Курсовая работа: Производство, технологические свойства и применение фосфорной кислоты
Курсовая работа: Производство, технологические свойства и применение фосфорной кислоты
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
агентство по образованию
государственный
технический университет
кафедра
химической технологии
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Общая химическая
технология»
на тему: «Производство,
технологические свойства и применение фосфорной кислоты».
2007 г.
Введение
Фосфорная
кислота имеет большое значение как один из важнейших компонентов питания
растений. Фосфор используется растениями для построения своих самых жизненно
важных частей - семян и плодов.
Производные
ортофосфорной кислоты очень нужны не только растениям, но и животным. Кости,
зубы, панцири, когти, иглы, шипы у большинства живых организмов состоят, в
основном, из ортофосфата кальция. Кроме того, ортофосфорная кислота, образуя
различные соединения с органическими веществами, активно участвуют в процессах
обмена веществ живого организма с окружающей средой. В результате этого
производные фосфора содержатся в костях, мозге, крови, в мышечных и соединительных
тканях организмов человека и животных. Особенно много ортофосфорной кислоты в
составе нервных (мозговых) клеток, что позволило А.Е. Ферсману, известному
геохимику, назвать фосфор «элементом мысли».
Получение
фосфорной кислоты в последнее время превращается в важное звено всей отрасли,
связанной с производством удобрении. Известно, что ортофосфорная кислота (Р2О5
· ЗН2О) при нагревании подвергается дегидратации, превращаюсь в
пирофосфорную кислоту Р2О5 · 2Н2О. Дальнейшая
дегидратация может привести к образованию триполифосфорной ЗР2О5
· 5НО и других полифосфорных вплоть до метафосфорной кислоты НРО3 и
ее полимеров (Р2О5 · Н2О)П. В производстве эту
смесь называют суперфосфорной кислотой. Она содержит до 80% Р2О5,
что превращает ее в ценное сырье для получения высококонцентрированных
фосфорных и сложных удобрений.
Для этих
целей ежегодно добывается во всем мире фосфорсодержащей руды около 100 млн. т.
Фосфорные удобрения не только способствуют повышению урожайности различных
сельскохозяйственных культур, но и придают растениям зимостойкость и
устойчивость к другим неблагоприятным климатическим условиям, создают условия
для более быстрого созревания урожая в районах с коротким вегетативным
периодом. Они также благоприятно действуют на почву, способствуя ее
структурированию, развитию почвенных бактерий, изменению растворимости других
содержащихся в почве веществ и подавлению некоторых образующихся вредных
органических веществ.
Немало
ортофосфорной кислоты потребляет пищевая промышленность. Дело в том, что на
вкус разбавленная ортофосфорная кислота очень приятна и небольшие ее добавки в
мармелады, лимонады и сиропы заметно улучшают их вкусовые качества. Интересны и
другие применения ортофосфорной кислоты в промышленности. Например, было
замечено, что пропитка древесины самой кислотой и ее солями делают дерево
негорючим. На этой основе сейчас производят огнезащитные краски, негорючие
фосфодревесные плиты, негорючий фосфатный пенопласт и другие строительные
материалы.
В 2005
г. мировое производство фосфорной кислоты достигло 34.6 млн. т Р2О5,
увеличившись на 3,6% по сравнению с уровнем 2004 г. Мировая торговля фосфорной
кислотой в 2005 г. выросла на 3% - до 5,0 млн. т Р2О5.
В период
с 2006 по 2010 гг. мировые мощности по производству фосфорной кислоты возрастут,
согласно прогнозу, на 5,4 млн. т и достигнут значения в 48.5 млн. т Р2О5 к 2010
г. Основные проекты по их увеличению будут осуществлены в Алжире, Китае,
Египте, Марокко, России, Саудовской Аравии и Тунисе.
Мировые
поставки фосфорной кислоты оцениваются в 35,4 млн. т в 2006 г. и достигнут 40,7
млн. т Р2О5 в 2010 (средний ежегодный рост - 3,7%).
