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湿法磷酸生产过程中主要副产物是磷石膏,每生产1吨湿法磷酸可产生磷石膏4.5一5.0t。目前我国的利用率很低,主要原因是磷石膏中杂质含量多,成分波动大,大多数企业都直接排放。磷石膏堆放,不仅占用大量土地,而且造成环境污染,因此有必要寻求合理的磷石膏利用途径,以满足磷肥工业的可持续发展和磷石膏的有效利用。 本论文以磷石膏为研究对象,结合已有磷石膏净化方法,提出水洗酸浸再水洗的工艺路线。通过实验得到水洗磷石膏的最佳工艺条件为磷石膏与水以2:1混合,常温条件下反应一小时,过滤,以淋洗方式洗涤至中性。同时在水洗基础上,研究不同酸化剂净化磷石膏的工艺条件,依据单因素实验和正交实验得到硫酸处理磷石膏的最佳工艺条件是硫酸浓度13%、反应温度70℃、反应时间3h、液固比3:1,该工艺条件下的磷石膏中不溶磷含量为0.087%;柠檬酸净化磷石膏工艺的最佳条件是柠檬酸浓度13%、反应温度70℃、反应时间4h、液固比2:1,该工艺条件下的磷石膏中不溶磷含量为0.151%。 本文还考察了低浓度条件下,酸化剂净化磷石膏的最佳工艺条件。硫酸浓度为3%时,硫酸处理磷石膏的最佳工艺条件是反应温度60℃、反应时间2h、液固比2:1,该工艺条件下的磷石膏中不溶磷含量为0.17%;柠檬酸浓度为3%时,柠檬酸处理磷石膏的最佳工艺条件是反应温度80℃、反应时间2h、液固比3:1,该工艺条件下的磷石膏中不溶磷含量为0.193% 考虑脱磷效果及脱磷成本,使用低浓度硫酸浸取磷石膏工艺,最佳工艺参数为硫酸浓度3%、反应温度60℃、反应时间2h、液固比2:1,此时磷石膏中不溶磷含量为0.17%,低于0.2%,达到净化要求。结合水洗酸浸最佳工艺条件对年处理5000吨磷石膏进行主要设备选型和成本预算。