濕法磷酸工藝計算及物料衡算

1、一、工藝計算方法1、分解率表示磷礦分解程度的百分率，稱為分解率K分，可按磷礦中未分解的P2O5與磷礦中 P2O5的含最之比值計算，K= （ 1 一 磯gl呼峯響P2®_）xiOO%（ 616）P2O5 J式中P2O5J磷礦中P2O5的含量.實際上，磷礦中未分解的P2O$數(shù)值很難測定，因為璘礦分解后得到的磷石膏中除了未分 解的P2O5以外，還含有未洗除的P2O5與品格中共晶的PzOs以及沉淀的磷酸鹽難以分開。在 一般情況下分解率是以測定磷石膏中CaO及S03含童的比值來計算的.當磷滬完全分解時， 璘礦的鈣全部成為石膏，石膏中CaO及SOs含量的重量比應(yīng)為07。設(shè)磷石膏中有部分未分解 的

2、磷礦存在時，其C&O/SO3比值應(yīng)大于0.J分解率可按下式計算。分一確石膏中CaO/SOs質(zhì)麻 % 1皿（ 6T7 ）2 轉(zhuǎn)化率進入磷酸溶液中的P2O5量與磷礦中P2O5含量之比稱為轉(zhuǎn)化率K轉(zhuǎn)（過去稱為萃取率） 是表示磷礦分解過程中賣際能取得的P2O5百分率。(6-18 )«轉(zhuǎn)=髦岀単率X 100%2。5 丿式中P2O&溶液為進入礴酸溶液中的P2O5量，除來自磷礦的分解外，大部分來自加入的淡磷酸，兩者的數(shù)量很難分開，因此，按（618 ）式計算轉(zhuǎn)化率實際上是困難的。設(shè)若所 用磷礦的石膏值為已知，通?？梢詼y定磷石膏中的非水溶性P2O5含量，按下式計算隣礦的轉(zhuǎn)化率.

3、1;轉(zhuǎn)=（1 100 %（ 619 ）式中 P2O5不熔磷石膏中非水溶性P2O5的百分含鈕；P磷礦的石膏值（見5）.3 洗滌效率料漿經(jīng)過濾及若干次洗濟后，從礎(chǔ)石膏濾餅中經(jīng)洗滌回收的P2<與磷礦中P2O5含量之 比稱為洗滌效率K洗，是過濾系統(tǒng)表示烷滌程度的重要經(jīng)濟指標。實際上測定濾餅中洗滌回 收的PzO5-M很困難的，若璘礦的石膏值P為已知（見5 ），則洗滌效率通常是測定磷石膏中未 被洗除的水溶性P2O5含量，而后按下式計算。«洗=（1 巴告）XIOO%（ 620 ）式中P2O5水落磷石膏中水溶性P2O5的百分含量.4 回收率轉(zhuǎn)化率與洗滌效率的乘積一般稱為P2O5回收率K回收，是

4、表示不計機械損失時，整個工 藝過程能從礎(chǔ)獷中得到的卩2。6的百分率K回收轉(zhuǎn)X K挽（621）5 石膏值單位蟲鈕磷礦經(jīng)硫酸分解后所獲得的磷石膏重量，稱為磷礦的石膏值。利用石膏值可以 簡化計算。磷石膏的主要組成是石膏及隨磷礦帶入的酸不洛物，石膏是磷礦中的鈣與硫報反應(yīng)而生 成的，它的水合形式隨工藝過程而異，除此以外，還可能含有極少量的未分解的磷礦以及磷 酸鹽的沉淀，因此，磷礦的石膏值是隨磷礦的組成、采用的工藝過程及工藝條件的不同而改 變，須用實驗方法求得。磷石膏中未分解磷礦及磷酸鹽沉淀的含量通?？偸呛苌俚?，可以略 而不計，同時又不考慮被溶解在溶液中的石膏楚，通?？梢园聪率酱致缘赜嬎懔椎V的石膏 值。F

