磷酸生产工艺ppt课件

第一部分导言，第四部分，1。磷酸的性质，次磷酸：H3PO2亚磷酸：H3PO3正磷酸：H3PO4多磷酸：H3PO5，物理性质：纯磷酸是无色晶体，熔点42.3摄氏度，高沸点酸，可与水以任何比例混溶。1，第一部分引言，与碱反应：NaOH h3po 4=nah2po 4 H2O 2 NaOH h3po 4=Na2 hpo 4 2h2o 3 NaOH h3po 4=na3po 4 3h2o，与一些盐反应：难挥发酸生成挥发性酸NaBr+H3PO4(浓缩)=nah2po4 HBr nai h3po4(浓缩)=nah2po4 hi ，化学性质：磷酸在三元体系中是强酸，分三步离子化，不容易挥发和分解，且不容易分解，2，第一部分引言，磷酸根离子具有很强的配位能力，能与许多金属离子形成可溶性配合物。例如，Fe3和PO43-可以形成无色可溶的络合物铁(PO4)23-和铁(HPO4)2-它们通常在分析化学中用于掩蔽Fe3离子。磷酸在高热下脱水，依次产生焦磷酸、三磷酸和多磷酸。三磷酸是链状结构，多磷酸是环状结构。3，第一部分简介，2，磷酸的类型和理化指标，4，工业级磷酸的理化指标，第一部分简介，食品级磷酸的理化指标，5，第一部分简介，电子级磷酸的理化指标，6，第一部分简介，7，第一部分简介，3，磷酸的主要用途，磷酸的主要用途，主要用于生产磷肥和各种磷化产品，硫化物， 湿法磷酸、化肥、次磷酸、正磷酸、提纯、磷矿、红磷、饲料添加剂、氯化物、氢氧化物、电镀、医药、磷铁、黄磷、磷化物、工业磷酸盐、食品添加剂、精细磷化工、有机合成原料、阻燃剂、医药化学品、表面活性剂、染料、杀虫剂、8、第一部分概述、iv、磷酸的生产方法在来自应时的二氧化硅的存在下，矿石在电炉中用焦炭还原以获得元素磷，然后元素磷在电炉中逸出(升华) ca(po4)2c 6 SiO 2P4cocasio 3po 4 o 2p4o 10 H2Ohpo 3 3h2oh3po 4，热法(一步、两步法)，9，第一部分引言，磷矿被强酸酸解生成磷酸，目前常用的是硫酸，当然也有其他强酸，如硝酸、盐酸、氟硅酸等。主要原因是工艺不成熟，产业化难度大。投资成本和生产成本相对较高。CA5F(PO4)3 H2SO 4NH2O硫酸钙。NH2O H3PO4氟化氢湿法，10，第一部分绪论，燧石窑磷酸以隧道窑为主要反应器，以中低品位磷矿和选矿后的尾矿为原料，经过配料、研磨、成型，坯体制成建材形状，进入窑炉烧结，含P2O5的窑气被混水塔吸收，制得工业级磷酸和尾气中的氟， 副产品氟硅酸钠和脱磷后的固体残渣以建筑砖的形式直接从窑中排出。 窑法，第11篇，第一部分绪论，第5篇，磷酸生产的发展趋势，热磷酸，热磷酸工艺成熟，设备简单，操作管理方便，产品纯度高，易经进一步提纯和提纯生产出电子级磷酸等高纯产品。日本提供给电子和半导体工业的磷酸都是用高纯黄磷加工的，或者是用热法高纯磷酸再加工的，这也是中国近年来大量出口黄磷和热法磷酸的原因。随着电子工业向中国的快速转移，未来国内对高纯电子级磷酸的需求将迅速增长，这将为热磷酸生产电子级高纯磷酸提供良好的发展机遇。目前，国内湿法磷酸净化技术已突破国外封锁。企业可以选择合适的净化技术生产工业甚至食品级磷酸。工业公关此外，湿法磷酸精炼涉及磷矿选矿和粗酸处理，这需要配套设备，如硫基硫酸生产和余热发电。还需要考虑对生产的纯化磷酸进行进一步的深加工。第一部分导言13。窑法磷酸。窑法磷酸以中低品位磷矿和选矿后的尾矿为生产原料，在未来将会得到迅速发展。从长远来看，窑法磷酸是磷酸生产的发展方向，但仍有许多方面需要改进，因此在短时间内不会对热法酸和湿法酸产生很大影响。