无机化工单元合成氨合成工段

3.2.4 氨 合 成n 获 得 H 2/N2 约 为 3:1的 原 料 气 后 ， 就 要 进 行 合 成 氨 的最 后 一 步 关 键 反 应 ： 氨 的 合 成 反 应 。n 1、 氨 合 成 反 应 的 热 力 学 基 础n 化 学 平 衡 氨 合 成 反 应 如 下 ： 3H 2(g) + N2(g) 2NH 3(g)+46.22kJ/mol可逆、放热、体积缩小的反应加 压 、 低 温 有 利 高 压 反 应 ， 化 学 平 衡 常 数 不 仅 与 温 度 有 关 ， 还 与 压 力 有 关 。Pi*-各 组 分 平 衡 分 压 ， MPa i -各 组 分 逸 度 系 数fi -各 组 分 逸 度K 可 由 逸 度 图 表 查 取 各 气 体 组 分 的 逸 度 系 数 计 算 计 算 出 Kf和 K 即 可 求 出 Kp, 进 而 可 计 算 不 同 温 度 和 压 力 下 的 氨 平 衡 含 量 。 已 知 Kp， 计 算 平 衡 氨 含 量 x*NH3设 惰 气 含 量 xi, 氢 氮 比 H2/N2=r, 则 有 N2/(N2+H2)=1/(1+r) H2/(N2+H2)=r/(1+r)平 衡 时 各 组 分 分 压 如 下 ：NH3 PNH3=Px*NH3N2 PN2=P1/(1+r)(1-x*NH3-xi)H2 PH2=Pr/(1+r)(1-x*NH3-xi)将 各 平 衡 分 压 带 入 平 衡 常 数 表 达 式 中 ， 有 ：平 衡 氨 含 量 计 算 实 例 整 理 ， 得当 r=3, xi=0, 上 式 又 可 简 化 为 ：当 已 知 温 度 和 压 力 时 ， 可 计 算 平 衡 氨 含 量 。 (1).温 度 提 高 反 应 温 度 ， x*NH3迅 速 下 降 ； 工 业 要 求 反 应 快 ， 温 度 高 于 425 ； 提 高 压 力 补 偿 温 度 升 高 的 影 响 。(2).反 应 气 成 分 如 原 料 气 中 不 含 惰 气 ， 则 H2/N2=3:1时 ， x*NH3最 大 。影 响 合 成 氨 反 应 的 工 艺 参 数 考 虑 组 成 对 Kp的 影 响 ： r小 于 3时 ， x*NH3最 大 ， 随 压 力 而 异 ，在 2.8-2.9之 间 。 n Al2O3-与 氧 化 铁 生 成 尖 晶 石 类 FeAl2O4 (FeO Al2O3) 晶 体 。 还 原 时 Al2O3不 还 原 ， 均 匀 分 散在 -Fe之 间 ， 防 止 活 性 铁 微 晶 在 还 原 时 进 一 步 长 大 ，并 在 活 性 铁 晶 粒 间 产 生 空 隙 ， 增 加 催 化 剂 表 面 积 ， 是结 构 性 助 剂 。n MgO-与 Al2O3类 似 ， 也 是 结 构 性 助 剂 。 在 高 温时 保 护 催 化 剂 中 铁 晶 体 不 被 破 坏 ， 增 强 催 化 剂 抗 硫 能力 。n CaO-降 低 熔 融 物 的 熔 点 和 粘 度 ， 使 Al2O3较 好的 分 散 在 Fe 3O4中 ， 也 可 提 高 催 化 剂 热 稳 定 性 。 n K2O-降 低 催 化 剂 金 属 电 子 逸 出 功 ， 使 铁 更 易 将 电 子 传 输给 氮 。 氮 活 性 吸 附 在 催 化 剂 表 面 时 ， 形 成 偶 极 子 ， 电 子 偏 向于 氮 ， 电 子 逸 出 功 降 低 利 于 氮 的 吸 附 。 只 有 Al2O3和 K2O共 存 时才 具 有 这 种 作 用 。n 反 应 的 活 性 组 成 是 金 属 铁 ， 所 以 使 用 前 要 将 催 化 剂 还原 。 通 常 用 氢 气 作 还 原 剂 ： Fe3O4(s) + 4H2(g) = 3Fe(s) + 4H2O(g) kJ/kmol 选 择 的 反 应 条 件 应 使 铁 充 分 被 还 原 ， 还 原 后 保 证 比表 面 积 最 大 。 