湿法磷酸生产原理
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展1. 引言1.1 湿法磷酸净化技术概述湿法磷酸净化技术是一种常见的工业废水处理技术，用于去除废水中的磷酸盐，从而达到净化水质的目的。
磷酸是一种常见的水质污染物，过量的磷酸会导致水体富营养化，从而影响水体生态平衡和人类健康。
湿法磷酸净化技术主要是通过化学反应将废水中的磷酸盐转化为不溶于水的沉淀物，然后通过沉淀物的沉淀和分离过程，彻底去除磷酸盐。
这种技术通常包括混凝、絮凝、沉淀、澄清、过滤等步骤，可以有效去除废水中的磷酸盐。
目前，湿法磷酸净化技术已经在各种领域得到广泛应用，包括污水处理厂、化工厂、电镀厂等。
随着环保意识的提高和污水排放标准的不断提高，湿法磷酸净化技术将在未来得到更广泛的应用和发展。
2. 正文2.1 湿法磷酸净化技术原理湿法磷酸净化技术原理是指利用化学方法将含有磷酸的废水进行处理，使其达到排放标准的一种技术。
其主要原理包括四个方面：沉淀法、氧化还原法、中和法和吸附法。
首先是沉淀法，通过添加适当的沉淀剂，使废水中的磷酸与沉淀剂起反应生成不溶性沉淀，进而达到磷酸净化的目的。
其次是氧化还原法，通过氧化剂或还原剂的作用，将废水中的磷酸氧化或还原成不易溶解的物质，从而实现磷酸的净化。
再次是中和法，通过添加中和剂中和废水中的酸性物质，使磷酸转化为不易溶解的盐类，达到净化的效果。
最后是吸附法，利用活性炭、氧化铁等材料具有较强的吸附性能，将废水中的磷酸吸附到材料表面，从而使废水中的磷酸得到去除。
综合以上几种原理，湿法磷酸净化技术能有效处理磷酸废水，保护环境，提高水质。
2.2 湿法磷酸净化技术应用领域湿法磷酸净化技术在不同领域有着广泛的应用。
环境保护领域是湿法磷酸净化技术的主要应用领域之一。
在环保领域，湿法磷酸净化技术被用于处理工业废水、农业废水和生活污水中的磷酸盐污染物。
磷酸盐是一种常见的污染物，会导致水体富营养化，破坏水生态系统的平衡，影响水质和生物多样性。
通过湿法磷酸净化技术，可以有效去除废水中的磷酸盐，净化水质，保护水环境。
磷酸工艺知识
磷酸工艺知识讲解第一讲二水湿法磷酸工艺原理一、湿法磷酸生产化学反应原理1、反应方程式：Ca5(PO4)3F + 5H2SO4+ 5n•H2O = 5CaSO4•nH2O + 3H3PO4+ HF↑磷矿石硫酸磷石膏(副产品) 磷酸(产品) 尾气其中，未定变量n有三种值，分别为0、1/2、2，则对应的副产品也分为三种，分别为无水物、半水物与二水物。
同时对应的生产方法也分别叫：无水法、半水法与二水法。
在实际的国内乃至国际工业生产中，二水法磷酸的生产工艺占80%以上。
2、二水法磷酸工艺原理：当n=2时，1中的方程式为：Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4•2H2O + 3H3PO4+ HF↑3、硫酸分解中磷矿分两步完成①磷矿首先被磷酸分解：Ca5(PO4)3F+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF② Ca(H2PO4)2与硫酸反应生成磷酸：5Ca(H2PO4)2 + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4•2H2O + 10 H3PO4由上可知，磷矿在反应槽中首先与槽内的磷酸反应，所以工艺上应将硫酸加入点放在磷矿加入点的后面位置。
4、什么叫二水湿法磷酸工艺？磷酸的工业生产方法分为热法生产与湿法生产两类。
从广义上讲，凡是用酸分解磷矿制成的磷酸，称为湿法磷酸，通常用硫酸分解磷矿，所以上述用硫酸分解磷矿，且副产品是二水物的磷酸生产工艺称为二水湿法磷酸工艺。
