《化学过程工艺学》Chapter3 固体化学矿粗加工74.ppt

* * 所配溶液F在饱和面以上(单相区)，蒸发时将依次通过两相区、三相区和四相区，直到把水份全部蒸干，系统点落到干盐图上。 特点 系统中不生成复盐和水合物； NaCl和KNO3是稳定盐对 NaCl的相对溶解度最小，易于结晶分离。 * * 3.2.2 投影图 水平和垂直两种投影图的联合 杠杆原理的应用 溶液 两相区 三相区 四相区 * * 3.2.3 多温图 干盐图 高温转化析出NaCl 常温析出KNO3 * * 3.3 反应与分离基本过程和物料衡算3.3.1 非循环法的基本过程 高温（100℃）转化和常温（25℃）析盐。依靠两个过程的多次重复而提高KNO3的回收率 NaNO3 H2O L1 KNO3 NaCl NaCl H2O H2O L2 L1 H2O KCl 100℃转化 25℃析盐 100℃转化 25℃析盐 KNO3 L2 * * 配料 干盐（B+D），点O 加水（B+D+H2O），点O’ 转化析盐（100℃） 析盐，点C 母液，点L1l1 析盐（25℃） 加水至l1’，l1由四相区入两相区 析盐，点A 母液，点L2l2 二次过程 L1?L2 图3-39非循环法过程的相图 基本过程 * * 3.3.2 非循环法的物料衡算 基准 KCl、Na NO3各100mol。 母液成分 图3-39 高温母液l1（L1） [Na+]= [Cl-]=0.416，[H2O]=2.80 此点为KCl和NaCl的共饱和液 低温母液l2（L2） [Na+]= [Cl-]=0.640，[H2O]=5.82 此点为KCl、NaCl和KNO3的共饱和液 衡算（see p61） 转化工序（高温阶段） 析盐工序（低温阶段） 回收率 [Na+] [Cl-] * * 3.3.3 循环法生产过程分析 转化析盐、母液循环 L2 NaNO3 H2O y L1 H2O x KCl 100℃ 转化 25℃ 析盐 KNO3 NaCl 图3-40 循环法原则流程图 * * 工艺要求 循环母液量（L2和L1）与蒸发水量（x）小，生产能力越高，能耗低 母液成份L1是关键。当L1 为三盐共饱点P2 时，循环母液量L2最小。此时L1 L2 /A L2的比值最大。 生产过程 配料点S 析NaCl母液L1 析KNO3母液L2 衡算 See p62 图3-41 循环法相图 * * 3.4 硝酸钾生产的基本流程和技术经济指标 流程说明 实际转化温度更高，119~122 ℃，转化时间约4h NH4NO3作用：分解碳酸盐及亚硝酸盐等杂质 低温加水实际用去洗涤硝钾 图3-42循环法流程图 L1 S NH4NO3 NaNO3 NaCl KNO3 水 KCl 100℃转化 压力过滤 分解 冷析 离心分离洗涤 水 L2 25℃ * * 结晶过滤改进 晶浆循环型结晶器 适于生产规模较大，如双螺旋桨结晶器，简称DP结晶器（图3-43）。 晶体粗大、可采用真空过滤机连续操作 图3-43 DP结晶器示意图 * * END OF CHAPTER 3 * 上述各种选矿方法称为物理方法, 因在选矿过程中化学结构不发生变化。与此相反，有些选矿方法是使矿石经过化学变化后而进行的。 * 产生自发晶核时的临界值连结起来，称为过饱和曲线 * 增加酸耗 * CaSO4?2H2O ←→ CaSO4Ⅱ+2H2O （3-14） CaSO4?2H2O ←→ α-CaSO4?0.5H2O+1.5H2O （3-15） * 各个喷嘴尖端与料浆液面的距离在2.54cm内时，每1m3的空气大致可除去266.5kJ的热量。 * * * 瓮福磷矿脉石主要为白云石（CaMg(CO3)2），采用反浮选，从28-30%P2O5选到35%。 原矿经汽锤粉碎、颚式破碎、圆锥破碎机、球磨后获得60%通过200目 加药搅拌后进入浮选机，经三级粗选，一次扫选可得精矿 对药剂改进后，选别较彻底，原有扫选用的浮选机与初选串联，增加产量。 磷矿石选别须综合考虑经济效益、 社会效益、资源效益和环境效益。 图3-16 瓮福磷矿反浮选流程 * * 2.3 湿法磷酸生产中的反应过程2.3.1 磷矿酸解中的化学反应 磷矿酸解主要反应 Ca5(PO4)3F＋5H2SO4+nH3PO4+aq→(n+3)H3PO4＋ 5CaSO4.mH2O+HF+aq n 为磷酸所占份额，若n=0，则为硫酸同磷矿相作用的总反应式； m 硫酸钙所含结晶水，与温度和磷酸浓度有关，磷酸生产中有三种：无水物CaSO4 (硬石膏)，半水物CaSO4.0.5H2O(半水石膏)，二水物CaSO4.2H2O(二水石膏)。 其它反应(see p39) 热效应 均为放热反应，需空气冷却或真空冷却除去多余热量 * * 2.