还 原 温 度 一 般 选 500-520 。 9.149 0298 H n精 选 天 然 磁 铁 矿 ， 加 入 一 定 量 的 促 进 剂 在 电 炉 中 以熔 融 法 炼 制 ， 冷 却 后 成 为 固 溶 体 ， 经 粉 碎 和 筛 分 制成 各 种 粒 径 的 颗 粒 备 用 。n颗 粒 小 ， 表 面 积 大 ， 反 应 物 易 于 扩 散 进 入 颗 粒 内 部 ，内 表 面 利 用 率 大 ， 生 产 强 度 高 ， 气 流 阻 力 大 。 一 般 ：大 中 型 塔 6-13mm， 小 型 塔 2-4mm。催 化 剂 制 备 合 成 氨 反 应 是 气 固 相 催 化 反 应 ， 经 历 内外 扩 散 、 吸 附 解 吸 、 反 应 等 过 程 。 其 反 应机 理 如 下 ： N2+-Fe=-FeN2 -FeN2=2 -FeN 2-FeN+H 2=2-FeNH 2-FeNH +H 2=2-FeNH 2 2-FeNH 2+H 2=2-FeNH 3 -FeNH 3=-Fe+NH 33、 反 应 机 理 和 动 力 学 1939年 捷 姆 金 和 佩 热 夫 根 据 上 述 机 理 ， 并 作 如 下 假 设 ： 氮 吸 附 是 控 制 步 骤 气 体 为 理 想 气 体 表 面 活 性 位 均 匀 反 应 距 离 平 衡 不 远推 到 出 反 应 速 率 方 程 ：问 题 ： 使 用 理 想 气 体 ， 加 压 时 有 偏 差 距 平 衡 远 时 ， 也 不 适 用 。 PNH3=0， rNH3= 。 大 型 氨 厂 的 流 程 主 要 有 ： 美 国 凯 洛 格 丹 麦 托 普 索 日 本 NEC 英 国 ICI 虽 然 各 公 司 的 合 成 工 艺 有 差 异 ， 但 氨合 成 反 应 的 特 性 使 各 工 艺 具 有 许 多 相 同 之处 ： 4、 氨 合 成 流 程 和 设 备 14 n 氨 合 成 是 一 个 循 环 过 程 ： 由 于 受 平 衡 制 约 ，氨 的 合 成 率 不 高 ， 大 量 未 反 应 的 N2、 H2气体 需 循 环 利 用 。n 基 本 步 骤 ： 氨 的 合 成 、 氨 的 分 离 新 鲜 氢氮 气 的 补 入 ， 未 反 应 气 体 的 压 缩 与 循 环 ，反 应 热 的 回 收 与 惰 性 气 体 排 放 。n 氨 合 成 工 艺 流 程 的 设 计 关 键 ： 在 于 合 理 组合 上 述 几 个 步 骤 ， 其 中 主 要 是 合 理 确 定 循环 机 、 新 鲜 气 补 入 及 惰 性 气 体 放 空 的 位 置以 及 氨 分 离 的 冷 凝 级 数 和 热 能 的 回 收 方 式 。 O2ArN2CH4CO2COH2 % 0% 1)2) 00000 0 4010097.51.50.2 00 401000 01)39454.811 7525 1.00 099.98锅 炉洗 涤 冷 却气 化 空 气 分 离煤 处 理变 换甲 醇 洗液 氨 洗 涤合 成 煤 空 气1tNH 3 1)150PPm2)50PPm 8.58 10 KJ633.6 10 KJ6MPa 3680 750 20.271102656 0.1 350 MPaMPa NM33NM3NM3NM 3NM3NM500H2SCO2废 气 N2O2 氨 冷 凝 分 离 氨 合 成 过 程 中 ， 当 温 度 、 压 力 、 惰 性 气 体 含量 及 H2/N2比 确 定 后 ， 平 衡 氨 含 量 就 是 一 个 定 值 。 因 此 ， 必 须 将 反 应 后 气 体 中 的 氨 分 离 ， 使 循环 回 合 成 塔 入 口 的 氨 含 量 尽 可 能 少 ， 以 提 高 产 氨净 值 。 