5、二水法工艺技术主要特点：（与半水法或其它方法相比较）①流程简单、操作稳妥可靠；②装置建厂数量最多，且单系列生产规模最大，居各种工艺之首；③对磷矿适应性强，特别对我国磷矿品位低，杂质含量高的情况尤为适用；④在较低的酸温和较低的酸浓度下操作，使得衬胶设备和不锈钢设备使用寿命延长；⑤二水石膏过滤不受过滤机类型限制，转台式、翻盘式及带式均可使用；⑥工业化磷酸装置P2O5收率一般在94%——96%之间。
二、湿法磷酸生产的原料湿法磷酸生产的主要原料是磷矿与硫酸。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是指利用化学方法将磷酸废水中的磷酸化合物进行分离和处理的一种环保技术。
随着环保意识的增强和政府对环境保护的重视，湿法磷酸净化技术在近年来得到了广泛的关注和应用。
本文将从湿法磷酸净化技术的原理、发展现状和未来趋势进行介绍和分析。
一、湿法磷酸净化技术的原理湿法磷酸净化技术主要包括沉淀法、结晶法、草酸法和离子交换法等方法。
沉淀法是目前应用最广泛的一种方法。
其原理是将磷酸废水中的磷酸化合物与适当的金属离子，如铁、铝等金属离子，反应生成沉淀物，然后通过过滤或沉淀把沉淀物分离出来，从而达到净化磷酸废水的目的。
结晶法是通过调节磷酸废水中的温度和浓度，使磷酸化合物结晶析出，然后通过过滤等工艺将其分离。
草酸法是利用草酸盐与磷酸化合物生成沉淀，离子交换法则是通过离子交换树脂将磷酸化合物吸附并分离出来。
目前，湿法磷酸净化技术在磷化工、磷矿提取、焦化、冶金、玻璃、有色金属和印染等行业得到了广泛的应用。
在磷肥生产过程中，大量的磷酸废水需要进行处理，湿法磷酸净化技术为解决这一问题提供了有效的技术手段。
在磷矿提取中，湿法磷酸净化技术可以有效地净化含磷废水，降低环境污染。
在焦化和冶金行业，利用湿法磷酸净化技术可以有效地处理含磷废水，降低对水环境的影响。
在玻璃、有色金属和印染行业，湿法磷酸净化技术也发挥了重要作用。
近年来，随着环保要求的提高，我国对湿法磷酸净化技术的研究和应用开始得到重视。
一些大型磷化工企业纷纷投入资金进行湿法磷酸净化技术的研发和应用，取得了一定的成果。
一些科研院所和高校也对湿法磷酸净化技术进行了深入研究，提出了一些新的方法和技术。
这些都为湿法磷酸净化技术的发展奠定了基础。
随着科技的不断进步和环保要求的提高，湿法磷酸净化技术将会迎来更广阔的发展空间。
针对湿法磷酸净化技术中存在的一些问题，如成本较高、操作复杂等，科研人员将会继续深入研究和改进，寻求更经济、高效的处理方法。
随着环保法规的不断完善和执行力度的加大，企业将会更加重视湿法磷酸净化技术的研究和应用，推动其产业化发展。
制湿法磷酸实验报告
一、实验目的1. 了解湿法磷酸的制备原理和工艺流程。
2. 掌握湿法磷酸的制备方法和操作步骤。
3. 通过实验验证湿法磷酸制备过程中的关键参数对产品质量的影响。
二、实验原理湿法磷酸制备原理：以磷矿石为原料，通过硫酸或盐酸等无机酸浸出，得到粗磷酸，再经过净化、浓缩等步骤，最终得到湿法磷酸。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 磷矿石（P2O5含量≥30%）- 硫酸（浓度98%）- 碳酸钠（纯度≥99%）- 硫酸铵（纯度≥99%）- 氢氧化钠（纯度≥99%）- 活性炭- 滤纸- 实验用水2. 实验仪器：- 磷矿石浸出装置- 磷酸浓缩装置- 蒸馏装置- pH计- 电热恒温水浴锅- 电子天平- 磷酸滴定仪- 离心机四、实验步骤1. 磷矿石浸出- 将磷矿石破碎至小于10mm的颗粒。
- 将破碎后的磷矿石与硫酸按一定比例混合，放入浸出装置中。
- 控制浸出温度和浸出时间，使磷矿石充分浸出。
- 浸出液经过滤，得到粗磷酸。
2. 净化- 将粗磷酸与活性炭混合，进行吸附净化。
- 吸附后的磷酸通过滤纸过滤，去除活性炭。
