活化疏松剂作用下酸解磷矿反应的动力学研究

摘要

酸分解磷矿法是目前主要的磷肥生产工艺,普通过磷酸钙又是其中的主要产品之一.该课题从解决过磷酸钙生产中一直以来存在的堆置熟化期长,产品易结块的不利情况出发,对目前一种较为广泛推广的适宜于各种磷矿和工艺过程的工业技术——添加活化疏松剂法进行研究,找出其对硫酸分解磷矿反应过程的作用.活性疏松剂APA(Activator and Porous Agent,简称APA)是一种以表面活性剂为主的有机-无机复合物.从表面活性剂的性质出发,实验先研究了活化疏松剂对硫酸钙结晶过程的影响.结晶过程是酸法磷肥生产中重要的过程之一.结晶的表状和大小在很大程度上决定着工艺流程、设备配置和生产的经济性,实际生产中工艺条件的控制都是围绕如何获得粗大、均匀的晶体于是行的,用酸分解磷矿以制取过磷酸钙、萃取磷酸及其它含磷产品都与硫酸钙结晶有直接联系.实验可知,活化疏松剂能够改变硫酸钙等晶体的晶习,因此,该课题不仅可以实施无堆置熟化过磷酸钙生产的设计提供依据,也可为其它酸解磷矿生产中使用添加剂的研究提供参考.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1磷肥的工业现状

1.3普钙的优点及其存在的问题

1.4国内外研究现状及表面活性剂在肥料中的应用

1.5课题的研究内容和意义

2酸解磷矿反应机理及表面活性剂的作用原理

2.1硫酸分解磷矿反应机理

2.2结晶过程

2.2.1晶核的形成

2.2.2晶体的生长

2.3表面活性剂的作用原理

2.3.1表面活性与表面活性剂

2.3.2表面活性剂在溶液中的性质

2.4表面活性剂对结晶过程的影响

2.4.1表面活性剂对晶核形成的影响

2.4.2表面活性剂对晶体生长过程的影响

2.4.3表面活性剂对晶体生长机制的影响

3酸解磷矿反应动力学模型

3.1宏观反应综述

3.2流-固相非催化反应的物理模型

3.2.1收缩未反应芯模型

3.2.2整体反应模型（Volume reaction model）

3.2.3有限厚度反应区模型(Finite reaction model)

3.2.4微粒模型

3.2.5单孔模型

3.2.6破裂芯模型

3.3酸解磷矿反应数学模型的建立

3.3.1粒径不变时缩芯模型的宏观反应速率

3.3.2酸解磷矿反应第二阶段动力学模型的建立

4.1实验原料

4.2实验装置

4.3实验方法

4.4实验结果及其讨论

4.4.1 APA对硫酸钙晶习的影响

4.4.2酸解磷矿实验

4.5小结

5反应第二阶段动力学方程的拟合

5.1实验的设计思路

5.3实验结果

5.4结果分析

5.5实验数据的拟合模型

5.6模型的显著性检验

6结论

符号说明

参考文献

致谢

附录1过磷酸钙全分析方法（磷钼酸喹啉重量法）

附录2回归方程的统计检验