氨 分 离 方 法(1)、 冷 凝 法 ： 把 含 氨 混 合 气 冷 却 ， 使 其 中 大 部 分 氨冷 凝 与 循 环 气 分 开 。 目 前 工 业 上 常 用 此 法 。(2)、 水 吸 收 法 ： 此 法 利 用 氨 易 溶 于 水 得 到 浓 氨 水 ，氨 水 经 蒸 馏 、 冷 凝 成 为 液 氨 。 缺 点 ： 能 耗 较 大 ，工 厂 用 之 较 少 。(3)、 有 机 溶 剂 吸 收 法 （ 三 甘 醇 等 ） ： 溶 剂 易 挥 发 至混 合 器 中 分 离 不 净 对 催 化 剂 有 影 响 ， 用 之 较 少 。 驰 放 气 由 于 惰 性 气 体 的 不 断 累 积 ， 当 到 一 定 量 时会 影 响 合 成 反 应 ， 降 低 合 成 率 和 氨 的 平 衡 含 量 。因 此 ， 需 定 期 或 连 续 放 空 一 些 循 环 气 。 循 环 压 缩 由 于 氨 合 成 是 在 高 压 下 进 行 ， 而 原 料 气 制备 和 净 化 的 压 力 却 较 低 ； 另 一 方 面 ， 由 于 设 备 和合 成 塔 床 层 的 压 力 降 等 ， 使 循 环 气 与 合 成 塔 进 口气 产 生 压 差 ， 通 过 循 环 加 压 弥 补 压 力 降 损 失 。 19 n 排 放 气 的 回 收 处 理 ：作 为 燃 料 使 用 回 收 氢 气 n 中 空 纤 维 膜 分 离 ： 此 种 材 料 具 有 选 择 渗 透 特 性 ， 水 蒸 气 、 氢 、氦 和 二 氧 化 碳 渗 透 较 快 ， 而 甲 烷 、 氮 、 氩 、 一 氧 化 碳 等 渗 透 较慢 ， 这 样 就 能 使 渗 透 快 者 与 渗 透 慢 者 分 离 。 n 变 压 吸 附 ： 利 用 沸 石 和 分 子 筛 在 不 同 压 力 下 对 气 体 组 分 的 选 择性 吸 附 和 解 吸 原 理 。 当 排 放 气 通 过 分 子 筛 床 层 时 ， 除 氢 以 外 的其 他 气 体 如 氮 、 甲 烷 、 氩 、 氨 、 一 氧 化 碳 等 都 被 吸 附 ， 而 获 得纯 度 达 99.9 以 上 的 氢 气 。 n 深 冷 分 离 技 术 ： 根 据 氢 和 排 放 气 中 其 他 组 分 的 沸 点 相 差 较 大 ，在 深 冷 温 度 下 逐 次 部 分 冷 凝 ， 分 离 出 沸 点 较 高 的 甲 烷 、 氩 及 部分 氮 的 冷 凝 液 ， 而 获 得 含 氢 90 的 回 收 气 。 合 成 塔 使 用 条 件 ： 高 压 压 力 大 于 10MPa 高 温 温 度 400-500 结 构 ： (a) 外 筒 (b)内 件 。n 外 筒 的 结 构 特 点 ： 主 要 承 受 高 压 而 不 承 受 高 温 ， 可 用 普 通 低 合金 钢 或 优 质 低 碳 钢 制 成 。 正 常 情 况 下 ， 寿 命 达40-50年 。 n 内 件 的 结 构 特 点 ： 内 件 承 受 高 温 而 不 承 受 高 压 ， 承 受 的 压 力 为环 隙 气 流 和 内 件 气 流 的 压 差 ， 此 压 差 一 般 为 1-2.0MPa， 可 用 镍 铬 不 锈 钢 制 作 。5、 氨 合 成 塔 氨 合 成 是 在 高 温 高 压 条 件 下 进 行 的 ， 氢 氮 气 对 碳 钢设 备 有 明 显 的 腐 蚀 作 用 。氢 脆 ， 即 氢 溶 解 于 金 属 晶 格 中 ， 使 钢 材 在 缓 慢 变 形 时 发 生脆 性 破 坏 ；氢 腐 蚀 ， 即 氢 气 渗 透 到 钢 材 内 部 ， 使 碳 化 物 分 解 并 生 成 甲烷 ， 甲 烷 聚 积 于 品 界 微 观 孔 隙 中 形 成 高 压 ， 导 致 应 力 集 中 ，沿 晶 界 出 现 破 坏 裂 纹 。 有 时 还 会 出 现 鼓 泡 。