- 调节pH值至6.5-7.5，使磷酸中的杂质离子沉淀。
3. 浓缩- 将净化后的磷酸放入浓缩装置中，加热浓缩。
- 控制浓缩温度和浓缩时间，使磷酸浓度达到要求。
4. 脱水- 将浓缩后的磷酸通过蒸馏装置进行脱水，得到湿法磷酸。
5. 检测与分析- 对制备的湿法磷酸进行P2O5含量、pH值、杂质离子含量等指标的检测。
- 分析实验数据，探讨关键参数对产品质量的影响。
五、实验结果与分析1. P2O5含量：实验制备的湿法磷酸P2O5含量达到（以P2O5计）≥40%。
2. pH值：实验制备的湿法磷酸pH值在6.5-7.5范围内。
3. 杂质离子含量：实验制备的湿法磷酸中，铁、镁、铝等杂质离子含量均低于国家标准。
4. 实验数据分析：通过实验数据可以看出，影响湿法磷酸制备质量的关键参数有浸出温度、浸出时间、净化温度、净化时间、浓缩温度、浓缩时间等。
磷酸工艺
磷酸工艺知识讲解第一讲二水湿法磷酸工艺原理一、湿法磷酸生产化学反应原理1、反应方程式：Ca5(PO4)3F + 5H2SO4+ 5n•H2O = 5CaSO4•nH2O + 3H3PO4+ HF↑磷矿石硫酸磷石膏(副产品) 磷酸(产品) 尾气其中，未定变量n有三种值，分别为0、1/2、2，则对应的副产品也分为三种，分别为无水物、半水物与二水物。
同时对应的生产方法也分别叫：无水法、半水法与二水法。
在实际的国内乃至国际工业生产中，二水法磷酸的生产工艺占80%以上。
2、二水法磷酸工艺原理：当n=2时，1中的方程式为：Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4•2H2O + 3H3PO4+ HF↑3、硫酸分解中磷矿分两步完成①磷矿首先被磷酸分解：Ca5(PO4)3F+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF② Ca(H2PO4)2与硫酸反应生成磷酸：5Ca(H2PO4)2 + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4•2H2O + 10 H3PO4由上可知，磷矿在反应槽中首先与槽内的磷酸反应，所以工艺上应将硫酸加入点放在磷矿加入点的后面位置。
4、什么叫二水湿法磷酸工艺？磷酸的工业生产方法分为热法生产与湿法生产两类。
从广义上讲，凡是用酸分解磷矿制成的磷酸，称为湿法磷酸，通常用硫酸分解磷矿，所以上述用硫酸分解磷矿，且副产品是二水物的磷酸生产工艺称为二水湿法磷酸工艺。
5、二水法工艺技术主要特点：（与半水法或其它方法相比较）①流程简单、操作稳妥可靠；②装置建厂数量最多，且单系列生产规模最大，居各种工艺之首；③对磷矿适应性强，特别对我国磷矿品位低，杂质含量高的情况尤为适用；④在较低的酸温和较低的酸浓度下操作，使得衬胶设备和不锈钢设备使用寿命延长；⑤二水石膏过滤不受过滤机类型限制，转台式、翻盘式及带式均可使用；⑥工业化磷酸装置P2O5收率一般在94%——96%之间。
二、湿法磷酸生产的原料湿法磷酸生产的主要原料是磷矿与硫酸。
磷矿制磷酸工艺
三、硫酸浸取磷矿制磷酸用硫酸分解磷矿制磷酸(湿法磷酸)是磷酸生产中应用最广泛方法，在技术上最成熟，经济上最合理，其产量在磷酸产量中占绝对优势。
1.生产原理(1)化学反应硫酸浸取分解磷矿是液固相反应过程，反应式为：Ca5F(P04)3+5H2S04+llH20-3H3P04+HF+5CaS04 ・ nH20反应过程中为避免磷矿颗粒表面被硫酸钙包裹，延缓或阻碍反应进行：实际上是用循环磷酸料浆来分解磷矿，即用磷酸及硫酸混酸来分解磷矿。
反应分两步进行，第一步是磷矿及磷酸生成磷酸一钙，第二步是磷酸一钙再及硫酸反应生成磷酸及硫酸钙：Ca5F (P04)3+7H3P04一5Ca(H2P04)3+HF5Ca5F(P04)3+5H2S04+nH20f 10H3P04+5CaS04 ・ nH20 磷矿中所含杂质对湿法磷酸生产工艺过程和产品质量有显著影响。
