硫酸脲分解磷矿反应机理探讨

以硫酸脲分解磷矿是一种新的N、P复肥生产方法,硫酸脲分解磷矿有其特殊的反应机理。利用在线显微摄像与物化分析相结合,可以很好地表征硫酸脲分解磷矿的反应机理。实验表明:硫酸脲与磷矿在液固接触的界面微区进行反应,反应微区内有离解、反应、结晶、复合等过程,并伴随有晶型转变。反应生成的硫酸钙晶体复盖反应粒子表面,形成包裹层增大传质阻力。反应物质通过CaSO40.5H2O晶膜的传递阻力是影响整个反应过程的重要因素。     

硫酸脲分解磷矿影响因素研究

本文对硫酸脲分解磷矿粉反应的影响因素(反应温度、尿素与硫酸的摩尔比)进行了分析。并对结晶的形状进行观察和讨论。实验结果表明:升高反应温度,反应速率提高,在相同反应时间下,转化率提高,但同时结晶变小;随着尿素与硫酸摩尔比的增大,反应速率有所降低;添加尿素能够生成尿素和硫酸钙的加合物,因此结晶较大,减弱"包裹"或"钝化"现象,有利于第二阶段反应进行。在工业实施时,应综合考虑各种因素的影响及各因素间可能的制约和协同作用。     

脲硫酸分解磷矿过程第一阶段反应动力学研究

在反应温度333—358 K,硫酸质量分数29%—43%范围内,用纯试剂研究了尿素存在条件下硫酸分解磷矿过程第一阶段的反应速率,得到第一阶段反应活化能为9985 J/mol,反应级数为1.0309;与硫酸分解磷矿反应系统进行对照,对硫酸分解磷矿反应系统,反应活化能为9867 J/mol,反应级数为0.8218。影响反应速率的指前因子为k0,硫酸分解磷矿的k0值相当于脲硫酸分解磷矿的k0值的3.4倍。加入尿素后,第一阶段分解速率明显减慢。该研究较好地解释了脲硫酸分解磷矿工艺过程中磷矿分解率较高,硫酸钙包裹减轻、无需较长的堆置熟化期的问题,对于脲硫酸分解磷矿工艺条件的选择具有理论指导意义。     

硫酸脲分解磷矿反应动力学

通过硫酸脲分解磷矿的搅拌强度和磷矿粒度实验,探讨其中的传递过程。实验研究表明,硫酸脲分解磷矿为典型的缩芯反应,反应过程受产物形成的固膜扩散所控制,在排除液相扩散和反应粒子表面及微孔影响下,进行反应动力学实验。建立了硫酸脲与磷矿反应的动力学模型,由实验数据求得动力学参数,其反应活化能为12．73kJ／mol。     

脲硫酸分解磷矿转化率影响因素的研究

对脲硫酸分解磷矿转化率的影响因素进行了研究,考察了脲硫酸分解磷矿过程中反应时间、反应温度、搅拌速度、矿粉粒度、硫酸用量、酸解剂配比、活化剂用量等对磷矿转化率的影响,获得了脲硫酸分解磷矿的较优工艺条件。在优化的工艺条件下脲硫酸分解磷矿的转化率能够达到94%左右,工艺条件的优化为脲硫酸复肥工艺的工业化实施提供了依据。     

硫酸脲分解中低品位磷矿制复肥综述

以硫酸脲分解中低品位磷矿制备NP复肥是近年来备受各国关注的新工艺。综述了国内外用尿素与硫酸制备硫酸脲的方法,以及用硫酸脲分解磷矿生产复肥的过程机制、工艺流程与主要工艺条件,所制产品富含N、P、S、Ca和微量元素,利于作物平衡施肥。     

磷矿物化参数对脲硫酸分解磷矿转化率的影响研究

测定了3种不同磷矿的比表面积、二氧化碳系数、反应活性指数以及抗阻缓系数,通过对比找到磷矿物化参数对脲硫酸分解磷矿转化率的影响规律:比表面积、二氧化碳系数近乎相当时,同一条件下脲硫酸分解磷矿的转化率与反应活性指数呈较大程度的相关性,抗阻缓系数影响不大;比表面积和二氧化碳系数对磷矿转化率的影响程度远小于反应活性指数和抗阻缓系数的影响程度。所得结论为不同磷矿对脲硫酸复肥工艺的适应性评价提供了依据。     

脲硫酸分解磷矿宏观动力学研究

以保康矿为基础,对脲硫酸分解磷矿的宏观反应动力学进行了研究,该反应过程中阻化作用对反应速率影响很大,阻化系数β随反应温度升高、矿粉粒度减小而增大,随酸解剂摩尔比而变化。在磷矿粒度为0.110—0.174mm,反应温度为339—359 K和酸解剂摩尔比为n(尿素)∶n(硫酸)=2.0—3.6∶1的条件下,实验得到包含阻化系数的脲硫酸分解磷矿过程的宏观动力学方程,方差分析表明模型可靠,为工艺条件的优化和反应器的设计提供了理论依据。     