窑法磷酸企业的发展方向：发展磷酸后处理生产磷酸盐，所得酸可根据工艺特点进行分类，质量较好的酸可用于生产食品级、牙膏级、陶瓷级等产品，质量较差的酸可用于生产基础散装产品；(2)尾气中的氟化物必须回收。当规模较小时，回收的氟硅酸钠可出口到其他国家，当规模达到一定水平时，可用于生产氟深加工产品。(3)加强磷渣利用研究，提高附加值。窑法磷酸中的磷渣不同于黄磷，其成分可在生产过程中通过配方进行调整。例如，如果将磷渣制成耐火材料，其附加值比普通砖高得多。事实上，该反应是一个复杂的多级反应，其中除P4O10外，还有少量的低磷氧化物P4O、P4O2、P4O6等。在不同的温度下，P2O5有不同的水合反应。在230时，P2O5与三个水分子结合生成磷酸。P4O106H2O=4H3PO4，在700时，P2O5与水分子结合生成偏磷酸。当P4O10 2H2O=4HPO3450时，P2O5与两个水分子结合生成焦磷酸。P4O10 4H2O=2H4P2 O7，16，第二部分磷酸产生热磷酸，(2)雾化和吸收在磷酸的实际工业生产中，最重要的是黄磷的充分雾化和磷酸酐的充分水合。磷酸酐的水合是一个放热反应。P2O5吸收是否完全反映了磷酸装置设计的经济性。完全吸收不仅可以减少黄磷的消耗，还可以减少环境污染。由于P2O5被磷酸吸收的速率远远高于被水吸收的速率，因此经常使用低温热磷酸循环来逐渐吸收P2O5以获得所需的磷酸浓度。第二部分磷酸生产热法磷酸，生产方法18，第二部分磷酸生产热法磷酸，一步法：电炉制磷过程中获得的含磷炉气直接燃烧，此时不仅磷被氧化成五氧化二磷，而且一氧化碳也被氧化，两步法：两步法有多种工艺， 工业上常用的工艺有两种：第一种是燃烧黄磷得到五氧化二磷，冷却后用水吸收五氧化二磷得到磷酸，这种方法称为水冷法。 第二种方法是用预冷的磷酸冷却吸收燃烧产物五氧化二磷制备磷酸。这种方法被称为酸冷却过程。19，第二部分磷酸生产热法磷酸，工艺控制方法，热法磷酸生产工艺虽然各有不同，但设备和工艺安排基本上是围绕以下三个方面进行的。1.如何有效去除磷燃烧过程中释放的大量热量？2、结合具体情况，选择哪些耐高温、耐腐蚀的材料。3.高效经济地回收磷酸雾。20、第二部分磷酸生产热磷酸，一步法工艺，典型工艺流程及主要设备，21、第二部分磷酸生产热磷酸，22、第二部分磷酸生产热磷酸，二步法工艺处理方法是控制磷的燃烧量，增加空气量。(2)喷嘴雾化不好，处理方法是调整喷嘴角度，保持喷嘴畅通；(3)燃烧塔顶负压差不足以形成正压。处理方法是检查风机运行情况，调整循环磷酸量。(4)急停次数太多。处理方法是尽可能减少突然停车的次数。(5)循环磷酸泵已停止，应加强巡视检查。26、黄磷两个工序的比较，27、磷酸外观不合格，(1)黄磷质量差；(2)燃烧的磷量太大。处理方法是控制磷的燃烧量，同时降低循环酸的温度。(3)酸不用氧化剂处理，处理方法是加入过氧化氢或硝酸。(1)循环磷酸泵损坏，需要停机维修；(2)文丘里除雾器没有喷洒足够的液体，因此有必要调整阀门以增加喷洒量。在第二部分中，由磷酸生产33，354热磷酸，并且黄色烟雾从烟囱排出，这易于产生过量的氧化物。(1)黄磷间歇停车和燃烧不充分；(2)由于压缩空气不足或二次空气供应不足，黄磷燃烧不完全，导致酸性氧化物含量高。第三部分磷酸生产33，354湿法磷酸。从广义上讲，用强酸无机酸或酸式盐分解磷矿生产的磷酸可以称为湿法磷酸。常见的无机酸和酸盐包括硫酸、硝酸、盐酸、氟硅酸、硫酸氢铵等。明确了以硫酸为原料的工艺路线是湿法磷酸生产中最基本的方法。用硫酸分解磷矿粉得到的产品是磷酸和硫酸钙，其中硫酸钙以晶体形式存在于酸解料浆中，硫酸钙的溶解度很小，因此可以通过真空过滤将磷酸从酸解料浆中分离出来，方法简单，便于大规模工业化生产。