Принимая в расчёт использование фосфорной кислоты для производства удобрений и
в других целях, средняя мировая потребность в ней будет расти на 3,3% в год и к
2010 г. достигнет 38,7 млн. т Р2О5. К 2010 г. превышение предложения фосфорной
кислоты над спросом удвоится и достигнет 2,0 мл т Р2О5
из-за ввода в строй новых мощностей.
По
оценке Сельскохозяйственного Комитета IFA мировая потребность в фосфорных удобрениях (Р2О5)
в 2005 г. календарном году составит 37,7 млн. т Р2О5, что
на 3% больше уровня 2006 г. К 2010 г. мировая потребность в фосфорных
удобрениях должна достичь 41,5 млн. т Р2О5 (ежегодный
прирост после 2007 г. - 2,5%).
Различные
соли фосфорной кислоты широко применяют во многих отраслях промышленности, в
строительстве, разных областях техники, в коммунальном хозяйстве и быту, для
защиты от радиации, для умягчения воды, борьбы с котельной накипью и
изготовления различных моющих средств.
Фосфорная
кислота, конденсированные кислоты и дегидротированные фосфаты служат
катализаторами в процессах дегидратирования, алкилирования и полимеризации
углеводородов.
Все это
позволяет сделать вывод, что фосфорная кислота является необходимым сырьем не
только в химической промышленности, но и в пищевой.
1. Синтез ХТС
1.1 Обоснование создания эффективной ХТС
1.1.1 Производство фосфорной кислоты
экстракционным методом
В технологии под
фосфорной кислотой подразумевают ортофосфорную кислоту Н3Р04
(Р205-ЗН20) с содержанием в ней
72,4% Р2О5. ортофосфорная кислота представляет собой
бесцветные кристаллы с температурой плавления 42,4°С, гигроскопичные и
расплывающиеся на воздухе. В переохлажденном состоянии — это густая маслянистая
жидкость плотностью 1,88 т/м3. Смешивается с водой во всех
отношениях. При нагревании подвергается дегидратации с образованием
полифосфорных кислот различного состава (Р2О5·n Н2О), где n<3; пирофосфорной Н4Р2О7(Р2О5·2Н2О),
триполифосфорной Н5Р3О10(ЗР2О5·5Н20)
и т.д. Техническая полифосфорная кислота, содержащая 70 - 80% Р2О5
и известная под названием суперфосфорной кислоты, имеет плотность 1,8 - 2,0 т/м3
и температуру затвердевания 3 - 8°С. Высокое содержание P2O5
и способность образовывать растворимые комплексные соединения, позволяет
использовать суперфосфорную кислоту для получения высококонцентрированных
жидких и твердых фосфорных удобрений.
1.1.2 Физико-химические основы процесса
Экстракционный метод производства фосфорной кислоты основан на
реакции разложения природных фосфатов серной кислотой. Процесс состоит из двух
стадий: разложения фосфатов и фильтрования образовавшейся фосфорной кислоты и
промывки сульфата кальция водой.
Сернокислотное разложение фосфата кальция представляет
гетерогенный необратимый процесс, протекающий в системе «твердое тело -
жидкость» и описываемый уравнением:
Ca5(PO4)3F + 5H2SO4
+ nH3PO4 + 5mH2O = (n + 3)Н3РО4 + 5CaSO4
· mH2O + HF
Для удобства записи и упрощения расчетов формула двойной соли
фторапатита 3Са3(РО4)2·СаF2 записывается в виде Ca5(PO4)3F.
Часть образовавшейся фосфорной кислоты возвращается в процесс.
Фактически фосфат разлагается смесью серной и фосфорной кислот. В зависимости
от концентрации фосфорной кислоты в системе и температуры образующийся сульфат
кальция может осаждаться в виде ангидрита (m = 0), полу гидрата (m = 0,5) и дигидрата (m = 2). В соответствии с
этим различают три варианта экстракционного метода производства фосфорной
кислоты: ангидридный, полугидратный и дигидратный. В табл. 1. приведены условия
разложения фторапатита для каждого из вариантов этого процесса.
