饲料级磷酸氢钙毕业答辩

1、磷酸氢钙制备与联产氯化磷酸氢钙制备与联产氯化铵工艺研究铵工艺研究 n班级：班级： n学生：学生： n学号：学号： 饲料级磷酸氢钙 饲料级磷酸氢饲料级磷酸氢钙为白色松散钙为白色松散干燥的结晶粉干燥的结晶粉末，难溶于水，末，难溶于水，易溶于稀盐酸、易溶于稀盐酸、稀硝酸、醋酸，稀硝酸、醋酸，吸湿性小吸湿性小饲料级磷酸氢钙的作用对畜禽的软对畜禽的软骨症等疾病骨症等疾病有防治作用有防治作用 提高畜禽的配种率提高畜禽的配种率及成活率及成活率 营养作用营养作用 硫酸法：会产生磷石膏尾硫酸法：会产生磷石膏尾渣，增加了生产成本，并渣，增加了生产成本，并且会导致严重的环境污染且会导致严重的环境污染普钙水萃取法普钙

2、水萃取法：磷收：磷收率不高、氟含量高、率不高、氟含量高、产品质量低产品质量低热法磷酸法热法磷酸法：耗能：耗能多且严重污染环境多且严重污染环境盐酸法：盐酸法：能耗低、生能耗低、生产成本低、产成本低、效率高、效率高、利利用市场上过用市场上过多的盐酸多的盐酸主要实验步骤中和产品联产氯化铵脱氟萃取二次萃取1 萃取工艺萃取工艺影响因素： 1 盐酸用量 2 萃取时间 3 反应温度 4 正交试验检测指标检测指标磷含量测磷含量测定定氟含量测氟含量测定定HCl和和磷酸浓度磷酸浓度测定测定盐酸用量过多，会增加磷矿中铁铝等杂盐酸用量过多，会增加磷矿中铁铝等杂质的萃取率质的萃取率，因此，盐酸用量取理论用，因此，盐酸用

3、量取理论用量的量的1.05-1.11.05-1.1倍倍1.01.11.20.880.900.920.940.96磷收率HCl用量/理论用量盐酸用量与萃取率的关系图萃取时间取萃取时间取0.5-0.75h0.00.51.01.50.880.900.920.94磷收率时间/h盐酸用量：60ml反应时间与萃取率的关系图磷收率随温度升高略有上升，但温度过高会产磷收率随温度升高略有上升，但温度过高会产生大量酸雾，对人体产生危害，且在生产过程生大量酸雾，对人体产生危害，且在生产过程中对仪器设备腐蚀严重，中对仪器设备腐蚀严重，因此萃取温度以因此萃取温度以30-40为宜，且萃取率较高。为宜，且萃取率较高。NO2

4、030405060700.920.940.960.98磷收率温度反应温度与萃取率的关系图正交实验正交实验 因素因素 A B C水平水平萃取温度萃取温度/ 盐酸用量（盐酸用量（ml） 萃取时间（萃取时间（h）130580.5235590.75340601.25因素水平表因素水平表正交实验表正交实验表因素因素列号列号实验号实验号 A AB BC C空白空白萃取出的磷总量萃取出的磷总量1.0000 1.0000 2.0000 2.0000 3.0000 3.0000 4.0000 4.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.00

5、00 1.0000 1.0000 5.7118 5.7118 2.0000 2.0000 1.0000 1.0000 2.0000 2.0000 2.0000 2.0000 2.0000 2.0000 5.5795 5.5795 3.0000 3.0000 1.0000 1.0000 3.0000 3.0000 3.0000 3.0000 3.0000 3.0000 5.4354 5.4354 4.0000 4.0000 2.0000 2.0000 1.0000 1.0000 2.0000 2.0000 3.0000 3.0000 5.8599 5.8599 5.0000 5.0000 2.0

6、000 2.0000 2.0000 2.0000 3.0000 3.0000 1.0000 1.0000 5.5909 5.5909 6.0000 6.0000 2.0000 2.0000 3.0000 3.0000 1.0000 1.0000 2.0000 2.0000 5.4163 5.4163 7.0000 7.0000 3.0000 3.0000 1.0000 1.0000 3.0000 3.0000 2.0000 2.0000 5.7274 5.7274 8.0000 8.0000 3.0000 3.0000 2.0000 2.0000 1.0000 1.0000 3.0000 3.

