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磷矿酸解工艺研究

发布时间:2013/3/29 16:12:27   阅读:

XRD物相分析

利用MDIJade6软件对图谱进行分析,特征峰较明显的矿物有:氟磷灰石、方解石、白云石及石英等,而磷主要存在于非晶质凝胶集合体和泥晶碳氟磷灰石中。

矿样成分分析结果

采用化学法对矿样的成分进行分析,结果见表2。

正交实验结果与分析

根据表1进行实验,得到表3实验结果。对表3中的结果进行极差分析,结果表明,酸比对P2O5的浸出率影响最大,其次是液固比,再次是温度,影响最小的是矿粉粒度。

酸比对P2O5浸取率的影响

对正交实验得到的结果进行分析,得出各因素不同水平的均值,根据各因素不同水平均值考察单因素对P2O5浸取率的影响。酸的用量用实际用量与理论用量的比值来表征,即酸比。酸比对P2O5浸取率的影响见图2。从图2看出,当酸比小于105%时,P2O5浸取率随酸的用量增加而增大,当酸比大于105%后,P2O5浸取率随酸的用量增加没有变化。在酸比小于105%时,酸全部参加反应,在此过程中,P2O5浸取率随酸的用量增加而增大;在酸比大于105%后,多余的酸并未参加反应,导致酸的用量增加,P2O5浸取率不产生变化。

液固比对P2O5浸取率的影响

当酸的用量确定后,用液固比来表征酸的浓度,液固比对P2O5浸取率的影响见图3。从图3可知,P2O5浸取率随液固比的增大而增大,且当液固比小于260%时,酸的浓度对P2O5浸取率的影响较大,液固比大于260%后,酸的浓度对P2O5浸取率影响减小。液固比较小时,反应时所生成的不溶性物质浓度较大,易附着于矿粉表面,阻止氢离子进一步反应,致使P2O5浸取率较低,反之,P2O5浸取率较高。

温度对P2O5浸取率的影响

温度能影响化学反应平衡、化学反应速度,同时对P2O5浸取率也有一定影响,P2O5浸取率随温度的变化见图4。从图4看出,当温度低于45℃时,P2O5浸取率随温度升高而升高,当温度高于45℃时,P2O5浸取率随温度的升高而略有降低。温度较低时,氢离子的活性较低,不能全部参与反应将P2O5浸出,所以温度低于45℃时,P2O5浸取率随温度升高而升高;当温度较高时,盐酸易于挥发而损耗,使酸的利用率降低,所以在温度高于45℃时,P2O5浸取率会随温度的升高而略有降低。

粒度对P2O5浸取率的影响

矿粉粒度大小直接关系到化学反应接触面积的大小,是影响化学反应速度和程度的重要因素。粒度对P2O5浸取率的影响见图5。从图5可知,当矿粉的粒度小于200目时,P2O5浸取率随矿粉粒度减小而增大;当矿粉的粒度大于200目后,P2O5浸取率随矿粉粒度减小而减小。当矿粉的粒度较大时,酸不能有效地进入矿粉颗粒的芯部,使得反应不完全,P2O5浸取率偏低。但当矿粉的粒度小到一定程度后,矿粉与体系接触的面积增大,部分反应生成的不溶性物质易将矿粉包裹,酸不能有效进入矿粉表面,使反应不完全,使得P2O5浸取率在矿粉粒度小于200目时,随矿粉粒度减小而增大,在矿粉粒度大于200目时,随矿粉粒度减小而减小。2.8检验性实验根据正交实验及单因素对P2O5浸取率的影响分析结果,得出最佳酸解工艺条件为:酸比105%、液固比260%、酸解温度45℃、矿粉粒度200目。为了验证结果的正确性,在酸比为105%、液固比为260%、酸解温度为45℃、矿粉粒度为200目的条件下进行实验,得到P2O5浸取率为98.74%。

本文作者:吴素彬聂登攀王振杰曾从江刘安荣薛安作者单位:贵州省冶金化工研究所

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