Таблица 1
Условия разложения фторапатита
Тип процесса
|
Температура,°С
|
Концентрация Р2О5 в
жидкой фазе, %
|
Теплота реакции, кДж/моль |
Дигидратный
|
70-80 |
25-32 |
384,4 |
Полугидратный |
95-100 |
38-48 |
371,0 |
Температурный режим зависит от варианта экстракционного процесса.
В дигидратном методе гидратированный сульфат кальция осаждается в форме
дигидрата при 70 - 80°С и концентрации кислоты в реакционной смеси 20 -32% Р2О5,
в полугидратном методе - в форме полугидрата при 90 - 100°С и концентрации кислоты
35 - 42% Р2О5.
Высокая степень разложения фосфатов, равная 0,99 дол. ед.,
достигается всего за 1 - 1,5 часа. Практически процесс экстракции продолжается
до 4— 8 часов. Это необходимо для образования крупных кристаллов сульфата
кальция, которые легко фильтруются и промываются для извлечения фосфорной
кислоты небольшим количеством воды. Образование крупных кристаллов способствует
также перемешивание системы, незначительный избыток серной кислоты, снижающий
степень пресыщения раствора и постоянство температуры процесса.
Принципиальные схемы производства экстракционной фосфорной кислоты
дигидратным и полугидратным методами идентичны. Однако полугидратный метод
позволяет получать более концентрированную кислоту (см. табл. 1.); снизить
потери сырья и обеспечить более высокие интенсивность и производительность
аппаратуры. Принципиальная схема производства экстракционной фосфорной кислоты
одностадийным полугидратным методом приведена на рис. 1. На рис. 2 представлена
технологическая схема того же процесса.
Рис. 1. Принципиальная схема производства
экстракционной фосфорной кислоты
Смесь серной кислоты и оборотного раствора фосфорной кислоты из
сборника 2 и фосфат из бункера 1 подают в многосекционный экстрактор 3. По мере
движения пульпы в экстракторе образуется фосфорная кислота и завершается
процесс кристаллизации сульфата кальция. Из последней секции экстрактора пульпа
поступает на трехсекционный вакуум-фильтр 4. Основной фильтрат Ф-1 из первой
секции фильтра отводится как продукционная фосфорная кислота, причем часть ее
добавляется к оборотному раствору, направляемому в сборник кислоты 2. Осадок
кальция на фильтре промывается противотоком горячей водой, при этом промывной
раствор Ф-3 используется для первой промывке во второй секции фильтра. Фильтрат
первой промывки Ф-2 направляется в виде оборотного раствора в сборник 2.
Образовавшаяся фосфорная кислота (Ф-1) подогревается в
подогревателе 5 паром и поступает в концентратор 6, где упаривается до заданной
концентрации за счет прямого контакта с топочными газами и направляется на
склад. Выделяющиеся из концентратора газы проходят промывной скруббер 7, в
котором улавливаются соединения фтора и выбрасываются в атмосферу. Газы,
выделяющиеся из экстрактора и содержащие фтористый водород и тетрафторсилан,
поступают на абсорбцию в абсорбер, орошаемой водой или разбавленной
кремнефтористоводородной кислотой. Основные аппараты в производстве
экстракционной кислоты - экстрактор и вакуум-фильтр. Экстрактор - это
железобетонный аппарат прямоугольного сечения, разделенный на 10 секций с
мешалками, в котором пульпа последовательно перетекает из одной секции в
другую. В другом варианте экстрактор составляют два сблокированных стальных
цилиндра со многими мешалками. При рабочем объеме экстрактора 730 м3
производительность его равна 340 т/сутки РгО5 при интенсивности
около 25 кг/м3-ч.