7、0000 5.6267 5.6267 9.0000 9.0000 3.0000 3.0000 3.0000 3.0000 2.0000 2.0000 1.0000 1.0000 5.2331 5.2331 K K1j1j16.7267 16.7267 17.2990 17.2990 16.7548 16.7548 16.5357 16.5357 T=50.1808T=50.1808平均值平均值Y=5.5756Y=5.5756K K2j2j16.8670 16.8670 16.7971 16.7971 16.6725 16.6725 16.7231 16.7231 K K3j3j16.5871

8、16.5871 16.0847 16.0847 16.7536 16.7536 16.9220 16.9220 _K K1j1j5.5756 5.5756 5.7663 5.7663 5.5849 5.5849 5.5119 5.5119 _K K2j2j5.6223 5.6223 5.5990 5.5990 5.5575 5.5575 5.5744 5.5744 _K K3j3j5.5290 5.5290 5.3616 5.3616 5.5845 5.5845 5.6407 5.6407 R Rj j0.2799 0.2799 1.2143 1.2143 0.0823 0.0823 0.18

9、74 0.1874 因素主次因素主次B A CB A C优方案优方案B1 A2 C1B1 A2 C1水平效应水平效应0.0000 0.0000 0.1907 0.1907 0.0093 0.0093 0.0467 0.0467 0.0234 0.0234 -0.0181 -0.0181 -0.0466 -0.0466 -0.2140 -0.2140 0.0089 0.0089 优优5.8224 5.8224 通过单因素和正交实验可以得出结论，通过单因素和正交实验可以得出结论，萃取阶段较优的实验条件为：萃取阶段较优的实验条件为： 盐酸用量：盐酸用量：58ml 萃取时间萃取时间: 0.5h 萃取温

10、度萃取温度: 352 脱氟工艺 磷氟比为脱氟过程中最重要的一个检测指标，只有萃取液中的m(P2O5）/m(F)230才能在后续中和实验中得到合格的产品 本实验采用化学沉淀法，通过加入脱氟剂（碱金属脱氟剂，钙盐脱氟剂），使其与溶液中的氟生成难容的氟硅酸盐沉淀，过滤分离，脱氟后的滤液进入中和工序碱金属脱氟剂 就碱金属脱氟剂的脱氟效果而言：就碱金属脱氟剂的脱氟效果而言：Na2CO3KClNaCl，但单独使用其中一种脱氟但单独使用其中一种脱氟剂时萃取液中剂时萃取液中m(P2O5)/m(F)都达不到大于都达不到大于230的要求的要求12390100110120130140150160170m(P2O5/

11、m(F)实际用量/理论用量 氯化钠碳酸钠 氯化钾碱金属脱氟剂用量与脱氟效果的关系图钙盐脱氟 钙盐脱氟是使溶液中的氟生成难溶的氟化钙，钙盐脱氟是使溶液中的氟生成难溶的氟化钙，对于钙盐脱氟，氢氧化钙的脱氟能力优于碳酸钙，对于钙盐脱氟，氢氧化钙的脱氟能力优于碳酸钙，且脱氟过程中磷损失较少且脱氟过程中磷损失较少123100150200250300350400m(P2O5/m(F)实际用量/理论用量 碳酸钙氢氧化钙钙盐脱氟剂用量与脱氟效果的关系图 3 二次萃取工艺盐酸盐酸矿粉矿粉 矿粉矿粉盐酸盐酸滤滤液液过滤滤滤渣渣通过降低盐酸和磷矿粉加入比例，通过降低盐酸和磷矿粉加入比例，使萃取液主要以磷酸二氢钙形式

12、存使萃取液主要以磷酸二氢钙形式存在，这样既可以降低盐酸的消耗，在，这样既可以降低盐酸的消耗，又可以降低中和反应时中和试剂的又可以降低中和反应时中和试剂的消耗消耗盐酸用量少于理论用量（44ml)0123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200.40.60.81.0萃取率次数 38 40 43 44（理论值）返酸次数与磷氟比的关系图0123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2002004006008001000120014001600磷氟比次数 38 40 43 44（理论值）返酸次数与萃取率的关系图盐酸用量多余理论用

