脲硫酸復(fù)肥工藝優(yōu)化及工業(yè)化的基礎(chǔ)研究.pdf

1、清潔型脲硫酸復(fù)肥生產(chǎn)工藝能夠直接利用中低品位的磷礦生產(chǎn)NPK復(fù)合肥,因其生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)品性能優(yōu)良且在生產(chǎn)過程中無“三廢”排放,具有較好經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。本文針對清潔型脲硫酸復(fù)肥生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究,主要對脲硫酸溶液的物性數(shù)據(jù)如密度、粘度進(jìn)行了測定與關(guān)聯(lián),對脲硫酸溶液分解磷礦的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,制備了脲硫酸復(fù)肥并對其氮素緩釋性能進(jìn)行了研究。
　　 1、脲硫酸溶液密度、粘度的測定與關(guān)聯(lián)。采用比重瓶法測定了

2、組成為(尿素:硫酸:水(摩爾比)=X:1:Y;X=0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5,Y=1、2)的脲硫酸溶液在283.15K～363.15K范圍內(nèi)的密度;采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定了組成為(尿素:硫酸:水=X:1:Y;X=1、1.5、2、2.5、3、3.5,Y=1、2)的脲硫酸溶液在288.15K～363.15K范圍內(nèi)的粘度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　 脲硫酸溶液組成一定時(shí),溶液的密度隨溫度的增加而減小;溫度一定時(shí),脲硫酸溶液的密度

3、隨尿素的摩爾分率的增加而減小,隨水的摩爾分率增加而減小。脲硫酸溶液的密度(p/g·cm3)與溶液中尿素摩爾分率m和溶液體系的溫度(T/K)之間的關(guān)系滿足如下方程:p=exp(A+B×m/T-c)脲硫酸溶液組成一定時(shí),溶液的粘度隨溫度的升高而減小。溶液粘度減小的過程可以分為三個(gè)階段:粘度急劇減小階段、粘度緩慢減小階段、粘度基本不變階段。溫度一定時(shí),溶液的粘度隨尿素的摩爾分率增加呈現(xiàn)先增大后減小趨勢,隨水的摩爾分率的增加而減小。脲硫酸溶液的

4、粘度(η/mPa.s)與溫度(T/K)之間的關(guān)系可以由如下方程擬合:η=Aexp(B/T-c)。
　　 2、脲硫酸溶液分解磷礦工藝條件的優(yōu)化。考察了脲硫酸溶液分解中、低品位的磷礦過程中:反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、攪拌速度、礦粉粒度、酸解劑用量、酸解劑配比、活化劑的使用等對磷礦轉(zhuǎn)化率的影響,獲得了脲硫酸溶液分解磷礦較優(yōu)的工藝條件。在優(yōu)化的工藝條件下,脲硫酸溶液分解磷礦的轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到94％左右,工藝條件的優(yōu)化為脲硫酸復(fù)合肥的工業(yè)化實(shí)施提