP复合材料的T_-5%和T_max分别约为340、372℃,但是，T_-50%从368.4℃升高至373.5℃,提高了约5℃;热重-红外测试结果表明，添加CaHP后，不仅能显著降低热解气相产物的总体含量，而且能有效地抑制碳氢化合物、CO、羰基化合物和芳香族化合物等可燃性气体生成，同时，显著提高了水蒸气和CO₂的释放量，这表明，CaHP能够催化基材脱水成炭，通过水蒸气和CO₂稀释可燃气体与氧气浓度以及CaHP分解产生的磷酸钙、焦磷酸钙等无机粒子补强炭层，增强抑制可燃气体逸出与热氧交换...     

乳酸浸出中低品位磷块岩富集P2O5的新工艺研究

贵州织金中低品位含稀土型磷矿石中P₂O₅的质量分数为15.47%,其主要矿物成分为氟磷灰石、胶磷矿、白云石、石英等属难选磷矿石。采用传统的选矿方法不能对该类磷矿石中的有用矿物与脉石矿物进行有效分离,为解决这一难题,利用相对分子质量较低的乳酸作为浸出剂对矿石中的碳酸盐组分进行选择性溶解,其中有用组分磷灰石因不溶于乳酸而得以保留,过滤除去滤液后,达到富集P₂O₅的目的。系统考察了乳酸质量分数、反应时间、反应温度、液固质量比、矿石粒度等因素对P₂O₅富集效果的影响。结果表明,在乳酸质量分数为9%、反应温度为50℃、反应时间为3 h、液固比(体积质量比,m L/g)为30∶1、矿石粒度为0.075～<0.09 mm的条件下,获得的磷精矿中P₂O₅质量分数为33.99%,达到了市场要求的磷矿石品位。利用乳酸选择性浸出磷矿石中碳酸盐脉石组分从而富集P₂O₅的工艺,具有富集率高...     

某中低品位胶磷矿浮选试验研究

对云南某中低品位胶磷矿进行了单体解离度测定和反浮选试验研究。结果表明，在磨矿细度≤75μm占79.82%时，胶磷矿的累积单体解离度为76%,白云石的累积单体解离度为85%,采用一粗一精中矿再磨扫选全流程开路的反浮选工艺，中矿磨矿细度为≤75μm占92.37%,获得P₂O₅品位为29.43%,MgO品位为0.87%,P₂O₅回收率为88.26%的精矿指标。     

Study on reactions of gaseous P2O5 with Ca3(PO4)2 and SiO2 during a rotary kiln process for phosphoric acid production

In a rotary kiln process for phosphoric acid production,the reaction between gaseous phosphorus pentoxide(P_2O_5)and phosphate ore and silica contained in feed balls(the so-called P_2O_5"absorption")not only reduces phosphorous recovery but also generates a large amount of low melting-point side products.The products may give rise to formation of kiln ring,which interferes with kiln operation performance.In this study,the reactions of gaseous P_2O_5with solid calcium phosphate(Ca_3(PO_4)_2),silica(SiO_2)and their mixture,respectively,were investigated via combined chemical analysis and various characterizations comprised of X-ray diffraction(XRD),Fourier-transform infrared(FT-IR)spectroscopy,thermogravimetric analysis and differential scanning calorimeter(TGDSC),and scanning electron microscopy and energy dispersive spectrometer(SEMEDS).Attentions were focused on apparent morphology,phase transformation and thermal stability of the products of the P_2O_5"absorption"at different temperatures.The results show that the temperature significantly affected the"absorption".The reaction between pure Ca_3(PO_4)_2 and P_2O_5 occurred at 500°C.Calcium metaphosphate(Ca(PO_3)_2)was the primary product at the temperatures≤900°C with its melting point≤900°C while calcium pyrophosphate(Ca_2P_2O_7)was obtained over 1000°C,which has a melting point≤1200°C.The"absorption"by pure SiO_2 started at 800°C and the most significant reaction occurred at 1000°C with formation of silicon pyrophosphate(SiP_2O_7)product of melting point≤1000°C.Using mixed Ca_3(PO_4)_2and SiO_2as raw material,the"absorption"by Ca_3(PO_4)_2 was enhanced due to existence of silica.At 600–700°C,silica was inert to P_2O_5and thus formed a porous structure in the raw material,which accelerated diffusion of gaseous P_2O_5inside the mixture.At higher temperatures,the combined"absorption"by calcium phosphate and reaction between silicon dioxide and the"absorption"product calcium pyrophosphate,reinforced the"absorption"by the mixture.Besides,it was found that both Ca(PO_3)_2and SiP_2O_7were unstable at high temperatures and would decompose to Ca_2P_2O_7and SiO_2,respectively,at over 1000°C and 1100°C with the release of gaseous P_2O_5at the same time.     

