Усовершенствование технологии производства экстракционной фосфорной кислоты

1.

Балаковский инженерно-технологический институт - филиал
федерального государственного автономного образовательного учреждения
высшего образования
«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Факультет атомной энергетики и технологий
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
На тему
«Усовершенствование технологии производства
экстракционной фосфорной кислоты дигидратным способом»
Выполнил студент группы ХМТН-5з
Нащекин С.С.
Руководитель: к.т.н.доцент кафедры ФЕД
Зернышкина А.А.

2.

Области применения фосфорной кислоты

3.

Цель выпускной квалификационной работы
Целью работы: является модернизация узла фильтрации, установка
дополнительного ленточного вакуум фильтра, в технологический процесс
производства экстракционной фосфорной кислоты.

4.

Характеристика исходного сырья
Наименование сырья, материалов,
и полупродуктов
Показатели
Кислота серная техническая
Массовая доля моногидрата
(H2 SO4 ), %
Концентрат апатитовый
загрубленного помола
не менее 92,5
Массовая доля оксида фосфора
(Р2О5), %,
не менее – 39,0
Массовая доля воды %,
1,0 ± 0,5
Остаток на сите с сеткой №
016К (ГОСТ 6613), %,
20 − 40
Вода оборотная
рН
6,5 до 8,5
Сжатый воздух
Давление воздуха, МПа,
0,4 до 0,6
Пар на технологические нужды
Давление пара, МПа,
0,3до 0,6

5.

Характеристика готовой продукции предприятия
Наименование продукта
Регламентируемые показатели
Кислота фосфорная
экстракционная подупаренная
Массовая доля P2 O5 , %,
не менее 33,0
Содержание сульфатной серы в
пересчете на SО3, %,
не более 4,0
Массовая доля фтора, (F), %,
не нормируется
Массовая доля тв. веществ, %.
не более 4,0
Массовая доля P2 O5 , %,
не менее 27,0
Массовая доля фтора(F), %,
не более 2,0
Массовая доля тв. веществ, %.
не более 1,5
Кислота фосфорная
экстракционная неупаренная

6.

Химизм процесса
Разложение апатитового концентрата, осуществляется, смесью водных растворов,
серной и фосфорной кислот по суммарному уравнению:
Са5 (РО4 )3 F + 5Н2 SО4 + nН3 РО4 + mН2 О→ (n+3) Н3 РО4 + 5 СаSО4 ∙ mН2 О + НF.
Соединения фтора, выделяющиеся в газовую фазу, абсорбируются водой с
образованием раствора кремнефтористоводородной кислоты:
3SiF4 + (n+2) Н2О → 2Н2SiF6 + SiО2 ∙ nН2О.

7.

8.

9.

10.

Основные параметры технологического процесса
Наименование показателя
Единицы
измерения
Значение
Нагрузка по апатитовому
концентрату
т/ч
20 − 100
Расход 92,5%-ной серной
кислоты
м3 /ч
0 − 25
Расход пульпы на фильтр
м3 /ч
120 − 160
Температура пульпы в
экстракторе
℃
83 − 85
Удельный вес фильтрата пульпы
г/м3
1300 − 1315
Расход воды на промывку осадка
первая промывка
вторая промывка
третья промывка
м3 /ч
Температура воды на промывку
фильтрата
℃
70 − 80
Количество воды, подаваемой на
подпитку абсорбционного цикла
м3 /ч
0 − 25
Коэффициент разложения
%
не менее 98,2
Коэффициент отмывки
%
не менее 98,0
не менее 35
не менее 60
не менее 20

11.

«Экологичность проекта»
Блок схема производства фосфорной кислоты, с выделением вредных веществ на ее стадии.

12.

Заключение
Проведя информационный анализ можно сделать вывод, что за счет внедрения и
модернизации дополнительного узла фильтрации, значительно сократится время
простоя при проведении ремонтных и планово предупредительных работ в цехе. без
увеличения
рабочих
нагрузок
реакционных
узлов
даст
нам
увеличение
производственной мощности до 245 тыс.тонн содержания Р2 О5 в Н3 РО4 .
А за счет увеличения нагрузки систем, при работе с новым ленточным вакуум
фильтром, до 45 т/ч по апатиту оценивается дополнительно в 8 тыс.т Р2О5 в год,
(общая выработка ЭФК-1,2 составит 253 тыс.т Р2О5 в год).

13.

Спасибо за Внимание