29、第三部分磷酸生产湿法磷酸的主要化学反应，ca5f(po4)37 h3po 4=5Ca(h2po 4)2hfca5f(po4)35 h2so 45 nh2o=5 caso 4 . nh2o；3h3po 4 HF5Ca(H2PO 4)2 5H2SO 4 10 H2O=5 caso 4 . NH2o；10H3PO 4，1。硫酸氢钙=硫酸钙2HF2.6氢氟酸二氧化硅=h2sif 6 2H2O 3.3 SIF 4 2H2O=2h2sif 6 SiO 24。CaCO3 H2SO4=硫酸钙CO2H2O 5。r2o 3)2H3PO 4=2RBO 4 3H2O 6。h2sif 6SIF 42HF7。R2OH2SiF6=R2SiF6H2O，主要副反应，1。湿法磷酸生产的理论基础，30。第三部分磷酸生产湿法磷酸。湿法磷酸生产过程中的化学反应是：CA5(PO4)3F5H2SO 4NH2O=3H3PO 4CaSO 4NH2OHF，其中N可以等于0，1/2，2。上述反应实际上分两个阶段完成。第一阶段是用磷酸将磷矿粉分解成磷酸二氢钙溶液；在第二阶段，硫酸与磷酸一钙反应生成磷酸和硫酸钙(即磷石膏)。第三部分磷酸生产湿法磷酸。用磷酸预先分解磷矿粉的优点是避免磷矿粉与硫酸直接接触，减少磷矿粉颗粒表面被新生成的硫酸钙薄膜包裹的现象，有利于提高磷矿粉的分解率。同时，添加二磷酸也能为磷石膏晶体的生长创造有利条件。由于不同水合物形式的硫酸钙晶体的不同特性及其不同的生长条件，生产过程明显不同。因此，用于生产湿法磷酸的硫酸工艺根据硫酸工艺产生的硫酸钙的水合晶体形式分为二水合物工艺、半水合物工艺和无水工艺。第三部分磷酸生产湿法磷酸。湿法磷酸的生产是一个多相反应如果晶体生长良好，料浆过滤和滤饼洗涤的速度快，P2O5的产率高。否则，生产效果差。结晶学认为过饱和是结晶过程的驱动力。为了获得有利于过滤和洗涤的晶体，必须严格控制硫酸钙的过饱和。第三部分磷酸生产湿法磷酸，34。第三部分磷酸生产湿法磷酸。过滤的目的是分离酸解浆液中的液相和固相，得到湿法磷酸。而洗涤是为了尽可能完全地回收过滤后残留在滤饼中的提取的水溶性P2O5。在湿法磷酸生产过程中，保持水平衡非常重要。为了用一定量的洗涤水获得更好的洗涤效果，通常采用逆流洗涤：将上次洗涤获得的第二洗涤液用作本次洗涤的第一洗涤水；从先前洗涤中获得的第三洗涤液用作该洗涤的第二洗涤水；使用清水作为第三洗涤水。控制通常用热水洗涤的洗涤水的温度也很重要。湿法磷酸生产的第三部分湿法磷酸生产的工艺流程，典型的二水物工艺和主要设备，废气排空，气液分离，湿法磷酸生产的其它工艺，半水化工艺和半水化工艺的主要优点是可以直接生产高浓度的磷酸(40-45% P2O5)，对矿石的研磨要求较低，使用后可以获得满意的反应速率主要缺点是：结晶小，过滤速度慢；半水合物-二水合物的过程是首先将硫酸钙结晶成半水合物，然后水合并重结晶成二水合物。半水-二水物工艺又分为一次过滤的稀酸工艺(也称“H”工艺)和二次过滤的浓酸工艺(也称“C”工艺)。第三部分磷酸生产湿法磷酸，37。第三部分磷酸生产湿法磷酸，二水-半水法。磷矿粉首先在二水合物生产条件下分解，生成二水合物晶体。反应完成后，通过过滤获得约35% P2O5的磷酸。过滤后的二水磷石膏送至结晶转化器脱水并转化为半水磷石膏。用该方法获得的型半水石膏可用于生产高强度石膏板。第三部分从磷酸生产湿法磷酸；3.工艺条件的选择和操作，酸解工艺中工艺条件的选择；必须严格控制磷矿的酸解过程，以达到最大的P2O5转化率和尽可能浓缩的磷酸；同时，还要求反应生成的硫酸钙晶体体积大、整齐且易于过滤。因此，在操作中必须仔细选择和严格控制工艺条件。1、停留时间(或反应罐容积)，指在反应罐中的平均停留时间，其目的是使石膏晶体生长，并