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。     

The fouling properties of SiO_2–CaO–P_2O_5 system in high-temperature rotary kiln phosphoric acid process

Kiln phosphoric acid (KPA) technology could produce P_2O_5 with high purity and has been applied in thermal phosphoric acid industry;however the formation of fouling in the high-temperature rotary kiln restricts the stable and long-term operation.In this paper,the reaction of phosphate ores with gaseous P_2O_5 was investigated in a high-temperature reactor,and the Ca O–SiO_2–P_2O_5 ternary phase diagram was analyzed to understand the fouling formation mechanism.The results showed that the low-melting-point products,such as Ca(PO_3)_2and Ca_2P_2O_7,are responsible for the fouling in the KPA process.In addition,a small amount of impurities,e.g.,aluminum and iron,could facilitate the generation of the low-melting-point products and cause serious fouling.Based on the high-temperature SiO_2–P_2O_5 and CaO–SiO_2–P_2O_5 phase diagram analysis,the control of Si/Ca molar ratio(e.g.,Si/Ca=2.0) was found to avoid fouling formation in the kiln.These results could provide the operation parameters of reaction temperature and feeds composition to suppress the fouling in the kiln reactor for the phosphoric acid production in industry.     

磷酸活化磷尾矿制取聚合态钙镁磷肥的工艺条件研究

为减少磷尾矿对环境的损害,采用高温分子间脱水聚合的方法,对利用磷尾矿合成聚合态钙镁磷肥做了研究。将磷酸和磷尾矿按照物质的量比[n（P₂O₅）∶n（CaO+MgO）]为1∶（1.2~1.8）进行混合反应,将反应的料浆在250~600 ℃下煅烧1~5 h得到干基的产品。产品检测结果表明,聚合态钙镁磷肥的聚合度为1~4,P₂O₅的聚合率在80%以上,总P₂O₅质量分数为50%~60%,CaO质量分数为17%左右,MgO质量分数为12%左右,产品结构为多孔隙的球状结构。该产品可以根据不同地区的需要灵活调整原料配比,以得到不同性质的产品。该研究已经在中试装置中进行试生产,正式生产车间目前正在中国贵州建设,目标产能为20万t/a。     

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。     

磷酸二氢铵脱除气相氯化钾的模拟与实验

脱除生物质燃烧中气相氯化钾,有助于消除受热面的积灰和腐蚀。采用热力学化学平衡分析方法探索了磷酸二氢铵脱除气相氯化钾的反应特性,考察了温度和化学计量比对反应的影响,结果表明磷酸二氢铵在700～950℃范围内可以有效地将气相氯化钾主要转化为磷酸氢二钾。利用X射线衍射分析对沉降炉实验得到的反应产物进行物相分析,探索了磷钾摩尔比、停留时间、温度对磷酸二氢铵脱除氯化钾的影响,实验结果表明增加停留时间以及磷钾摩尔比均可以促进KCl的脱除,停留时间3 s,磷钾摩尔比为1时,700～1000℃下的反应产物中未检测到物相KCl,而生成了磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、偏磷酸钾、焦磷酸钾、磷酸钾铵、磷酸二氢铵钾等产物。结果有助于深入研究磷酸二氢铵用于脱除燃烧中碱金属离子。     