Вакуум-фильтры
применяют лотковые и ленточные. Лотковые (карусельные) фильтры состоят из 24
лотков (нутч-филътров), каждый их которых при работе фильтра последовательно
проходят зоны фильтрации, пульпы, обезвоживания осадка, промывки сульфата
кальция и его выгрузки. Фильтрующая поверхность их составляет от 80 до 160 м.
Ленточные фильтры представляют бесконечную перфорированную ленту, на которую
натянуто фильтрующее полотно. При движении ленты она сообщается последовательно
с тремя вакуум-камерами, в которых собираются соответственно основной фильтрат
(продукционная кислота), первый и второй промывные фильтраты.
Рис.2 Технологическая схема производства экстракционной фосфорной
кислоты полугидратным методом: 1 - бункер фосфата, 2 - сборник серной кислоты,
3 - экстрактор, 4 - вакуум-фильтр, 5 - подогреватель фосфорной кислоты, 6 -
концентратор, 7 - промывной скруббер, 8 -сборник промывной жидкости.
Действующие установки по производству фосфорной кислоты
полугидратным методом имеют производительность до 350 тыс. тонн в год и
характеризуются параметрами:
— температура процесса 80 -
100°С,
— отношение жидкой фазы к
твердой 2,5:1,
— исходная концентрация
серной кислоты 0,75 масс. долей,
— степень экстракции 0,98
дол. ед.,
— концентрация
продукционной фосфорной кислоты 0,45 дол. ед. по Р2О5
Всем вариантам экстракционного метода производства фосфорной
кислоты свойственны общие недостатки:
— необходимость упаривания полученной фосфорной кислоты до
концентрации, необходимой в производстве минеральных удобрений,
— сильная коррозия аппаратуры на стадии концентрирования,
— отложение кристаллов сульфата кальция и геля кремниевой кислоты
на стенках аппаратуры.
1.2.
Производство фосфорной кислоты электротермическим методом
1.2.1 Физико-химические основы процесса
Электротермический метод производства фосфорной кислоты основан на
восстановлении фосфатов до элементарного фосфора, его последующем окислении до
оксида фосфора (V) и гидратации оксида до фосфорной кислоты:
Ca5(PO4)3F→ Рn → Р2О5 → Н3РО4.
1. Получение фосфора. Восстановление фосфора из природных фосфатов
представляет собой сложный многостадийный гетерогенный процесс, протекающий
через стадии:
— нагревание компонентов шихты,
— поступление в расплав фосфата кальция и оксида кремния,
— диссоциация трикалъцийфосфата,
— диффузия продуктов диссоциации к поверхности частиц углерода,
— взаимодействие трикальцийфосфата с углеродом и образование
фосфора, оксида углерода (II) и оксида кальция,
— удаление оксида кальция из зоны реакции в виде силикатов
кальция.
В отсутствии флюсов реакция восстановления протекает при
1400°С в течение 20 минут. Для снижения температуры процесса и смещения
равновесия реакции вправо в систему вводят оксид кремния, оксид алюминия или
алюмосиликаты, связывающие образующийся оксид кальция в виде легко удаляемого
шлака:
2Ca5(PO4)3F + 15С + 6SiO2 ↔ЗР2 + 15СО + 3(3CaO·2SiO2) + CaF2 + DН
DН = 1730 кДж.
В присутствии флюсов реакция восстановления протекает с достаточно
высокой скоростью при 1100 - 1300°С. Протекает в диффузионной области и
ускоряется факторами, усиливающими диффузию в твердой фазе и в расплаве:
повышением дисперсности компонентов шихты, образованием легкоплавких
полиэвтектических систем и т.п. Для повышения подвижности расплава и облегчения
выгрузки шлаков процесс восстановления ведут на практике при 1500°С.