脲硫酸分解磷矿过程中含氟气体逸出规律的探讨

本文对脲硫酸分解磷矿粉反应过程中含氟气体逸出规律进行了探讨.实验结果表明,当温度固定时,氟硅酸溶液系统饱和蒸汽压随氟硅酸质量分数的增加而分为3个阶段,急剧上升阶段、急剧下降阶段和缓慢下降阶段.当在氟硅酸溶液中加入尿素时,氟硅酸-尿素系统的总饱和蒸汽压下降,体现为含氟气体逸出的减少,从而使脲硫酸分解磷矿粉生产复肥的过程具有低(无)污染的显著特征.X射线衍射分析表明氟化物与尿素结合生成氟硅酸脲{[(NH2)2CO]2H}2·SiF6,而氟硅酸脲的生成是氟硅酸溶液系统蒸汽压降低的直接原因.     

硫酸分解磷矿尾矿工艺技术的研究

采用四川某磷矿尾矿和硫酸为原料,详细考察了硫酸加入时间、硫酸过量系数、反应温度及水矿质量比对MgO及P2O5浸出率的影响,得到最佳酸浸工艺条件。结果表明,在硫酸加入时间30 min、酸过量系数1.1、反应温度85℃、反应时间90 min、水矿质量比3.0的条件下,MgO浸出率为99.7%,P2O5浸出率为87.3%,为该工艺技术进一步扩大试验提供重要参数。     

硫酸分解磷矿第一阶段反应动力学研究

对硫酸分解磷矿粉的第一阶段反应进行了动力学研究,通过对实验数据的分析,证明此阶段反应为一级反应。反应速率常数与温度的关系符合阿累尼乌斯方程,活化能Ea为8．65kJ／mol。     

硝酸分解磷矿的工艺条件研究

通过正交实验,研究了硝酸分解磷矿各因素对分解情况的影响,确定了硝酸分解磷矿的适合条件:硝酸中w(HNO3)为45%,硝酸用量为理论用酸量的105%～110%,搅拌转速为400 r/min,搅拌时间为15～60 min。     

磷酸分解磷矿过程中金属元素的浸出规律研究

探究了以磷酸分解磷矿,关键酸解工艺参数对磷及Fe、Al、Mg、Pb、As浸出的影响规律,并从热力学角度进行了分析。结果表明,磷矿内磷及Fe、Al、Mg浸出率随磷酸质量分数、反应温度、反应时间和液固比的增大而增大,搅拌速度影响不明显;Pb浸出率随磷酸质量分数、反应温度和液固比的增大而增大,搅拌速度、反应时间影响不明显;As浸出率随反应温度升高呈先增大后减小趋势,随反应时间增加略有减小,磷酸质量分数、搅拌速度和液固比影响不明显。控制磷酸质量分数为30%（以P₂O₅计）、反应温度为80 ℃、搅拌速度为300 r/min、反应时间为150 min、液固质量比为10∶1,在此条件下,磷及Fe、Al、Mg、Pb、As的浸出率分别为98.65%、68.56%、48.54%、95.84%、32.85%和84.62%。通过热力学分析表明磷矿内Mg、As浸出率较高,Pb浸出率较低,而Fe、Al浸出率大小主要取决于磷矿中褐铁矿及高岭土含量。     

硝酸分解大峪口磷矿的最佳工艺条件研究

为利用硝酸分解大峪口磷矿生产磷肥,通过单因素实验考察各种因素对磷矿粉分解率的影响,实验筛选出便于过滤、结晶等后续工序有效进行的酸解反应最佳工艺条件:硝酸用量为理论用量的105%,硝酸w(HNO3)为55%,反应时间为30min,反应温度为50℃,矿粉粒度小于0.542mm(-30目).     

硫酸分解织金含稀土磷矿化学反应过程实验研究

根据湿法制磷酸工艺,采用工业硫酸分解织金含稀土磷矿,研究了反应温度、磷矿粒度和硫酸浓度对贵州织金含稀土磷矿分解率的影响。反应温度为338~348 K,磷矿粒度为0.110~0.075 mm和硫酸的浓度为22.0%~25.0%的条件下,用粒径不变的缩芯模型来描述工业硫酸分解织金含稀土磷矿化学反应过程。推导出了该过程的理论模型和实验数据的回归模型,方差分析表明模型可靠。为工艺条件的优化和反应器的设计提供了理论依据。