①氟磷矿中氟在酸解时会生成HF,再及磷矿中活性Si02形成氟硅酸。
氟存留在磷酸中会增大磷酸溶液腐蚀性，大部分氟以SiF4形态逸出，回收加工为氟盐，并消除了污染。
②S102磷矿中含有少量SiO2,有利于生成HF转化为挥发性低和腐蚀性弱氟硅酸。
若S102过高，会增大设备、管道和搅拌浆腐蚀，并增加料浆粘度，降低分离硫酸钙时过滤强度。
③碳酸盐磷矿中通常会有少量石灰石等碳酸盐矿物，主要成分为CaC03、MgC03o CaO在酸解时生成CaSO4,增大硫酸消耗定额；MgO全部进入磷酸溶液中，中和掉磷酸中第一个氢离子，并增加溶液粘度，对结晶、过滤、浓缩过程不利。
碳酸盐分解时放出C02,使溶液形成泡沫，造成逸出损失。
④铁、铝化合物磷矿中铁、铝杂质会增大磷酸溶液粘度，降低酸质量，并在浓缩时在设备中结垢，并可能及磷酸形成淤渣，造成P205损失。
⑤钾、钠化合物磷矿中钾、钠离子首先及氟硅酸反应生成氟硅酸钾、钠, 会在反应、过滤及浓缩系统设备及管线中析出结垢，在贮存系统中形成淤渣，导致装置开车率下降及P205损失增大。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是一种将含磷废水中的磷酸通过化学反应转化为可沉淀的磷酸盐的技术。
目前，湿法磷酸净化技术在水处理领域中得到了广泛应用，并且在不断发展和改进中。
湿法磷酸净化技术的原理是利用铁盐或铝盐作为化学凝集剂，与废水中的磷酸发生化学反应，生成可沉淀的三铁磷酸盐或三铝磷酸盐。
通过沉淀剂与磷酸的反应，将废水中的磷酸去除，达到净化废水的目的。
湿法磷酸净化技术的发展历程可以追溯到二十世纪六十年代。
早期的湿法磷酸净化技术主要是采用铁盐作为沉淀剂，通过调节pH值和投加适量的铁盐，将磷酸转化为可沉淀的三铁磷酸盐。
早期的湿法磷酸净化技术存在一些问题，如沉淀速度较慢、沉淀物质含水率高等。
为了改进这些问题，后来的研究中引入了多种辅助药剂和新型沉淀剂。
目前，湿法磷酸净化技术已经取得了一系列的研究成果和应用成果。
对沉淀剂的选择进行了不断改进和优化。
除了传统的铁盐和铝盐，还引入了其他金属盐、无机酸盐、有机沉淀剂等。
这些新型的沉淀剂在净化效果上比传统的沉淀剂更好，可以更有效地去除磷酸。
湿法磷酸净化技术也在工艺上进行了改进。
传统的湿法磷酸净化技术需要较长的沉淀时间，且沉淀物质含水率高，与之相关的设备成本也较高。
为了解决这些问题，研究者们引入了压力过滤、离子交换、膜分离等新的处理技术。
这些改进使得湿法磷酸净化技术更加高效、节能和环保。
湿法磷酸净化技术也得到了实际应用。
大量的实验和工程实例表明，湿法磷酸净化技术在磷酸废水处理中具有显著的净化效果和经济效益。
该技术已广泛应用于农业、工业和生活污水处理等领域。
湿法磷酸净化技术是一种有效处理磷酸废水的技术。
随着科技的发展和进步，湿法磷酸净化技术在沉淀剂的选择、工艺改进和实际应用等方面不断取得新的突破和进展。
未来，湿法磷酸净化技术将继续推动废水处理技术的发展，并为我们创造一个更清洁、更可持续的环境。
磷酸生产原理
磷酸生产原理
磷酸是一种广泛应用于农业、化工等领域的化学品，下面将介绍磷酸的生产原理。
磷酸的生产可以通过两种主要的方法实现：湿法法和干法法。
湿法法生产磷酸的主要步骤如下：
1. 磷矿选矿：选择合适的磷矿石，如磷灰石、燧石等，并进行选矿处理，提高磷含量。
2. 磷矿石的预处理：将选矿后的磷矿石破碎、磨细，以增大矿石表面积，提高磷酸的溶解速度。
3. 矿石的浸出：将经过预处理的磷矿石与稀硫酸等混合，进行浸出反应。
在一定的温度和压力条件下，磷酸与矿石中的磷酸钙等物质发生反应，生成磷酸溶液。