2. Сжигание фосфора - гетерогенный экзотермический процесс,
протекает по уравнению:
Р4 жидк. + 5О2 газ = Р4О10
тв - DН
DН = 753кДж
Степень окисления фосфора зависит от температуры в зоне горения и
от скорости диффузии кислорода к поверхности жидкого фосфора. Чтобы обеспечить
полноту сгорания и исключить возможность образования низших оксидов фосфора,
процесс ведут при температуре 1000 - 1400°С и двукратном избытке воздуха.
3. Гидратация оксида фосфора (V) протекает через ряд
стадии. На первой стадии процесса, вследствие высокой температуры в системе,
взаимодействие паров оксида фосфора с водой дает метафосфорную кислоту.
Р4Н10 + 2Н2О = 4НРО3 -
DН.
При
понижении температуры метафосфорная кислота через полифосфорные кислоты
превращается в фосфорную (ортофосфорную) кислоту:
НРОз + Н2О = Н3РО4 - DН.
Процесс гидратации димера оксида фосфора (V) является
экзотермическим и сопровождается выделением значительного количества тепла, что
учитывается при организации этой стадии технологического процесса.
Технологический процесс производства фосфорной кислоты
электротермическим методом может строиться по двум вариантам:
—по одноступенчатой схеме, без предварительной конденсации паров
фосфора, с непосредственным сжиганием выходящего из стадии восстановления
фосфорсодержащего газа;
—по двухступенчатой схеме, с предварительной конденсацией паров
фосфора и последующей переработкой его в фосфорную кислоту (рис. 5.):
Рис. З. Технологические схемы производства фосфорной кислоты
термическим методом: — двухступенчатая, одноступенчатая
При окислении фосфора и гидратации оксида фосфора (V) выделяется большое
количество тепла, которое для поддержания оптимального теплового режима
процесса должно отводиться из системы.
Наиболее распространены циркуляционно-испарительные схемы, в
которых охлаждение газов происходит за счет теплообмена с циркулирующей
фосфорной кислотой и в результате испарения из нее воды. Подобная
технологическая схема установки производительностью 60 тыс. тонн в год 100%
-ной кислоты или 2,5 т/час по сжигаемому фосфору, приведена на рис. 6.
В трехфазную электропечь РКЗ-72 Ф (руднотермическая, круглая,
закрытая, мощностью 72 MB. А, фосфорная) с самоспекающимися анодами 1
поступает из бункера 2 шихта, состоящая из фосфата, оксида кремния (кварцита) и
кокса. Выходящий из печи газ, содержащий 6—10% фосфора, проходит через
газоотсекатель 3 в электрофильтр 4, где из него извлекается пыль. Очищенный газ
направляется в конденсаторы - промыватели - горячий 5 и холодный 6, охлаждаемые
разбрызгиваемой в них водой, которая циркулирует по замкнутому контуру.
Сконденсировавшийся жидкий фосфор собирается в сборниках 7 и 8, откуда
поступает в отстойник 9.
Степень конденсации фосфора из газа достигает 0,995. Выходящий из
конденсаторов газ, содержащий до 85% об. оксида углерода используется в
качестве топлива или сжигается. Шлаки, скапливающиеся в нижней части печи 1,
непрерывно скачиваются и используются в производстве цемента и других
строительных материалов. Из отстойника 9 расплавленный фосфор подается в башню
сгорания 10, где распыляется форсунками в токе воздуха. В башню для охлаждения
подается циркуляционная фосфорная кислота, охлаждаемая предварительно в
холодильнике 11, часть ее в виде 75%-ной фосфорной кислоты, отводится в
качестве продукционной и поступает на склад. Для пополнения в систему вводится
необходимое количество воды. Из башни сгорания газ при температуре 100°С
поступает в башню гидратации-охлаждения 12, орошаемую фосфорной кислотой, где
заканчивается процесс гидратации. За счет орошения температура фосфорной
кислоты на выходе снижается до 40 - 45°С. Циркулирующая в башне гидратации
кислота охлаждается в холодильнике 13. Из башни гидратации 12 газ направляется
в электрофильтр 14. Сконденсировавшаяся в нем из тумана фосфорная кислота
поступает в сборник 15, а отходящие газы выбрасываются в атмосферу.