在 高 温 高 压 下 ， 氮 与 钢 中 的 铁 及 其 他 很 多 合 金 元 素 生 成 硬而 脆 的 氮 化 物 ， 导 致 金 属 机 械 性 能 降 低 。 n 合 成 塔 内 件 应 具 备 之 条 件 ： 单 塔 生 产 能 力 高 操 作 便 于 调 节 、 控 制 能 较 好 地 回 收 利 用 反 应 热 ， 作 为 系 统 的 能 源 结 构 坚 固 、 可 靠 ， 操 作 维 修 方 便n 根 据 合 成 时 换 热 方 式 的 不 同 ， 氨 合 成 塔 可 分 为 ： 连 续 换 热 式 （ 冷 管 式 ） ： 在 催 化 剂 床 层 中 进行 氨 合 成 反 应 的 同 时 ， 还 与 外 界 进 行 热 量 交 换 。 多 段 间 接 换 热 式 多 段 冷 激 式 （ 凯 洛 格 轴 向 、 托 普 索 径 向 ） 冷 管 式 氨 合 成 塔n 冷 管 设 在 催 化 剂 床 层 中 ， 用 冷 管 中 未 反 应 气 体 带 走 反 应 热 ，使 反 应 在 最 佳 温 度 线 附 近 进 行 。 开 始 用 的 是 双 管 并 流 式 冷管 氨 合 成 塔 ， 发 展 成 并 流 三 套 管 式 ， 以 出 现 了 管 并 流 式 。目 前 我 国 最 常 用 的 是 单 管 并 流 式 合 成 塔 。n 并 流 三 套 管 式 优 点 ： 床 层 温 度 分 布 合 理 ， 催 化 剂 生 产强 度 高 ， 操 作 稳 定 、 可 靠 。 缺 点 ： 结 构 复 杂 ， 冷 管 分 气 盒占 空 间 大 。 还 原 时 升 温 困 难 。n 单 管 并 流 式 优 点 ： 塔 内 部 件 紧 凑 ， 催 化 剂 筐 与 换热 器 间 距 小 ， 塔 有 效 利 用 率 高 。 缺 点 ： 结 构 不 够 牢 固 ， 升气 管 、 冷 管 焊 缝 易 裂 开 。 并 流 三 套 管 示 意 图 单 管 并 流 示 意 图外冷管内冷管催化剂分 气 盒 冷管 升气管催化剂 冷 激 式 氨 合 成 塔n 1、 立 式 轴 向 四 段 冷 激 式 氨 合 成 塔 （ 凯 洛 格 型 ）n 内 件 包 括 ： 四 层 催 化 剂 、 层 间 气 体 混 合 装 置 、 列 管 式 换热 器 。n 优 点 ： 用 冷 激 式 调 节 反 应 温 度 、 操 作 压 力 方 便 ， 结 构 简单 ， 内 件 可 靠 性 好 ， 装 卸 催 化 剂 方 便 。 缺 点 ： 瓶 式 结 构 ，内 件 先 装 入 再 焊 瓶 嘴 。 检 修 、 损 坏 更 换 不 方 便 。n 2、 径 向 二 段 冷 激 式 合 成 塔 （ 托 普 索 型 ）n 优 点 ： 气 体 径 向 流 动 ， 压 降 小 ， 催 化 剂 生 产 强 度 较 大 。 催 化 剂 装 量 小 ， 塔 直 径 较 小 ， 投 资 少 。 采 用 大 盖 密封 ， 运 输 、 安 装 检 修 方 便 。 缺 点 ： 气 体 流 过 催 化 剂 层 时 ，易 出 现 偏 流 。 多 层 轴 向 冷 激 式 合 成 塔 （ 凯 洛 格 ） 径 向 多 段 冷 激 式 合 成 塔 （ 托 普 索 ） 内 部 间 接 连 续 换 热 式 合 成 塔 近 期 国 内 开 发 的 合 成 氨 有 关 技 术计 算 机 应 用 技 术 。造 气 生 产 集 散 控 制 系 统 ；造 气 炉 炉 况 监 测 与 优 化 系 统 ；造 气 专 用 集 散 系 统 ；合 成 、 变 换 工 段 优 化 控 制 系 统 。低 温 变 换 工 艺 技 术 。全 低 变 工 艺 技 术 (一 氧 化 碳 低 温 变 换 技 术 )；一 氧 化 碳 低 硫 低 温 变 换 工 艺 技 术 ；中 低 低 变 换 工 艺 技 术 。 脱 硫 技 术由 北 京 大 学 应 用 化 学 系 魏 雄 辉 博 士 等 人 发 明 的 铁 -碱 溶 液 催 化 法气 体 脱 碳 脱 硫 脱 氰 技 术 (简 称 “ DDS” 脱 硫 技 术 )。