Разработка технологии получения экстракционной фосфорной кислоты дигидратно-полугидратным методом

Перечень сокращений 8
Введение 9
1. Технологический раздел 11
1.1. Обзор литературы с обоснованием выбора технического решения 11
1.2. Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции 17
1.3. Методы контроля качества готовой продукции 19
1.4. Описание технологического процесса 21
1.5. Основные параметры технологического процесса 27
1.6. Основное технологическое оборудование 28
1.7. Технологические расчеты 32
1.7.1. Материальные расчеты 32
1.7.2. Теплоэнергетические расчеты 39
1.7.3. Экономическая оценка предлагаемого решения 43
2. Раздел «Безопасность» 49
3. Раздел «Экологичность проекта» 60
Заключение 65
Список литературы 66
Приложение

Весь текст будет доступен после покупки

Ортофосфорная кислота H3PO4 представляет собой бесцветные, хорошо растворимые в воде кристаллы, плавится при температуре 42,35 оC. Данная кислота не ядовита. В твердом виде не имеет практического значения, поэтому переводится в 85 %-ный раствор [1].
Впервые ортофосфорную кислоту открыл Р. Бойль в 1640 году с помощью индикаторного метода. Технически же ее получили более 100 лет назад [2].
Ортофосфорная кислота имеет большое значение как важнейший компонент питания растений. Как известно, фосфор используется растениями для построения и укрепления семян и плодов. Также производные данной кислоты очень нужны не только растениям, но и животным. Из ортофосфата кальция состоят кости, зубы и панцири. Ортофосфорная кислота активно участвует в процессах обмена веществ живого организма с окружающей средой, так как образует различные соединения с органическими веществами. У человека ортофосфорная кислота в большом количестве содержится в нервных (мозговых) клетках. Как сказал однажды А.Е. Ферсман – «Фосфор – это элемент мысли».
ЭФК представляет собой важнейший полупродукт при производстве концентрированных фосфорсодержащих минеральных удобрений, таких как, простой суперфосфат, двойной суперфосфат, фосфоритная мука, преципитат. Фосфорные удобрения способствуют повышению урожайности почв. Также они придают растениям зимостойкость и другие устойчивости к другим неблагоприятным климатическим условиям [3].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Технологический раздел
1.1. Обзор литературы с обоснованием выбора технического решения Производство ЭФК в настоящее время и в ближайшей перспективе будет
осуществляться преимущественно сернокислотным разложением природных фосфатов. В России и странах СНГ для производства фосфорной кислоты обычно используют Хибинский апатитовый концентрат и фосфориты Каратау.
Суть сернокислотного разложения фосфатного сырья заключается в извлечении P4O10 (обычно P2O5) в виде H3PO4 [8]. По данному методу природные фосфаты обрабатывают H2SO4 с последующим фильтрованием полученной пульпы для отделения фосфорной кислоты от осадка сульфата кальция. Далее часть выделенного основного фильтрата, а также весь фильтрат, полученный при промывке осадка на фильтре, возвращают в процесс экстрагирования для обеспечения подвижности самой пульпы при ее перемешивании и транспортировке.
В процессе растворения фосфатного минерала в сернофосфорнокислом растворе происходит кристаллизация сульфата кальция, который в зависимости от температуры проведения процесса, содержания Р2О5 в жидкой фазе пульпы, содержания примесей и других факторов кристаллизуется в виде дигидрата, полугидрата или ангидрита.
Различают следующие способы получения ЭФК:
1. Одностадийные: дигидратный, полугидратный, ангидритный;
2. Комбинированные: дигидратно-полугидратный, полугидратно- дигидратный.
Самым распространенным способом получения фосфорной кислоты является дигидратный способ. Схемы дигидратного процесса (рисунок 1) различаются применением или отсутствием циркуляции пульпы, распределением
ХМТН. 24.17.000 ПЗ

Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Разраб. Гончарова Н.А. Разработка технологии получения экстракционной фосфорной
кислоты дигидратно-
полугидратным методом Лит. Лист Листов
Консульт. Зернышкина А.А . 11 70
Н. контр. Зубова Н.Г. БИТИ НИЯУ МИФИ гр. ХМТН-5з
Утв. Чернова Н.М.


реагентов между реакторами, способами охлаждения пульпы, методами разделения твердой и жидкой фаз и промывки фосфогипса [9].

Весь текст будет доступен после покупки

Список используемой литературы:
1. Азимов, А. Краткая история химии / А. Азимов. – Москва : Мир, 1983. –

2. Фигуровский, Н. А. История химии : учебное пособие / Н. А. Фигуровский.

– Москва : Просвещение, 1979. – 311 с.
3. Отчет «Фосагро» за 1 полугодие 2023 года: [Электронный ресурс]. – URL: https://journal.tinkoff.ru/news/review-phor (дата обращения: 14.04.2024).
4. Бесков, В. С. Общая химическая технология: учебник для вузов / В. С. Бесков. – Москва : ИКЦ "Академкнига", 2005. – 452 с.
5. Кафаров, В. В. Принципы создания безотходных химических производств
/ В. В. Кафаров. – Москва : Химия, 1982. – 288 с.
6. Интегрированный годовой отчет публичного акционерного общества
«ФосАгро» за 2023 год: [Электронный ресурс]. – URL: https://ar2023.phosagro.ru (дата обращения: 13.03.2024).
7. Постоянный технологический регламент производства экстракционной фосфорной кислоты отделения ЭФК-1, ЭФК-2 (№ 10 7.1 5.037-тр-004-2019).
8. Экстракционный метод получения фосфорной кислоты: [Электронный ресурс]. – URL: https://studwood.ru/1158790/ekologiya/ekstraktsionnyy_metod (дата обращения: 04.04.2024).
9. Тлеуханова, Г. Б. Изучение научно-производственных принципов химической технологии экстракционной фосфорной кислоты в лабораторных условиях / Г. Б. Тлеуханова, Ж. С. Касымова // Студенческий научный форум. – 2016. – № 1 – С. 98-99.
10. Производство фосфорной кислоты электротермическим методом: [Электронный ресурс]. – URL: https://helpiks.org/5-40420.html (дата обращения: 30.03.2024).
11. Копылев, Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты / Б. А. Копылев. – Ленинград : Химия, 1981. – 224 с.

Весь текст будет доступен после покупки