|
Рис. 4. Технологическая схема производства термической фосфорной
кислоты двухстадийным методом: 1 - электропечь, 2 - бункер шихты, 3 -
газоотсекатель, 4, 14 - электрофильтры, 5 -горячий конденсатор, 6 - холодный
конденсатор, 7, 8 - сборник жидкого фосфора, 9 -отстойник жидкого фосфора, 10 -
башня сгорания, 11, 13 - холодильники, 12 - башня гидратации, 15 - сборник
фосфорной кислоты.
Расход циркулирующей фосфорной кислоты на охлаждение процессов
сгорания и гидратации составляет: в башне сгорания 500 - 750 м3/час,
в башне гидратации 150м3/час.
Основными аппаратами в производстве термической фосфорной кислоты
являются башня сгорания (сжигания) и башня гидратации.
Башня сгорания полая, имеет коническую форму, диаметр около 4 м и
высота около 14 м. Крышка башни охлаждается водой и имеет форсунку для
распыления фосфора. Башня гидратации выполнена в виде цилиндра высотой 15 м и
диаметром 3 м и содержит насадку из колец Рашига и три яруса форсунок для
распыления кислоты.
По сравнению с электротермический методом производства фосфорной
кислоты, экстракционным метод имеет следующие преимущества:
— возможность получения кислоты высокой концентрации, включая
полифосфорные кислоты концентрацией до 115% Р2О5;
— высокая чистота продукта;
— возможность использования фосфатного сырья с низкой
концентрацией фосфора без предварительного обогащения.
Представляет интерес, пока еще теоретический, проблема получения
оксида фосфора (V) непосредственно из фосфатов термической диссоциацией
трикалийфосфата:
Са3(РО4)2 ® ЗСаО + Р2О5
+ DН
по аналогии с промышленным процессом диссоциации карбоната
кальция:
СаСОз ® СаО + СО2+DН, где DН = 178 кДж.
Однако практическая реализация этого метода ограничена чрезвычайно
высоким для практического использования значением теплового эффекта и связано с
необходимостью обеспечения высоких температур и большой затратой энергии.
1.3. Изображение графических моделей ХТС
Химическая схема ХТС
Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + nH3PO4 + 5mH2O =
= (n + 3)Н3РО4 + 5CaSO4 · mH2O + HF.
Смесь серной кислоты и оборотного раствора фосфорной кислоты из
сборника 2 и фосфат из бункера 1 подают в многосекционный экстрактор 3. По мере
движения пульпы в экстракторе образуется фосфорная кислота и завершается
процесс кристаллизации сульфата кальция. Из последней секции экстрактора пульпа
поступает на трехсекционный вакуум-фильтр 4. Основной фильтрат Ф-1 из первой
секции фильтра отводится как продукционная фосфорная кислота, причем часть ее
добавляется к оборотному раствору, направляемому в сборник кислоты 2. Осадок
кальция на фильтре промывается противотоком горячей водой, при этом промывной
раствор Ф-3 используется для первой промывке во второй секции фильтра. Фильтрат
первой промывки Ф-2 направляется в виде оборотного раствора в сборник 2.
