磷礦酸解工藝研究

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XRD物相分析

利用MDIJade6軟件對圖譜進行分析，特征峰較明顯的礦物有：氟磷灰石、方解石、白云石及石英等，而磷主要存在于非晶質凝膠集合體和泥晶碳氟磷灰石中。

礦樣成分分析結果

采用化學法對礦樣的成分進行分析，結果見表2。

正交實驗結果與分析

根據表1進行實驗，得到表3實驗結果。對表3中的結果進行極差分析，結果表明，酸比對P2O5的浸出率影響最大，其次是液固比，再次是溫度，影響最小的是礦粉粒度。

酸比對P2O5浸取率的影響

對正交實驗得到的結果進行分析，得出各因素不同水平的均值，根據各因素不同水平均值考察單因素對P2O5浸取率的影響。酸的用量用實際用量與理論用量的比值來表征，即酸比。酸比對P2O5浸取率的影響見圖2。從圖2看出，當酸比小于105％時，P2O5浸取率隨酸的用量增加而增大，當酸比大于105％后，P2O5浸取率隨酸的用量增加沒有變化。在酸比小于105％時，酸全部參加反應，在此過程中，P2O5浸取率隨酸的用量增加而增大；在酸比大于105％后，多余的酸并未參加反應，導致酸的用量增加，P2O5浸取率不產生變化。

液固比對P2O5浸取率的影響

當酸的用量確定后，用液固比來表征酸的濃度，液固比對P2O5浸取率的影響見圖3。從圖3可知，P2O5浸取率隨液固比的增大而增大，且當液固比小于260％時，酸的濃度對P2O5浸取率的影響較大，液固比大于260％后，酸的濃度對P2O5浸取率影響減小。液固比較小時，反應時所生成的不溶性物質濃度較大，易附著于礦粉表面，阻止氫離子進一步反應，致使P2O5浸取率較低，反之，P2O5浸取率較高。

溫度對P2O5浸取率的影響

溫度能影響化學反應平衡、化學反應速度，同時對P2O5浸取率也有一定影響，P2O5浸取率隨溫度的變化見圖4。從圖4看出，當溫度低于45℃時，P2O5浸取率隨溫度升高而升高，當溫度高于45℃時，P2O5浸取率隨溫度的升高而略有降低。溫度較低時，氫離子的活性較低，不能全部參與反應將P2O5浸出，所以溫度低于45℃時，P2O5浸取率隨溫度升高而升高；當溫度較高時，鹽酸易于揮發而損耗，使酸的利用率降低，所以在溫度高于45℃時，P2O5浸取率會隨溫度的升高而略有降低。

粒度對P2O5浸取率的影響

礦粉粒度大小直接關系到化學反應接觸面積的大小，是影響化學反應速度和程度的重要因素。粒度對P2O5浸取率的影響見圖5。從圖5可知，當礦粉的粒度小于200目時，P2O5浸取率隨礦粉粒度減小而增大；當礦粉的粒度大于200目后，P2O5浸取率隨礦粉粒度減小而減小。當礦粉的粒度較大時，酸不能有效地進入礦粉顆粒的芯部，使得反應不完全，P2O5浸取率偏低。但當礦粉的粒度小到一定程度后，礦粉與體系接觸的面積增大，部分反應生成的不溶性物質易將礦粉包裹，酸不能有效進入礦粉表面，使反應不完全，使得P2O5浸取率在礦粉粒度小于200目時，隨礦粉粒度減小而增大，在礦粉粒度大于200目時，隨礦粉粒度減小而減小。2．8檢驗性實驗根據正交實驗及單因素對P2O5浸取率的影響分析結果，得出最佳酸解工藝條件為：酸比105％、液固比260％、酸解溫度45℃、礦粉粒度200目。為了驗證結果的正確性，在酸比為105％、液固比為260％、酸解溫度為45℃、礦粉粒度為200目的條件下進行實驗，得到P2O5浸取率為98．74％。

本文作者：吳素彬聶登攀王振杰曾從江劉安榮薛安作者單位：貴州省冶金化工研究所