探究利用低品位磷矿生产湿法磷酸的新工艺及动力学研究

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1、伊，I『犬警硕士学位论文题目到厦低品僮磷贮生芒堡迭磷酸筮．．÷．．——耘王苎厘弛盘堂型究作看筮旋一完成H期2QQ5生垒月22到培养荦位——醴一量!L左堂一指导教师——．业E篷数攫一专业丝堂王⋯苎一⋯研究方向化：』：题捌魁：堕堑t茎一授予学位日期一2QQ』!￡一且⋯且四川大学硕i掣位论文【778911利用低品位磷矿生产湿法磷酸的新工艺及动力学研究化学工艺专业研究生：余静指导教师：刘代俊教授随着世界磷矿资源逐渐期枯竭，磷酸的湿法生产将不得不依赖于杂质较多贫矿资源，因此低品位磷矿的开发利用将具有重要的现实意义。本文针对反应活性较差的

2、JH低品位磷矿，采用逆流摹取新工艺研究了磷矿的酸解工艺条件，对高镁磷矿的化学除镁技术进行了初步探索，并对低品位磷矿酸解过程中的定浓度和变浓度动力学进行了研究。在湿法磷酸逆流萃取工艺条件的优化研究中，获得实验室条件下的最佳工艺条件为：反应温度80℃，液固比12：1，反应时间2hr，磷酸浓度20％只05。实验表明，逆流萃取对于低品位磷矿通过湿法工艺生产磷酸是可行的，并且磷酸色泽较好，呈明亮的淡黄色或浅绿色，而不像传统工艺所得磷酸含大量悬浮浆状物。清液用浓硫酸沉淀钙离子，得到的副产物磷石膏洁自如雪，其过滤性能也优于普通二水工艺。通过

3、磷酸循环浸取的实验，研究了S03浓度对磷矿酸解过程的影响，以及循环的磷酸中铁镁等杂质的富集与磷矿酸解率变化的关系。实验中分析了S03浓度对磷矿酸解率的影响趋势，找出了用矿的最佳S03浓度范围为359／L～409／L，发现在S03浓度范围内，可以有效地掷止杂质对酸解反应的影响，提高磷的回收率，减少磷的损失。磷矿中有害杂质对磷矿酸解率的影响大小可以按下列次序排列：镁、铁、铝。研究中采用特定的化学脱镁方法对JH磷矿进行脱镁，实验中获得此磷矿脱镁的实验室较佳工艺条件为：温度为50℃，液固比为2：I，pH值3．5～4．0，四月f大学顶一

4、f：学位论文脱镁时间80min。在工业生产的磷矿酸解过程中，磷酸浓度大体是不变的。因此本文采用高液固比酸解实验，探索接近工业条件下磷矿酸解的动力学规律，观察到了负温度效应，并得到如下酸解动力学方程：÷ln士一见{=K(1)为了完善现有的湿法磷酸技术，本文还对硫磷混酸湿法工艺中用工艺清水进行原始开车时的非定态变浓度酸解动力学进行了研究，得到了下面的酸解动力学方程：Ff=三x『三5+；3(1一z)；(一l+x)】(2)上述研究为低品位磷矿的综合利用及规模化生产提供了理论依据，对中试过程中发生的现象给予了合理的解释．关键词：湿法磷酸

5、酸解动力学低品位磷矿四川大学硕士学位论文StudyontheNewProcessandtheKineticsofLow—gradePhosphateOresforWPAProductionMajor：ChemicalengineeringandtechnologyGraduate：YuJingSupervisor：ProfessorLiuDaijnnAlongwithexploitationofphosphateoresduringtherccentdecades，thereselWeSofhigh—gradephosphat

6、erockthathaslowimpuritiesaredepletingsothatthewet-processphosphoricacidproduction(WPA)willdependonthelow-gradephosphateOl'P蛤mol-eandmore．Becauseofthis，itisurgentlyimportanttoengageinscienceresearchandtechnologydevelopmentinordertoutilizethelow-gradephosphateoresforp

7、hosphoricacidproduction．Atfirst，astudyonthespecialprocessproceededinthelaboratory，whichinvolvedconditionsofdigestingthelow—gradephosphateoresandcountercurrentreactionprocess．Then，thechemicalmethodofmagnesiumremovalfromthelow—gradephosphateoreswasinvestigated．Atlast，

8、thereactionkinetics。bothinthephosphoricacidandinthewaterwiththeinvariableconoenU'ationof跑intheinitialstage，wereexploredhere．AimmedattheJHl