Технологическая схема ХТС
Рис.5. Технологическая схема производства экстракционной фосфорной
кислоты полугидратным методом: 1 - бункер фосфата, 2 - сборник серной кислоты,
3 - экстрактор, 4 - вакуум-фильтр, 5 - подогреватель фосфорной кислоты, 6 -
концентратор, 7 - промывной скруббер, 8 -сборник промывной жидкости
Образовавшаяся фосфорная кислота (Ф-1) подогревается в
подогревателе 5 паром и поступает в концентратор 6, где упаривается до заданной
концентрации за счет прямого контакта с топочными газами и направляется на
склад. Выделяющиеся из концентратора газы проходят промывной скруббер 7, в
котором улавливаются соединения фтора и выбрасываются в атмосферу. Газы,
выделяющиеся из экстрактора и содержащие фтористый водород и тетрафторсилан,
поступают на абсорбцию в абсорбер, орошаемой водой или разбавленной
кремнефтористоводородной кислотой. Основные аппараты в производстве
экстракционной кислоты - экстрактор и вакуум-фильтр. Экстрактор - это
железобетонный аппарат прямоугольного сечения, разделенный на 10 секций с
мешалками, в котором пульпа последовательно перетекает из одной секции в
другую. В другом варианте экстрактор составляют два сблокированных стальных
цилиндра со многими мешалками. При рабочем объеме экстрактора 730 м3
производительность его равна 340 т/сутки РгО5 при интенсивности
около 25 кг/м3-ч.
Операторная схема ХТС
Структурная
схема ХТС
1 - экстрактор, 2 – вакуум-фильтр, 3 – подогреватель фосфорной
кислоты, 5 – концентратор
Функциональная схема ХТС
Заключение
В данной
курсовой работе рассмотрены методы получения экстракционной фосфорной кислоты.
Наиболее перспективным является полугидратный способ получения фосфорной
кислоты, так как дает возможность получения концентрированной фосфорной кислоты
(35-37% Р2О5) и увеличение эффективности стадии
фильтрации пульпы в 1,5-2 раза по сравнению с дигидратным способом.
В
работе представлена характеристика исходного сырья и готовой продукции.
Построены химическая, функциональная, структурная, операторная модели ХТС по
получению фосфорной кислоты.
Задание
Определить, какое количество апатитового концентрата
необходимо для получения 1 тонны 96% фосфорной кислоты, если известно, что
апатитовый концентрат содержит 38% пустой породы, а степень его превращения
составляет 86%.
Решение:
Для решения данной задачи необходимо сложить следующие реакции:
2Ca5(PO4)3F + 15C + 6SiO2
→ 3P2 + 15CO + 3(3CaO·2SiO2) + CaF2
P4 + 5O2 → P4O10
P4H10 + 2H2O → 4HPO3
4HPO3 + 4H2O → 4H3PO4
в
итоге получим: 2Ca5(PO4)3F
+ 15C + 6SiO2 + P4 + 5O2 + 6H2O →
3P2 + 15CO + 3(3CaO·2SiO2) + CaF2 + 4H3PO4
1. Рассчитаем количество H3PO4:
1 т – 100%
х - 96%
х = т
2. Рассчитаем количество апатитового концентрата.
М(4H3PO4) = 392
М (2Ca5(PO4)3F) = 1008
х - 1008
0,96 т – 392
х = = 2,468 т
3. С учетом степени превращения получим:
х = = 2,869 т
4. Рассчитаем количество апатитового концентрата, с учетом пустой
породы: 2,869 т – 62%
х - 100%
х = = 4,627 т
Список используемой литературы
1. Абалонин Б. Е. Основы
химических производств: учеб. / Б. Е. Абалонин, И. М. Кузнецова, X. Э. Харламниди. - М.:
Химия. - 2001. - 472 с.
2. Балабеков О. С. Очистка
газов в химической промышленности. Процессы иаппараты / О. С. Балабеков, Л. Ш.
Балтабаев. - М.: Химия. - 1991. - 256 с.
3. Кафаров В. В. Принципы
создания безотходных химических производств / В. В. Кафаров. - М.: Химия. -
1982. - 288 с.
4. Кнунянц И. Л. Химическая
энциклопедия / И. Л. Кнунянц т. 5. - М.: Советская энциклопедия. – 1988. – 671с.
5. Соколов Р. С. Химическая
технология: учеб. пособие для вузов / Р.С. Соколов т. 1. -М.: Владос-пресс.
-2000. -516 с.
|