5、=lXCaOX 生丄 + 1心13( 622 )56式中P磷礦的石膏值，千克/千克礦；、CaO磷礦中CaO的百分含量，%CaO；CA.IJ磷礦中酸不溶物的百分含量，1磷礦的量，千克；172.1及56CaSO4 2H2O及CaO的分子量。6 理論的硫酸用量濕法磷酸的反應(yīng)過程實質(zhì)上是硫酸沉淀磷礦中CaO的反應(yīng)過程，為此耗用硫酸的理論用 罷可按磷礦中CaO的百分含遼計算。S=CCaO3X-56( 623 )式中S磷獷的理論硫酸用量，千克/千克礦j98且2SO4的分子量。若磷礦中比較高時，理論用量還須畫加如所消耗的硫酸(千克/千克礦): 磷礦中MgO消耗硫酸= CMgOJX-|-624式中CMgOJ磷

6、礦中MgO的百分含最*40MgO的分子量。? 成品磷酸最單位重題確礦所能得到的成品磷酸量是一定的.不計機械損失時"成品磷酸景可按下式 計算M c式中M成品磷酸量，千克/千克礦孑C成品磷酸濃度，%P»o5o8淡磷酸加入量及濃度為了使反應(yīng)料漿中保持一定的液.固比，分解系統(tǒng)除了加入磷礦及硫酸外，還必須加入 一定量的淡磷酸。淡磷酸是由部分濾液及全部一次洗液合并而成的，其加入最隨所要求的料 漿液、固比而異，可按下式計算M = P+Q + G ( 1 + SZ )( 626 >式中一灤磷酸的加入量，千克/千克礦'P磷礦的石膏值，千克/千克礦Q 反應(yīng)后料漿中的液相量，千克/

7、千克礦)G 反應(yīng)中逸由氣體(包括蒸發(fā)水)量，千克/千克礦；S'硫酸的實際加入屋，千克/千克礦，1 磷礦的量，千克.(627 )(628 )設(shè)若料漿的液、固比為已知，則料漿的裁相量應(yīng)為 Q=RXP式中 R料漿中液:固的質(zhì)量比.加入淡磷酸的濃度可按分解系統(tǒng)的PiOfi平術(shù)計算如下. c淡=二丄x#2°QxK轉(zhuǎn) X100 %M淡式中C淡淡磷酸的P2O&濃度"P269洗滌水加入量濕法磷酸生產(chǎn)中，濾餅洗滌時允許加入的最大洗滌水量是根據(jù)物料平衡計算并須嚴格控 制的，計算方法如下：W = M + P + G+ FI（ 1+S，）（ 629 ）式中 W允許加入的洗滌水量，千

8、克/千克礦$H濾餅中常走的水量，千克/千克礦。10 料漿的容積單位重掛磷礦反應(yīng)后生成料漿的容積稱為料漿容積，是計算物料加入量的重要參數(shù)，通 ?？捎嬎闳缦拢贺百镔镂抑衁q料漿液相（即成品磷酸）的比垂，Vp磷石膏的比重；V,料漿的容積，容積單位/千克礦.u. M應(yīng)時間反應(yīng)時問是指反應(yīng)物料在分解槽內(nèi)停留的時間.它的含義可用下式表示 T=旦V2式中 T反應(yīng)時間，小時；V分解槽總有效容積，容積單位jV2單位時間內(nèi)加入物料生成料漿的容積，容積單位/小時.12.分解系統(tǒng)物料的小時加入盤設(shè)分解槽總有效容積V及反應(yīng)時間T為已知，可按式（631 ）求出每小時加入物料的料 漿容積V2,而后再按下式求岀每小時的磷礦加

9、入量（千克/時磷礦小時加入量=ViVi(632 )求得憐礦小時加入量以后，其余如硫酸、淡磷酸.洗濟水的加入晟以及成品磷酸的取出基等可分別按上述各式計算。二、物料平衡計算設(shè)磷酸工廠所用磷礦的主要組成以及已知條件如下.（1 ）磷礦的主要組成P2O5% F% CaO% 氏20丹 AhO酸不溶物灼燒失歌36.623.6750.201.462.93（2）硫酸用量：為理論量的103%$（3 ）硫酸濃度，為93%H2SO“（4 ）轉(zhuǎn)化率：97.5%；（5 ）洗滌效率：99%；（6）料漿液固比：2.5 : 1<（7）成品磷酸濃度：31%P2O6J（8）範逸出情況,氣相 液相 磷石膏 損失310%P2O5