精 脱 硫 技 术湖 北 省 化 学 研 究 所 开 发 的 常 温 精 脱 硫 技 术 ； 太 原 理 工 大 学 、 山西 科 灵 催 化 净 化 技 术 发 展 公 司 开 发 的 科 灵 精 脱 硫 新 工 艺 。脱 碳 技 术由 南 化 公 司 研 究 院 开 发 并 获 得 国 家 专 利 的 聚 乙 二 醇 二 甲 醚 法(NHD法 )脱 碳 技 术 。氨 合 成 技 术低 温 低 压 氨 合 成 催 化 剂 。近 期 国 内 开 发 的 合 成 氨 有 关 技 术 主 要 知 识 点n 合 成 氨 的 主 要 生 产 过 程 及 原 料 气 中 氢 气 的 主 要 来 源 ？n 煤 制 气 过 程 的 基 本 原 理 与 典 型 的 鲁 奇 （ Lurgi） 炉 结 构 特 点及 工 艺 流 程 如 何 ？n 消 除 积 碳 主 要 可 采 取 的 措 施 ？n 变 换 反 应 及 其 特 点 分 别 是 什 么 ？n 铁 铬 系 变 换 催 化 剂 的 主 要 组 成 是 什 么 ？ 各 组 分 的 作 用 是 什么 ？n 催 化 剂 为 什 么 在 使 用 前 要 进 行 升 温 还 原 、 卸 出 前 要 钝 化 ？n 中 变 串 低 变 的 工 艺 流 程 如 何 ？ n 氨 合 成 反 应 及 其 特 点 ， 主 要 的 工 艺 条 件 及 基 本 过 程 有 哪 些 ？n 氨 合 成 塔 的 结 构 特 点 及 主 要 类 型 是 什 么 ？ 3.3 无 机 化 学 矿 物 加 工 利 用一 、 概 述二 、 化 学 矿 物 加 工 的 方 法 和 原 理1、 矿 石 的 精 选2、 矿 石 的 热 化 学 加 工3、 矿 石 的 湿 法 加 工三 、 无 机 化 学 矿 物 加 工 利 用1、 酸 浸 取 磷 矿 制 磷 酸2、 硫 铁 矿 焙 烧 制 硫 酸 原 料 气3、 氨 浸 取 明 矾 石 制 氮 钾 混 肥 主 要 的 无 机 化 学 矿 物 品 种n 镁 矿 ： 镁 盐 、 氧 化 镁 、 耐 火 材 料 ；n 石 灰 石 ： 碳 酸 盐 、 钙 盐 、 石 灰 ；n 硼 矿 ： 硼 砂 、 硼 酸 、 硼 、 铁 ；n 硫 矿 ： 硫 酸 、 硫 磺 ；n 钾 矿 ： 钾 盐 、 硫 酸 钾 、 硫 酸 铝 、 氧 化 铝 ；n 磷 矿 ： 磷 酸 、 磷 肥 、 磷 酸 盐 ；n 铝 矿 ： 铝 化 合 物 、 分 子 筛 、 催 化 剂 载 体 ；n 盐 矿 ： 纯 碱 、 烧 碱 、 硫 化 碱 、 泡 花 碱 、 盐 酸 、 氯乙 烯 、 建 筑 材 料 。 磷灰石晶体一 、 概 述 二 、 化 学 矿 物 加 工 的 方 法 和 原 理n 1、 矿 石 的 精 选n 脉 石 ： 矿 石 中 ， 有 的 矿 石 可 以 利 用 ， 有 的 矿 石 不能 利 用 ， 这 种 无 法 利 用 的 矿 物 称 为 脉 石 矿 物 或 简称 。n 精 选 ： 利 用 矿 石 中 各 组 分 的 物 理 或 物 理 化 学 性 质上 的 差 异 将 有 用 成 份 富 集 的 方 法 。n 精 选 方 法 ： A.手 选 、 B.重 力 选 、 C.磁 选 、 D.浮 选等 。 n A.手 选 ： 根 据 矿 石 的 颜 色 、 光 泽 等 外 表 进 行 选 择 ，人 工 选 矿 的 方 法 ， 适 于 小 规 模 生 产 。n B.重 力 选 ： 利 用 矿 石 中 各 组 分 比 重 的 差 异 选 别 的方 法 。 在 水 、 有 机 溶 剂 中 或 方 铅 矿 等 所 配 制 的 悬浮 液 （ 重 介 质 选 矿 ） 中 进 行 ， 或 在 气 流 中 进 行 。n C.