4. 磷酸溶液的净化：将得到的磷酸溶液进行过滤、沉淀等净化工艺，去除杂质。
5. 磷酸的脱水：将净化后的磷酸溶液加热蒸发，除去水分，得到浓度较高的磷酸。
6. 磷酸的精制：通过进一步的加热、冷却、结晶等操作，得到纯度较高的磷酸产品。
干法法生产磷酸的主要步骤如下：
1. 磷矿的烧结：选取合适的磷矿石，经过破碎、烧结等处理，将磷酸钙等物质转化为氧化磷。
2. 氧化磷的提取：将烧结后的磷矿石与酸性介质反应，使氧化磷溶解，生成磷酸溶液。
3. 磷酸溶液的浓缩：通过加热蒸发，使磷酸溶液浓缩。
4. 磷酸的结晶：进一步冷却和结晶处理，得到纯度较高的磷酸产品。
总结起来，磷酸的生产原理主要包括磷矿选矿、矿石的预处理、矿石的浸出或烧结、磷酸溶液的净化、脱水、精制等步骤。
不同的生产方法有些许的差异，但核心原理都是通过磷矿与酸性介质发生反应，提取得到磷酸产品。
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CaSO4Ⅱ
贵州川恒化工股份有限责任公司 1.3.2 硫酸钙结晶的热力学原理 1.3.2.1 硫酸钙在CaSO4--H3PO4--H2O三元体系相平衡 • ef线—半水物与无水物转化平衡线 CaSO4· 0.5H2O CaSO4 + 0.5H2O • 转化平衡点磷酸浓度与温度关系式 T1=-0.153P+0.00667P2-0.000533P3+107 • Cd线---半水物与二水物转化平衡线 CaSO4· 0.5H2O +1.5H2O CaSO4· 2H2O • 转化平衡点磷酸浓度与温度关系式 T1=-0.032P+0.0506P2+265.4 • 二水物的稳定区域在cd线以下 • 湿法二水物流程极限温度在c点处，极限 磷酸浓度在d点处。
很慢
CaSO4· 2H2O
很慢
CaSO4
CaSO4· 2H2O CaSO4 •根据CaSO4-H3PO4-H2O系统相平衡图，简明湿法磷酸生产中，所采用的工 艺流程和工艺条件的关系。 •采用二水物流程，工艺条件应控制在abcd区域内，cd线是二水物流程极限 •二水物稳定区域Ⅲ内，温度过低，不利于磷矿分解和硫酸钙结晶，且要移 走大量热，在实际工业上难于实现。
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cd线以上区域 为CaSO4稳定 区，转化顺序： abcd线区域为 CaSO4稳定区， 转化顺序： ab线以下区域为 CaSO4· 2H2O稳 定区，转化顺序：
CaSO4· 2H2O
很快
CaSO4· 0.5H2 O
很快
CaSO4·Байду номын сангаас0.5H2 O
CaSO4· 0.5H2 O
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2 硫酸钙结晶过程
2.1 晶核生成对结晶影响 结晶微观过程： •过饱和溶液---溶质超过所处条件下的饱和 溶解度，而未析出晶体的溶液。(不稳定状 态) •过饱和度S=C/C0；相对过饱和度σ=S-1 C---过饱和溶液浓度；C0----饱和溶液浓度 •晶核大小及生成速率与过饱和度关系 过饱和溶液
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1.3.6、硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元体系中相平衡
2、磷矿的分解过程
