2021年重钙生产工艺分析讲义.ppt

目录
尾气处理分析
生产工艺整体分析
原料预处理分析
化学反应过程分析
2021/1/26
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重钙生产工艺分析
一、整体分析
1、原料
磷矿
主要组成：磷酸三钙或***磷酸钙。
分类：（1）一次矿：用于生产中间产品磷酸
（2）二次矿：用于生产重过磷酸钙
质量标准：
原料预处理
反应过程
造粒与
净化过程
磷矿
磷酸
重过磷酸钙
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重钙生产工艺分析
磷酸
热法磷酸：纯度高，利于重过磷酸钙的生产
湿法磷酸：杂质多，要求当P2O5 ≥48% 时，[H+] ≥%，磷酸含固量 ≤1%（质量计）
2、产品
重过磷酸钙是一种高浓度水溶性磷肥，含有主要成分为一水合磷酸二氢钙，%，由于原料磷矿和磷酸带入的杂质较多，使工业生产的重过磷酸钙产品中P2O5为48-50%。
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重钙生产工艺分析
3、生产工艺
一是浓酸固化法或称化成法，生产粉状产品或再加工成粒状产品；
二是稀酸反料浆造粒法（料浆法）一步制的粒状产品。
混合
干燥
化成
造粒
中和
熟化
磷酸
磷矿
粉状产品
粒状产品
混合
造粒
干燥
筛分
磷酸
磷矿
粒状产品
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二、原料预处理过程分析
磷矿预处理
磷酸预处理
由生产工艺对磷酸的要求决定 。
磷矿
反击式破碎机
风扫磨
离心分离器
选粉器
风机
多组除尘器
袋式过滤器
磷矿粉
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1、反应原理
Ca5(PO4)3F +7H3PO4 +5H2O =5Ca(H2PO4)•H2O+HF
反应特点
（1）反应包括***磷酸钙溶解和一水合磷酸二氢钙的结晶两个过程
（2）反应属于液固非均相反应过程
（3）反应属于放热反应，但放热量极为有限，故与维持较高的反应温度，需要加热磷酸或反应体系。
三、反应过程分析
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2、反应的影响因素根据反应的特点，反应速度可以用下式描述：

式中 D-扩散系数，是温度与杂质含量等的函数；S-磷矿表面积； A-酸浓度； r-扩散阻力
故反应速度受下列因素影响
（1）磷酸用量
磷酸用量增加，反应速度加快；另外，磷酸第一氢离子的中和度降低，增加磷矿分解的完全度。但过高，会影响重钙半成品的质量以及增加中和的负担，对生产不利。
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（2）温度
化学反应速率可用阿雷尼乌斯公式描述
可知反应速度常数K与温度成正比，故提高温度，增大反应速率，但同时，增大反应体系的溶解度，结晶析出量减少，不利于反应。常用的反应温度在40~100℃之间。
（3）磷矿细度
一般来讲，颗粒愈细，比表面积愈大，反应速率愈快，反应也愈完全。但颗粒愈细，动力消耗愈多。
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重钙生产工艺分析
（4）磷酸浓度
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重钙生产工艺分析
3、相图分析
分析结果
（1）选择合适的磷酸浓度有利于Ca(H2PO4)
（2）降低温度，可以扩大Ca(H2PO4)。
（3）蒸发水分可以促进CaHPO4重结晶成Ca(H2PO4)
中和度曲线
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