磁 选 ： 利 用 矿 物 的 磁 化 系 数 不 同 而 进 行 选 别 的方 法 。 强 磁 性 ： 磁 铁 矿 、 钛 磁 铁 矿 、 磁 黄 铁 矿 等非 磁 性 ： 方 解 石 、 石 英 等弱 磁 性 ： 赤 铁 矿 、 褐 铁 矿 、 菱 铁 矿 、 钛 铁 矿 、 水 锰 矿 、 软 锰 矿 等根 据 矿物 的 磁化 系 数大 小 D.浮 选 （ 泡 沫 浮 游 选 矿 法 ）利 用 矿 石 中 各 组 分 被 水 润 湿 程 度 的 差 异矿 物 悬 浮 在 水 中 鼓 入 空 气 泡 易 被 水 润 湿 的 （ 沉 ） 不 易 被 水 润 湿 的 （ 浮 ） 捕 获 剂 ： 能 使 某 些 矿 物 表 面 生 成 一 层 憎 水 膜 ， 使其 与 气 体 泡 沫 结 合 而 使 矿 物 上 浮 的 物 质 。加 入 捕 获 剂 的 原 因 ： 绝 大 多 数 矿 物 均 易 被 水 润 湿 ， 因此 必 须 加 入 一 种 捕 收 剂 ， 使 各 种 矿 物 具 有 不 同 的 润湿 性 以 达 到 分 离 的 目 的 。 起 泡 剂 ： 表 面 活 性 物 质 ， 含 有 -OH、 -NH2、 -COOH、 CO等 极 性 基 团 。 起 泡 剂 在 矿 浆 中 定 向吸 附 在 空 气 与 水 的 界 面 上 ， 其 极 性 基 朝 向 水 ，非 极 性 基 朝 向 空 气 。 加 入 起 泡 剂 的 原 因 ： 在 浮 选 时 ， 为 了 生 成 能较 长 时 间 存 在 的 大 量 泡 沫 ， 要 添 加 起 泡 剂 。 加入 起 泡 剂 后 能 促 使 流 体 形 成 结 实 外 膜 的 气 泡 ，这 样 当 气 泡 互 相 接 触 时 ， 就 不 易 兼 并 破 裂 。 又由 于 起 泡 剂 分 子 的 定 向 吸 附 作 用 ， 使 气 液 界 面上 的 界 面 张 力 降 低 ， 气 泡 变 得 较 为 坚 韧 稳 定 。 常 用 的 起 泡 剂 ： 松 油 、 桉 树 油 、 煤 焦 油 、 甲 酚及 某 些 高 级 醇 。 抑 制 剂 ： 增 加 矿 石 中 非 上 浮 组 分 的 亲 水 性 而 使 之完 全 地 沉 底 ， 以 提 高 选 矿 效 果 。 常 用 的 抑 制 剂 ：氰 化 物 、 水 玻 璃 、 石 灰 、 氨 水 等 。 调 节 剂 ： 改 变 浮 选 介 质 的 PH值 ， 调 节 其 它 药 剂 的作 用 ， 消 除 有 害 离 子 的 影 响 和 调 节 泥 浆 的 分 散 度及 絮 凝 度 。 如 石 灰 、 碳 酸 钠 、 硫 酸 、 磷 酸 盐 及 硫化 钠 及 硫 酸 等 。 解 毒 剂 ： 在 矿 物 和 水 中 往 往 存 在 一 些 能 阻 止 矿物 表 面 形 成 憎 水 膜 使 浮 选 不 能 进 行 的 物 质 ， 称浮 选 毒 物 。 为 了 消 除 或 减 弱 它 们 对 浮 选 的 负 面作 用 ， 通 常 添 加 石 灰 、 纯 碱 、 碳 酸 钡 、 硫 酸 锌和 硫 酸 铁 作 为 解 毒 剂 。 正 浮 选 ： 将 其 中 的 有 用 成 份 浮 入 泡 沫 产 物 中 ，而 将 脉 石 矿 物 留 在 矿 浆 中 反 浮 选 ： 将 脉 石 矿 物 浮 入 泡 沫 产 物 而 将 有 用 矿物 留 在 非 泡 沫 产 物 中 2、 矿 石 的 热 化 学 加 工 煅 烧 、 焙 烧 、 烧 结 的 定 义 ：n 煅 烧 ： 在 低 于 熔 点 的 适 当 温 度 下 ， 加 热 物 料 ，使 其 分 解 ， 除 去 挥 发 份 的 过 程 。n 焙 烧 ： 将 矿 石 、 精 矿 在 空 气 、 氯 气 、 氢 气 、 甲烷 、 一 氧 化 碳 和 二 氧 化 碳 等 气 流 中 不 加 或 配 加一 定 的 物 料 ， 加 热 至 低 于 炉 料 的 熔 点 ， 发 生 氧化 、 还 原 或 其 他 化 学 变 化 的 单 元 过 程 。