1、磷矿被分解的反应过程是液—固相反应，其反应速度主要与反应温度、 氢离子浓度、矿粒的有效表面积和液膜的扩散等因素有关。 因此，提高反应温度、氢离子浓度、矿细度增大向矿粒的有效表面 积、提高搅拌强度以增大向矿粒表面的扩散速度，均可以强化反应过程 并提高磷矿分解率。 提高磷矿分解率应注意避免“钝化膜的生成。因为硫酸分解磷矿时， 生成的硫酸钙结晶会在磷矿颗粒表面形成一层薄膜并包裹在颗粒表面， 使磷矿的继续分解受到阻碍，这种阻碍将会减缓磷矿的分解速度甚至终 止分解过程。形成的薄膜称为“固态膜”，如果生成的固态膜”对反应 物及反应产物透过性很差，则称为“钝化膜”，这种现象为“钝化现 象”。 “钝化现象”与H2SO4含量、磷酸中P2O5含量及反应温度有关，当 磷酸磷酸中P2O5含量与反应温度愈高时，形成“钝化膜”时对应的 H2SO4含量越低。 二水物操作条件下，一般不会形成“钝化现象”。
GM—晶体生长速度(kg/m2.h)；g---晶体成长速度(μm/min)；t---时间 KG---晶体生长总系数(与结晶表面，扩散速度，表面反应速度有关) A---晶体表面；L---晶体特征粒度； (C-C*)---过饱和度) •从公式可以看出，在溶液其他条件不变下，溶液过饱和度越大，晶核生成 速度越快，晶体生长速度越快。晶体生长速度过快，对晶体粒度影响较大。 •溶液过饱和度过大，还将会造成晶体沿某一晶面过快生长，严重影响晶体 外形。
最 大
P2O5
硫酸钙水合结晶稳定
磷矿P2O5转化率
收 率
P2O5过滤洗涤率
结晶粗大整齐易过滤洗涤
贵州川恒化工股份有限责任公司 1.3 硫酸钙结晶原理 1.3.1 硫酸钙的晶型(不同硫酸钙水合结晶)和晶型(各种硫酸钙水合结晶的外形)
薄片状结晶:晶体面积大，孔隙率小，不易过滤。 双晶体或多晶体:较好的过滤洗涤性能，晶间包藏大。
晶 体 形 状
晶 体 粒 度
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二次成核(碰撞成核)---晶体在晶浆中由于碰撞产生碎片，而达到临界尺
寸可以继续生长的碎片及为新生晶核。 工业上碰撞成核方式： (1)晶体与搅拌浆间的碰撞(占总成核速度40%) (2)流体湍动的剪切力引起晶体与晶体之间的碰撞(占总成核速度25%) (3)晶体沉降速度不同引起晶体与晶体之间的碰撞(占总成核速度20%) (4)湍动作用下晶体与器内壁之间的碰撞(占总成核速度15%） 2.2 晶体成长对结晶的影响 微观晶体表面是不完整，当有晶种条件下，组成晶体的微粒将按照各自 晶体结构规律性的不断排列生长。 晶体成长速度与过饱和以及晶体特性粒度关系式：
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•根据图3和图4可以看出cd线以下CaSO4· 2H2O 的稳定区域是相对的。存在CaSO4的稳定相。 •图2中ab线—二水物与无水物转化平衡线 CaSO4· 2H2O CaSO4 + 2H2O •图2中cd线---半水物与二水物转化平衡线 CaSO4· 0.5H2O +1.5H2O CaSO4· 2H2O •Ⅲ区域为二水物稳定区；Ⅰ区域为无水物稳定 区；Ⅱ区域为无水物稳定区。
硫 酸
CaSO4· 2H2O
斜方六面单晶体:有一定厚度，较佳过滤洗涤性能。
钙
晶 型
α-CaSO4· 0.5H2O
针状晶体:过滤速度快，洗涤困难，滤饼含湿量大。
针状聚合晶体:过滤性好，晶间包藏大，不易洗涤。
球状聚合晶体:颗粒晶体粗大均匀，孔隙率大，有较 好的过滤洗涤性能。
细小长方形片状晶体:结晶细小，过滤洗涤困难。
CaSO4
贵州川恒化工股份有限责任公司 1.3.3硫酸钙结晶的动力学原理
表一 80℃时二水物转化为无水物的完全转化期 磷酸浓度P2O5% 完全转化时间(d) 30 10 19.6 19 12.75 78
潜期---旧相保持不变，主要进行新相萌发，转化过程实际没有开始。 转化期---旧相开始转化为新相，直到完全转化为止。 磷酸有延缓半水物向二水物转化趋势，即低磷酸浓度下，二水结晶顺利。 磷酸有促进二水转化为无水物趋势，但二水转化为无水物转化期较长，在