13、量(44ml)返酸次数和磷氟比的关系图0510150200400磷氟比次数 44（理论值） 46 49 51返酸次数和萃取率的关系图0510150.40.50.60.70.80.91.0萃取率次数 44（理论值） 46 49 51 当盐酸用量少时，氟含量低，磷氟当盐酸用量少时，氟含量低，磷氟比能达到合格比能达到合格,但萃取率低。但萃取率低。 当盐酸用量多时，萃取率高，但氟当盐酸用量多时，萃取率高，但氟含量也较高。含量也较高。 有以上实验数据可知：最佳盐酸用有以上实验数据可知：最佳盐酸用量为量为40ml，而且达到了脱氟的要而且达到了脱氟的要求求4 原理原理脱氟后的磷酸+石灰乳或碳酸钙=磷酸氢钙沉

14、淀影响因素影响因素 1 反应时间反应时间 2 反应温反应温 度度 3 中和的中和的终点终点pH 方案方案碳酸钙中和碳酸钙中和石灰乳中和石灰乳中和二段中和二段中和 根据根据 GB/T 225492008 GB/T 225492008 饲料磷酸氢钙中饲料磷酸氢钙中磷，氟，钙含量的国家标准：磷，氟，钙含量的国家标准： 磷含量磷含量16%16% 氟含量氟含量0.18% 0.18% 钙含量钙含量21%21%23.3%23.3%pH-磷，钙，氟含量 石灰乳的中和终点石灰乳的中和终点pH取取5 碳酸钙的中和终点碳酸钙的中和终点pH取取 4.5 345681012141618202224含量%中和终点pH 磷

15、 氟X100 钙石灰乳石灰乳中和终点ph对石灰乳中和的影响3456681012141618202224262830含量/%中和终点pH 磷 氟X100 钙碳酸钙碳酸钙中和终点ph对碳酸钙中和的影响温度-磷，钙，氟含量温度对石灰乳中和过程影响不大，中和温度温度对石灰乳中和过程影响不大，中和温度取取40；碳酸钙的中和温度取碳酸钙的中和温度取35304050600510152025含量/%温度 磷 氟X100 钙石灰乳石灰乳温度对石灰乳中和的影响关系图温度对碳酸钙中和的影响关系图3040506051015202530含量/%温度 磷 氟X100 钙碳酸钙碳酸钙反应时间-磷，钙，氟含量石灰乳：中和时间

16、取石灰乳：中和时间取1.5h碳酸钙：中和时间取碳酸钙：中和时间取1.5h01231618202224含量/%反应时间 磷 氟X100 钙石灰乳石灰乳反应时间对石灰乳中和的影响关系图012316182022242628含量/%反应时间 磷 氟X100 钙碳酸钙碳酸钙反应时间对碳酸钙中和的影响关系图二 段 中 和(前期使用碳酸钙中和，后期使用石灰乳) 前期使用碳酸钙中和到前期使用碳酸钙中和到pH为为2，后期使，后期使用石灰乳中和到用石灰乳中和到pH为为5.0，此时结晶颗，此时结晶颗粒较大，较松散，产品质量较稳定粒较大，较松散，产品质量较稳定12345681012141618202224262830

17、含量%第一次中和终点 磷 钙 氟X100第一次中和终点对中和反应的影响关系图OHCl2NHCaCOOHNHHCONHCaCl24323342实验步骤搅拌搅拌过滤过滤结晶结晶产品检测检测检测：EDTA滴定碳酸钙碳酸钙含量：含量：99.66%99.66%碳酸钙试样试样+由氢氧化钠由氢氧化钠中和后的甲醛，再中和后的甲醛，再由氢氧化钠滴定由氢氧化钠滴定氯化铵氯化铵含量：含量：99.37%99.37%氯化铵达到工艺要求达到工艺要求 （1 1）研究了盐酸用量、搅拌时间、反应研究了盐酸用量、搅拌时间、反应温度对磷萃取的影响，温度对磷萃取的影响，确定确定了萃取工艺较了萃取工艺较适宜的工艺条件：盐酸用量为适宜的工艺条件：盐酸用量为58ml58ml，萃取，萃取时间时间0.