工业项目物料衡算规范.doc

利用铬泥制备碱式硫酸铬的物料平衡 碱式硫酸铬分子式为（Cr(OH)m(SO4)n·2xH2O），其中m、n和x均为变量，只要保证Cr2O3含量达到24%，具体指标如下。 名称 初鞣剂 复鞣剂 初鞣剂（1） 三氧化二铬(%) 24~26 21~23 21~23 碱度(%) 32~34 38~42 32~34 铁(%)≤ 0.1 0.1 0.1 水不溶物(%)≤ 0.1 0.1 0.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 一、生产过程中发生的主要反应 利用铬泥生产碱式硫酸铬的主要分为铬泥硫酸浸出过程，高温除铁过程，盐基度调整过程，以及干燥过程，最终得到产品。 1、浸出过程 以铬泥为原料，硫酸雾浸出剂，在生产过程中发生的主要反应如下： Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O （1） Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O （2） CaO+H2SO4+H2O=CaSO4·2H2O （3） 2、除铁过程 除铁发生的主要反应如下： Fe2(SO4)3+3H2O =Fe2O3+3H2SO4（4） 3、盐基度调整过程 调整盐基度过程的主要反应如下： Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑（5） Cr2(SO4)3+2xH2O+Na2CO3=2Cr(OH)m(SO4)n·2xH2O+Na2SO4+CO2↑（6） 二、物料衡算 1、浸出过程 （1）铬泥稀硫酸浸出反应参数：利用搪瓷反应釜在密闭条件下进行硫酸浸出，反应温度（室温～40℃），时间（90分钟），稀硫酸浓度（50%）；铬泥成分为(Cr2O3,14%；Fe2O3,1.6%；CaO,0.4%；CaSO4,4%；H2O,79.5%，其他0.5%为毛和肉屑)。 （2）铬泥稀硫酸浸出反应结束控制指标：pH值为3。 （3）浸出溶液中Cr2O3含量为10.36%。 （4）因为在硫酸浸出反应过程中是低温密闭容器中进行的，所以在浸出反应过程中没有“三废”产生。 2、分离过程 （1）采用板框压滤机进行分离，去除不溶解的毛和肉屑，以及硫酸钙。 （2）过滤后硫酸钙本身带有结晶水，以及未挤干所带有的水，这部分水的总和为0.125吨。 （3）含水硫酸钙煅烧后，毛和肉屑将会燃烧成灰烬，这部分重量可以忽略不计；而在焙烧过程中除硫酸钙本身所带的结晶水外，蒸发的水为0.1015吨，结晶水带走水是0.0235吨。 3、高温除铁过程 （1）利用钛制高压反应釜在密闭条件下进行除铁反应，具体工艺制度为：高温反应温度为200℃，时间90分钟，压力为0.12MPa。 （2）除铁是在高温高压密闭条件下进行的，在超临界水热条件下，硫酸铁可以转变为氧化铁析出。在除铁过程中无“三废”排放。 4、除铁后分离过程 （1）采用高压分离装置，使氧化铁和溶液快速分离。分离出来的溶液温度为150℃，压力为0.6MPa，采用水冷装置进行冷却，冷却水将用于职工洗澡。 （2）过滤洗涤后再经干燥处理，此处水分蒸发为0.004吨。 （3）除铁分离得到的氧化铁红可以直接作为颜料使用。 （4）在整个除铁分离过程中均属于密闭状态下进行，无“三废”排放。 5、调整盐基度过程 （1）加入纯碱，中和过量的硫酸，此时溶液的pH值为6.2左右，溶液基本成中性溶液。 （2）整个盐基度调整过程中仅有微量的二氧化碳排放。 （3）调整盐基度后溶液的Cr2O3含量为7.64%，溶液总重量为3.142吨。 6、干燥过程 （1）采用离心喷雾干燥器，目前国内该种离心喷雾干燥器收率为99%，不存在“三废”污染现象。 （2）在整个工艺过程中，水大部分是在此过程蒸发的。 （3）在成品碱式硫酸铬中，水分主要是以结晶水的形式存在，这部分水分带走量为0.05吨，蒸发水量为2.142吨。 7、物料衡算 （1）总物料平衡计算 投入：铬泥加入量为1.720吨，硫酸加入量为1.594吨，纯碱加入量为0.054吨。合计总加入量为1.720+1.594+0.054=3.368吨 产出：产出碱式硫酸铬1吨，氧化铁红0.016吨，尾渣硫酸钙0.222吨，总水分蒸发量为2.142吨+0.125吨+0.004吨=2.271吨，其中尾渣硫酸钙将水分计入在内，所以总蒸发水量应该去除尾渣中蒸发水量0.125吨，因此总产出量为1+0.222+2.271-0.125=3.368吨。 因此，总投入=总产出。 （2）水平衡计算 总投入：原料中含有水分为1.72×79.5%=1.367吨，稀硫酸中含有水分为0.956吨，氧化物与硫酸反应过程中产生的水分为0.001吨，