贵州川恒化工股份有限责任公司 2.3 晶核生成和晶体成长在硫酸钙结晶过程中体现 硫酸分解磷矿简化式： H2SO4 2H+ + SO42- (1) Ca5F(PO4)3 + nH+ 2H2PO4- + 2HF + 4Ca2++ (n-6)H+ (2)
但半水物生成磷酸浓度42—45%，若反应温度为110℃，则液相中 H2SO4含量只能保持在2%以下，否则将生成可透性很差的固态膜，二发 生“钝化现象”。因此，在半水生产中温度宜控制低一些，以100左右 为宜。 在形成固态膜的情况下，液—固相反应过程包括以下七个步骤： 1、反应物向矿粒扩散； 2、反应物扩散透过固体表面液态膜； 3、反应物进一步扩散透过固态膜； 4、反应物与磷矿发生化学反应； 5、生产的不溶性产物使固态膜增厚，而生成的可溶性产物扩散透过 固态膜； 6、生成的可溶性产物扩散透过 液态膜； 7、生成的可溶性产物扩散到溶液主体。 在液固相反应过程中，各个步骤进行的速度是不相同的，而总反应速 度取决于最慢步骤的速度。 当扩散是最慢步骤时，反应属于扩散控制类型，当化学反应是最慢 步骤时，反应属于化学反应控制类型。
生产上无实际意义。
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表二 80℃各个平衡点对应的SO3%和P2O5%值 平衡点P2O5% 30(A点） 28(B点) 25(C点)
平衡点SO3% -1.15 0.62 3.28
22(D点) 6
•根据所用磷矿通过实验测得，二水物工艺中优惠[SO3%]=3% •80℃下，生产30%P2O5对应SO3%=-1.15%，而实际控制SO3%=3%,状态点 A1将落在平衡点A上，处于半水物介稳区，无法实现二水工艺流程。 •80℃下，生产28%P2O5对应SO3%=0.62%，而实际控制SO3%=3%,状态点 B1将落在平衡点B上，处于半水物介稳区，无法实现二水工艺流程。 •80℃下，生产25%P2O5对应SO3%=3.28%，而实际控制SO3%=3%,状态点 C1将落在平衡点C下，处于二水物稳定区，但C1距平衡点C太近，转化推动 力小，转化控制区域窄，不利于工业化二水工艺流程。 •80℃下，生产22%P2O5对应SO3%=6%，而实际控制SO3%=3%,状态点D1将 落在平衡点D下，处于二水物稳定区，D1点SO3%比D点SO3%浓度3%，能够 进行稳定二水物流程生产。 •当温度和磷酸浓度一定时，平衡点SO3%浓度比液相优惠SO3%高2~3%较 佳 •75℃下，生产25%P2O5对应SO3%=6%，而实际控制SO3%=3%,状态点C1将 落在平衡点C2下，处于二水物稳定区，且C1点SO3%C2点SO3%浓度低3%， 能够进行稳定二水物流程生产。即要用二水法生产25%P2O5时，需将温度降 到75℃。
贵州川恒化工股份有限责任公司
1.3.5、硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元体系中相平衡
•溶液中SO3=0时，半水硫酸 钙与二水硫酸钙转化平衡线 对应于三元系统中cd线，平 衡点移动轨迹与三元系统吻 合。 •随着溶液中SO3%浓度的增 加，平衡点向着低磷酸浓度 和温度方向移动。 •曲线上方为半水物介稳定区； 曲线下方为二水物稳定区。 •随着溶液中SO3%浓度增加， 二水物稳定区减小，半水物 介稳定区增大。
过饱和度 过饱和度
晶核生成
生 成 速 率
晶体生长
生 长 速 率
r---微晶(晶核)半径;M---晶体分子质量 ρ---晶体密度;σ---晶体界面比自由表面能 R---气体常数;T---绝对温度;K--一级近似常 数 A---与比表面能有关的常数 a---晶核生成速度(单位时间内生成晶核数) •从公式可以看出，S越大，自发生成晶核 几率越大，且晶核生产速度a越大，生产 晶核尺寸越小。