Na2O-Al2O3-SiO2-P2O5玻璃的结构和析晶性能研究

采用熔融-淬冷法制备了不同(Al₂O₃+P₂O₅)含量的碱铝硅酸盐玻璃,通过拉曼光谱、X射线衍射光谱、扫描电镜研究了其结构特征和析晶性能。发现随着(Al₂O₃+P₂O₅)含量减少,玻璃中Na₂O含量增加,玻璃化转变温度从685 ℃降低到622 ℃,当减少至摩尔分数为22%时,出现析晶峰且起始析晶温度降低。拉曼光谱表明Q⁴_P对应的拉曼峰强度变低且逐渐向低波数方向移动,说明Na₂O作为网络修饰体使硅酸盐玻璃结构逐步解聚,玻璃的析晶能力逐渐增强。结果表明:当(Al₂O₃+P₂O₅)摩尔分数为22%时热处理后的样品存在晶型转变,700 ℃热处理时以NaAlSiO₄霞石晶体为主,900 ℃时转变为以Na_6.8Al_6.3Si_9.7O₃₂霞石晶体为主。当(Al₂O₃+P₂O₅)的摩尔分数为21%和20%时,热处理后的样品能稳定析出Na₃PO₄和Na_6.8Al_6.3Si_9.7O₃₂晶体。热处理后的样品析出了耐酸侵蚀性较差的富磷相和Na₃PO₄晶体,导致化学稳定性变差。     

高稳定性SrF2-Na2O-Fe2O3-P2O5体系氟磷酸盐玻璃的制备与表征

⁹⁰SrF₂和高Na₂O、Fe₂O₃、P₂O₅含量的废物是两大类核电废物,将两者联合固化可获得以SrF₂、Na₂O、Fe₂O₃和P₂O₅为主要组成的玻璃固化体。本文采用X-射线荧光光谱仪、X-射线衍射仪、红外光谱仪、热膨胀仪、差热分析仪等研究了各样品的玻璃形成能力、实际组成、结构及热稳定性;采用溶解速率法和产品一致性测试方法研究了样品的耐水性。结果表明:1 000 ℃熔融保温0.5 h制得的玻璃中Sr损失较小而F质量损失达30%~34%;随着P₂O₅/SrF₂摩尔比的降低,玻璃的热稳定性急剧降低,而耐水性却有明显的改善;具有焦磷酸盐玻璃结构的样品稳定性好,其中SrF₂为30%(摩尔分数)的玻璃既具有高耐水性又具有较高的热稳定性。     

有机溶剂浸取湿法磷酸脱氟渣制备磷酸的研究

脱氟渣是湿法磷酸化学沉淀脱氟过程产生的固体废渣。分别用甲醇、乙醇和丙酮浸取脱氟渣来回收脱氟渣中的磷酸,研究了浸取时间、温度和液固比对于五氧化二磷、氟的浸取率以及浸出液磷氟比［m（五氧化二磷）/m（氟）］的影响,得到了适宜的浸取条件。浸取液经蒸发浓缩回收浸取剂后,浓缩液均可满足饲料级磷酸氢钙生产对于湿法磷酸磷氟比的要求。综合考虑浸取剂成本、五氧化二磷浸取率和浸出液磷氟比,确定甲醇为优选浸取剂,并用响应面法对甲醇浸取工艺条件进行优化。优化工艺条件下五氧化二磷的浸取率为97.13%、浸出液磷氟比为51.62,甲醇在5次循环回收利用后对脱氟渣仍有较好的浸取效果。     

磷酸脲母液制备工业级磷酸二氢铵工艺研究

湿法磷酸制备磷酸脲过程中会副产大量磷酸脲母液,母液含有金属杂质及五氧化二磷含量较高。采用溶剂萃取法回收磷酸脲母液中五氧化二磷制备工业级磷酸二氢铵（MAP）,分别考察了包括萃取、洗涤、中和、精制、结晶等工艺流程对产品收率及纯度的影响,确定了最佳工艺条件：萃取相比（有机相与水相体积比）=3:1,萃取时间为5 min,萃取温度为50 ℃,洗涤相比（有机相与洗涤剂体积比）=10:1,中和pH为4.5,复合酸性萃取剂PO8皂化率为20%,精制相比（萃取剂与水相体积比）=1:1,浓缩比为1.36,结晶温度为30 ℃。在该条件下制备的工业级MAP纯度可达99.45%,母液中五氧化二磷回收率为85.34%。该工艺对环境友好,原料中五氧化二磷回收率高,具有较高的经济效益。