n 烧 结 ： 将 矿 粉 和 石 灰 、 纯 碱 、 硫 酸 钠 、 亚 硫 酸钠 等 烧 结 剂 混 合 ， 在 高 于 炉 料 熔 点 的 温 度 下 发生 化 学 反 应 的 过 程 。 煅 烧 的 工 业 应 用 石 灰 石 煅 烧 制 氧 化 钙 ：n 将 石 灰 石 与 煤 配 （ 煅 烧 是 吸 热 反 应 ， 需 燃烧 焦 炭 或 烟 煤 ） 制 成 一 定 的 比 例 ， 在 石 灰窑 中 与 800-1000 煅 烧 1-4h， 分 解 为 氧 化钙 和 二 氧 化 碳 。 重 碱 （ NaHCO3） 煅 烧n 2NaHCO3 Na2CO3+CO2 +H2O 煅 烧 温 度 ： 165 190 焙 烧 的 分 类 与 工 业 应 用 n 氧 化 焙 烧 ： 硫 铁 矿 （ FeS2） 焙 烧 。n 硫 酸 化 焙 烧 ： 使 某 些 金 属 硫 化 物 氧 化 成 为 易 溶于 水 的 硫 酸 盐 的 焙 烧 过 程 。n 挥 发 焙 烧 ： 空 气n 氯 化 焙 烧 ： 借 助 于 氯 化 剂 （ 如 Cl2， HCl， NaCl，CaCl2等 ） 的 作 用 ， 使 物 料 中 某 些 组 分 转 变 为 气 态或 凝 聚 态 的 氯 化 物 ， 从 而 与 其 他 组 分 分 离 。n 还 原 焙 烧n 氧 化 钠 化 焙 烧 ： 向 矿 石 中 加 适 量 钠 化 剂 （ 如Na 2CO3， NaCl， Na2SO4等 ） ， 焙 烧 后 生 成 易 溶 于水 的 钠 盐 。 烧 结 的 工 业 应 用 n 钙 镁 磷 肥 生 成 原 理 用 磷 矿 与 硅 矿 物 配 制 的 原 料 ，在 电 炉 、 高 炉 或 平 炉 中 于 1350 1500 熔 融 溶 体用 水 骤 冷 ， 形 成 粒 度 小 于 2mm的 玻 璃 质 物 料 ， 经 干燥 磨 细 后 成 为 产 品 。 各 种 含 镁 物 料 如 蛇 纹 石 、 白云 石 、 橄 榄 石 等 均 可 作 助 剂 。n 钙 镁 磷 肥 由 CaO， MgO， P2O5和 SiO2四 个 主 要 成 分 组成 。 其 中 CaO， P2O5来 自 磷 矿 ， MgO， SiO2来 自 助 溶剂 。 磷 矿 与 助 熔 剂 配 制 成 矿 料 ， 应 使 制 得 的 产 品中 含 P 2O5尽 可 能 高 ， 而 熔 点 最 低 ， 溶 体 粘 度 最 小 。 烧 结 、 焙 烧 和 煅 烧 的 区 别 ： 反 应 温 度 是 不 同 。 焙 烧 和 煅 烧 都 在 低 于 炉料 熔 点 的 高 温 下 进 行 ， 烧 结 在 高 于 炉 料 熔点 的 高 温 下 进 行 . 烧 结 是 物 料 配 加 还 原 剂 、 助 熔 剂 的 化 学 转化 过 程 。 焙 烧 是 原 料 与 空 气 、 氯 气 等 气 体以 及 添 加 剂 发 生 化 学 反 应 ， 煅 烧 是 物 料 发生 分 解 反 应 ， 失 去 结 晶 水 或 挥 发 组 分 。 3、 矿 石 的 湿 法 加 工 矿 石 的 湿 法 加 工 ： 利 用 溶 剂 使 其 有 用 组 分 进 入溶 液 ， 然 后 再 将 溶 液 进 一 步 加 工 。 溶 剂 的 选 择 ： 有 用 组 分 是 水 溶 性 的 -水 ； 水 不溶 性 的 -酸 、 碱 溶 液 。n 溶 解 ： 矿 石 中 不 溶 性 组 分 不 多 ， 用 溶 剂 处 理 后的 残 渣 很 少 ， 这 种 过 程 称 为 溶 解 。n 浸 取 ： 用 溶 剂 处 理 后 的 残 渣 量 较 大 ， 可 溶 组 分要 从 其 中 提 取 的 过 程 。 浸 取 条 件（ 1） 温 度 ： 反 应 的 浸 取 高 温 有 利 ， 扩 散 控 制 的 浸 取温 度 影 响 不 大 ， 高 温 使 杂 质 增 多 。