试析由磷石膏制备硫酸钾工艺及其动力学研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文由磷石膏制备硫酸钾工艺及其动力学研究姓名：陈祥迎申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张兴法2002.2.1由磷石膏制备硫酸钾工艺及其动力学研究摘要本文对磷石膏两步法制备硫酸钾的工艺条件及其动力学进行了实验研究。运用单因素分析法分别考察了磷石膏制备硫酸钾所涉及到的两步反应过程中影响氧化钙及氧化钾转化率的主要因素，并用正交实验设计法分别考察了该两步反应的最佳工艺条偏、盼别为反应温度30。C，反应时间30min，物料摩尔比【(ⅣⅣ。)：∞，／CaSO。·2膏：D】1．15，物料液固比20：l，氨过量摩尔百分比10％一20％；反应温度15℃，

2、反应时间100min，物料摩尔比[2KCl／(NH。)2S04]1．05，硫酸铵浓度27％。同时对第二步反应的加料方式进行了优化研究。对磷石膏制备硫酸铵反应过程的反应模型及其动力学进行了研究，结果表明该反应过程符合收缩未反应芯模型，其动力学方程为：1-(卜蹦3-406×l05exp(一筹)·譬“反应活雌粕．1。kJ／tool厂关键词：磷石膏；两步法；硫酸钾哺固和目蚤气芯模型：动力学方程。Studyontheoptimumtechnicalconditionsandkineticsoftheproductionofpotassiumsulphatefromphosp

3、hOgypsumAbstractInthispaper，thetechnicalconditionsandkineticsoftheproductionofpotassiumsulphatefromphosphogypsumbytwo—stepmethodarestudied．Thefactorsaffectingtheratioofconversionofcalciumoxideandpot—assiumoxideintheprocessoftheproductionofpotassiumsulphateareex—amined．Withorthogonalex

4、periments，theoptimumthetechnicalconditionsareobtainedunderthefollowingconditions：reactiontemperature30℃．reac—tiontime30min，ratioofammoniumcarbonatetogypsum(mol／m01)I15，ratioofliquidtosolid20：l，ammoniainitialmoleconcentrationttO％一120％；reactiontemperaturel5，reactiontimel00min，ratioofpot

5、assiumchloridetoammoniumsulphate(mol／m01)105，ammoniainitialconcentration27％(wt．)．Meanwhile，theoptimumfeedingconditionofthelatterreactionisalsostudied．Thereactionmodelandthekineticsfortheprocessoftheproductionofammoniumsulphatefromphosphogypsumarestudied．Theresultsindicatethattheleachi

6、ngkineticsofcalciumoxidecanberepresentedbytheshrin—kingcoremodel，theleachingrateexpressionisH1巩)¨3“06×105．exp(-等)·譬tchereacIi⋯nergyiSabout39．10疋，／m01．Keywords：phosphogypsum；two—stepmethod；potassiumsulphate；shrinkingcoremodel；kineticsequation．致谢本论文是在张兴法副教授的精心指导之下完成的。在此，表示深深的谢意和崇高的敬意!在实

7、验过程中，还得到了许民才教授、韩效钊副教授、陈敏老师的指导和帮助，在此表示诚挚的感谢!插图清单图1一l颗粒大小不变时液固反应步骤及其浓度分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)图1—2整体反应模型浓度分布图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．(5)图1—3图l一4图2—1图2—2图2—3图3一】图3—2单孔模型图⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．(5)有限厚度反应区模型及浓度分布图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(6)K+，ⅣHJlCf～，so：一一H：0四元体系相图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．(10)工艺流程示叁图⋯⋯⋯：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．(10)实验装箭简闺⋯⋯．．反应时间

8、与章。。关