10、1.34% 69.02%14.75?&89%（9）機械損失（F2O5人3%；（10 ）水分蒸發(fā)量（以100千克磷礦為基準）分解槽 真空冷卻器355千克、145。千克綁）妙飭（11）濾餅含液量（以干磷石膏為準）過濾后濾餅一次洗滌后濾餅 二次洗滌后濾餅69.5%43.8%29.9%（12）濾、洗液濃度】濾液_ 次洗液2£：9%P20s二次洗液廠贏？忑按照上述已知條件，卄算物料平衡如下（按100千克磷礦計算）（1 ）硫酸用童100X50.20%X-X 103% = 90.5 千克56以 93%H2SO4 計9字丄.X 100= 973千克(2)逸出氣體逮CO2r100X2.41%

11、= 2,41 千克F： 100X 3.67% X 1-34 = 0.049千克以 SiFq計：0.049 X 學=0.07千克76HO. 14.5 + 3.55 = 18.05181 千克 合計，2.41 + 007+1805 = 2053205千克(3)磷石膏量100 X5Q-20%+ 筆土+ 100 X 2. 93% = 157.2 千克56其中含總卩2。5 未分解P2O5 水溶性P2O53662 ( 1 97 5% X 99% ) =1.3千克36.62 ( 1 -97.5% ) =09千克1 3 0.9 = 0.4千克(4)生成料漿量157.2X ( 2.5+1 ) u393+ 157

12、.2 = 5502千克其中液相童：5502 1572 = 393千克含P2Oft:393 X 31% = 121.8千克（5）成品磷酸最= 110. 6千克100X 36.62% X 97.5跖 X 99% X ( 100 3 ) %31%含 P2O51106X31% = 343千克（6）機械損失（卩2。5 ）36.62X3% = !.1 千克（?）過濾后濾餅含液壘157.2X69.5% = 109.3千克 含巳6；109.3 X 31 % = 339千克（8）次洗滌后濾餅含液量1572X43.8% = 688 千克（9）二次洗滌后濾餅含液量157.2X 29 9% = 47千克(10 )回入

13、反應(yīng)系統(tǒng)的濾液景393 110 6-109. 3=173.1 千克 含 P2O&S 173-1X31 = 53.7 千克(U)洗滌水用量110.6 + 47 + 157.2+205 ( 100 + 97.3 ) =138千克(12)淡磷酸量550.2- ( 100 + 97.3 ) +20.5 = 373.4千克含P2O5s 121.8+1.1 +0. 936.6«87.2千克P2O§濃度* .訃;；X100% = 234%373.4（13）一次洗液量3734一173 1=200.3 千克含PaOs； 872二537 = 33.5千克P26濃度：爲詈X100% =

14、168筆（14）二次洗液量200.3+ 68.8109.3 = 159.8 千克 含 P2O6s159.8 X38% = 61 千克（15 ）-次洗滌后濾餅液相含P2O&339 + 6.1 335= 65千克液相巧。6濃度：善學X100% = 95%Do o（16 ）吸干濾液（參見第十三章）計算:設(shè)壬濾液與一次洗液混合后的總量為X,吸'干濾液量為F + y=2OO3(21.9% x = 31% - y+335得y=層洛=113千克；x = 3133千克(17) 吸干濾液中含PaO3 113X31=35.1千克(18) 吸干濾液與一次洗液混合液含PtOc313X21,9% = 6

15、3-6千克(19) 回磷酸量'173. 1 113=60.1 千克含F(xiàn)2O5, 60.1X31 = 18.6千克上述計算結(jié)果用圖6_11的圖解表示。過濾過程中的吸干濾液裝置是為了保證濾液濃度不被過濾機沖淡的一個措施，在一般悄 況下進行物料平衡計算時，對這一部分可省略。淡碑酸373.4巳Q 8乳2(284%)回磅酸601PtCf lfi.A I ) J53.7磷礦粉100PQ366萃取系統(tǒng)ai33P2。/8 6 .9%)93%H AO&料漿£502固相1572 液固比2.5：131%)118PQ 35-1(31%)POd 3&5(168%)洗滌水138.0蒸發(fā)氣體20.5液相393.Q水了 21.8(31% 2嚴0卯09機械扭失J.1成品硫酸1106 >F2O5 34-3(31%)固相157-2液相109.8 33.9(31%)'PQs不0 9機楡痕夷11第一次洗滌固相157-2液相68-8FnOu65(96%)巧。亦09機械損失I.J第二次洗液159.8P»O. 6-1(3.8)第二次洗滌固相