（ 2） 浸 取 剂 种 类（ 3） 浸 取 剂 浓 度 ： 一 般 高 有 利 ， 工 业 上 适 宜 浓 度 。（ 4） 固 体 粒 度 ： 小 有 利 ， 故 要 对 原 料 破 碎 、 筛 分 等 。（ 5） 孔 隙 率 ： 高 的 孔 隙 率 。（ 6） 搅 拌 ： 对 液 相 扩 散 控 制 的 有 利 。（ 7） 浸 取 时 间 ： 由 浸 取 率 和 杂 质 共 同 决 定 。 浸 取 液 的 处 理 方 法（ 1） 结 晶（ 2） 吸 附（ 3） 离 子 沉 淀（ 4） 金 属 沉 淀（ 5） 气 体 沉 淀（ 6） 离 子 浮 选 和 沉 淀 浮 选（ 7） 离 子 交 换（ 8） 溶 剂 萃 取（ 9） 固 体 或 液 体 阴 极 电 积 9-11班 学 期 报 告 （ Term Paper）题 目 一 ： 磷 酸 的 生 产 工 艺 （ 学 号 ： 1-12）题 目 二 ： 硫 酸 的 生 产 工 艺 （ 学 号 ： 13-25）题 目 三 ： 硝 酸 的 生 产 工 艺 （ 学 号 ： 26-最 后 ）要 求 ： 结 构 类 似 科 技 论 文 前 言 、 生 产 的 化 学 原 理 、 典 型 工艺 、 讨 论 分 析 、 结 论 、 参 考 文 献 等提 交 ： 以 纸 质 及 ppt形 式 6-8班 学 期 报 告 （ Term Paper）题 目 一 ： 纯 碱 的 生 产 工 艺 （ 学 号 ： 1-12）题 目 二 ： 烧 碱 的 生 产 工 艺 （ 学 号 ： 13-25）题 目 三 ： 尿 素 的 生 产 工 艺 （ 学 号 ： 26-最 后 ）要 求 ： 结 构 类 似 科 技 论 文 前 言 、 生 产 的 化 学 原 理 、 典 型 工艺 、 讨 论 分 析 、 结 论 、 参 考 文 献 等提 交 ： 以 纸 质 及 ppt形 式 中 国 化 学 会 的 专 业 杂 志 由 中 国 化 学 会 主 办 的 期 刊 共 有 21种 ， 其 中 内 部 期 刊 1种 ，英 文 期 刊 4种 。 21种 期 刊 分 别 为 ： 中 国 化 学 快 报 （ 英 文 ） 月 刊 ： 由 中 国 化 学 会 主 办 ， 中 国 医 学 院 药 物 所 和 中 国 化 学 会 承 办 。 化 学 学 报 半 月 刊 ： 由 中 国 化 学 会 主 办 ， 中 国 科 学 院 上 海 有 机 化 学 研 究 所 承 办 。 中 国 化 学 （ 英 文 ） 月 刊 ： 由 中 国 化 学 会 主 办 ， 中 国 科 学 院 上 海 有 机 化 学 研 究 所 承 办 。 有 机 化 学 月 刊 ： 由 中 国 化 学 会 主 办 ， 中 国 科 学 院 上 海 有 机 化 学 研 究 所 承 办 。 物 理 化 学 学 报 月 刊 ： 由 中 国 化 学 会 主 办 ， 北 京 大 学 承 办 。 高 分 子 学 报 月 刊 ： 由 中 国 化 学 会 主 办 ， 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 承 办 。 高 分 子 科 学 （ 英 文 ） 双 月 刊 ： 由 中 国 化 学 会 主 办 ， 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 承 办 。 高 分 子 通 报 月 刊 ： 由 中 国 化 学 会 主 办 ， 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 承 办 。 化 学 通 报 月 刊 ： 由 中 国 化 学 会 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