10万吨每年湿法磷酸过滤工艺初步设计

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1、武汉理工大学毕业设计100kt/a磷酸过滤工艺初步设计学生：一次学专业：化学工程与工艺班级：2014级指导老师：二O—六年一月摘要本文针对目前磷矿品位较低的情况，对湿法磷酸二水法流程的过滤工艺进行初步设计。选择品位较低的云南昆阳矿进行设计，主要包括工艺参数确定、物料衡算、热量衡算、以及对主要设备转台式真空过滤机进行计算选型等。关键词：工艺设计；物料衡算；热量衡算；设备选型AbstractInviewofthecurrentsituationoflowcontentofphosphaterock,thewet

2、-processphosphoricacidfiltrationprocessarepreliminarydesigned.SelectedlowcontentofgoldriveroreinSichuanprovinceandYunnanKunyangmixedoretodesign，mainlyincludingthedeterminationofprocessparameters，materialbalance,heatbalancecalculation,aswellastherotaryfilte

3、requipmentselection.Keywords:processdesign;materialbalance;heatbalancecalculation;equipmentselection目录第一章工艺参数的确定11.1磷矿组成11.2成品酸浓度113料浆液固比11.4S03浓度11.5温度的确定21.5.1反应温度21.5.2洗涤水温度21.5.3石膏温度21.5.4成品酸和返回淡磷酸温度21.6滤饼含液量21.7其它工艺参数3第二章物料衡算42.1全系统平衡52.2对萃取系统做平衡72.3对

4、过滤部分作平衡82.4对三次洗涤作平衡82.5对第二次洗涤作平衡92.6对第一次洗涤作衡算102.7P2O5分布10第三章热量衡算163.1对整个过滤系统作衡算163.2各过滤区域能量损失分布173.3对过滤部分作衡算193.4对一洗部分作衡算193.5对二洗过程作衡算203.6对三洗过程作衡算21第四章设备选型234.1过滤区过滤面积计算244.2一洗区过滤面积计算244.3二洗区过滤面积计算254.4三洗区过滤面积计算254.5转台式真空过滤机的选择26参考文献28设计心得29致谢30第一章工艺参数的确

5、定1.1磷矿组成随着全球磷矿资源的大量开采利用，FI前磷矿资源越来越匮乏，且品位越来越低。因此，对中低品位磷矿的有效利用在当前尤为重要，所以，本设计以中品位的四川省金河原矿与云南昆阳混矿为例进行设计，磷矿组成如表l-lLljo表1-1磷矿组成名称CaOSO..FSi02•MgOC02组成/%26.339.80.62.413.1361.2成品酸浓度提高成品酸浓度，可节约浓缩部分的能耗，降低生产成本。但成品酸浓度越高，其粘度越大，离子扩散速度降低，制约其反应速度，使硫酸钙结品变得细小。反之，适当降低其浓度，可使

6、硫酸钙结晶变得粗大，有利于过滤分离，同时减少氟硅盐沉积和堵塞滤布的程度。成品酸浓度在生产中通过调节返回淡磷酸浓度与用量来实现，而返回淡磷酸浓度和用量通过改变洗涤水量和改变成品酸产量实现。当使用质量较好的商品磷矿时，成品酸浓度范围大致为26%〜30%P205，中品位磷矿，其浓度在20%〜25%P2O5中选择。本设计中磷矿品位较低，因此选择成品酸浓度为22%[1]。1.3料浆液料浆液固比低，料浆则稠厚，会增多输送能耗，不利于搅拌，也不利于硫酸钙结晶的成长和反应的进行。但易于提高生产能力，提高设备利用率。采用杂质

7、少、质量好的磷矿时，液固比一般为1.9〜2.1:1,当采用杂质较多的原矿时，液固比一般为2.5〜3:1。本设计采用屮品位的原矿，液固比取3:1[1]。1.4SO3浓度硫酸用量不足会导致与磷矿的反应不完全，磷矿屮五氧化二磷转化率不降。SO42孩度适当提高能减少硫酸钙结晶中HPO42•对SO42•的取代作用，从而减少“共晶磷”的损失。但过高的so,会增加硫酸的消耗，增大生产成本。本设计考虑成本问题，采用93%的硫酸，用量为理论用量的105%“1.5温度的确定1.5.1反应温度在湿法磷酸二水法工艺流程中，对磷矿

8、质量差，反应温度控制高些有利。因为温度高能加快反应速度，降低液相粘度，减少离子扩散阻力。同时，温度高,硫酸钙在磷酸溶液中的溶解度随之增加，从而降低硫酸钙过饱和度，反应温度一般控制在70〜8(rc。本设计考虑磷矿品位较低，取反应温度为8(rc，即料浆温度为8(rc[1]。1.5.2洗涤水温度洗涤水温度高，洗涤过程屮离子扩散速度快，有利于洗涤，但温度越高，能耗就越高，增大生产成本。反之，洗涤水温度低，洗涤效果差。本设