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生產(chǎn)普鈣的原料


抖化學(xué) / 2022-12-23

 生產(chǎn)普鈣的原料:天然磷礦石和硫酸是生產(chǎn)普鈣的基本原料,下面分別給予介紹。

一、磷礦
  自然界的磷都是以鹽類化合物形式存在,含磷酸鹽的礦物,簡稱為磷礦。
  我國的磷礦資源非常豐富。在舊中國,由于蔣介石反動派的反動統(tǒng)治,不可能被發(fā)現(xiàn)和開發(fā),被認為是缺磷的國家。解放后,在毛主席革命路線指引下,磷礦的勘探和開發(fā)發(fā)展很快。通過放手發(fā)動群眾找礦與地質(zhì)部門的普查勘探相結(jié)合,短時期內(nèi),就在我國西南地區(qū)(如云南、貴州、四川等省)發(fā)現(xiàn)了數(shù)處品質(zhì)優(yōu)良的大型磷礦。同時,在全國許多省都發(fā)現(xiàn)了很多中型和適于地方開采的小型磷礦,完全證明我國是世界上富跋磷礦資源的國家,為我國磷肥工業(yè)迅速發(fā)展提供了有利條件。
  磷礦按其生成條件可分為兩大類型。
  磷灰石:這類磷礦石主要是由地殼深處噴出的熔融巖漿冷凝面成。因此他具有良好的結(jié)晶,顆粒較粗,容易選礦。山于含雜質(zhì)與伴生其他礦物,磷灰石有各種不同顏色,如灰白色、灰綠色、紫色等。比重在3.15~3.27之間,硬度為4~5 (按摩氏硬度計)。
  天然磷灰石難溶于水,只能溶于強酸。主要成分分子式通常寫為Ca5(PO4)3R' (式中R'為F、Cl或OH等) ,其中以氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]存在最多。其次有羥基磷灰石,而氯磷灰石比較少見。我國的海州錦屏磷礦即為磷灰石礦床。
  磷塊巖:這類磷礦是由幾百萬年前海洋湖泊中的含磷物質(zhì)堆積而成。其含磷礦物主娶由極分散的、結(jié)晶非常細小的氟磷灰石或與它相似的礦物組成。因其結(jié)晶微細,難以選礦,被稱為膠磷礦。根據(jù)礦層形狀不同,磷塊巖又可進一步分為結(jié)核狀、介殼狀和層狀幾類。其中層狀磷塊巖可以因花崗巖大規(guī)模侵入或者由于沉積巖下陷到相當(dāng)深的部位,而發(fā)生“接觸變質(zhì)作用”,即在高溫或高壓作用下而重新結(jié)晶形成含磷灰石的變質(zhì)磷礦,這類變質(zhì)磷塊巖比較容易選礦。
  磷塊巖顏色有黃色、白色、褐色與灰白色等。比重為2.8~3.0,硬度按摩氏硬度計為2~ 4,磷塊巖常含有結(jié)晶水,并且多與含有碳酸鹽的礦共生,故其主要成分的分子式可寫成Ca5(PO4)F·nRCO3·m H2O(式中R為Ca或Mg等, n與m表示任意數(shù)字),我國西南與中南地區(qū)主要為磷塊巖礦床。
  此外,在我國南海珊瑚礁島上,還有由近代生物尸體、糞便堆積所形成的鳥糞磷礦,含磷量較高,可直接開采利用。
二、磷礦中主要成分對產(chǎn)品質(zhì)量的影響
  普鈣生產(chǎn)是使磷礦中的不溶性五氧化二磷轉(zhuǎn)變?yōu)橐妆恢参镂盏目扇苄晕逖趸?,在這一化學(xué)變化過程中,磷礦中各種組分也都會發(fā)生變化。普鈣產(chǎn)品中有效磷含量高低及物化性能的好壞與磷礦中含磷的高低及雜質(zhì)的多少有著直接關(guān)系。
(一)五氧化二磷的含量
  磷礦石按其五氧化二磷的百分含量不同可分為高品位礦,中等品位礦及低品位礦三種。一般把五氧化二磷含量在30%以上的稱為高品位磷礦”,含量在20~30%為中品位磷礦,含量在20%以下為低品位磷礦。
  如果采用的礦中含五氧化二磷過低,相應(yīng)地產(chǎn)品中有效磷含量相應(yīng)較低。同時,需消耗更多的硫酸來分解雜質(zhì),產(chǎn)品的包裝、貯存、運輸?shù)荣M用也必然增加。這樣,就大大地提高了肥料成本,在經(jīng)濟上是不夠合理的。
  低品位磷礦能不能用來生產(chǎn)普鈣呢?能!
  毛主席教導(dǎo)我們:“人民 群眾有無限的創(chuàng)造力。他們可以組織起來,向一切可以發(fā)揮自己力量的地方和部門進軍,向生產(chǎn)的深度和廣度進軍,替自己創(chuàng)造日益增多的福利事業(yè)。”廣大工農(nóng)群眾在大辦小磷礦、大辦小磷肥的群眾運動中,創(chuàng)造了很多利用低品位磷礦生產(chǎn)普鈣的好方法。例如:東北某礦把采礦、選礦、造肥形成“一條龍”,將含五氧化二磷只有3~ 4 %的低品位磷礦選到了含五氧化二磷為28%。再用來生產(chǎn)普鈣。還有一些小普鈣廠采取將進廠的低品位礦與高品位磷礦混合使用的措施,使低品位磷礦資源得到充分利川。
(二)三氧化二鐵和三氧化二鋁(也稱倍半氧化物,以R2O3分子式表示)
  含倍半氧化物過高的磷礦消耗硫酸量也多,同時將生成枸溶性的鐵、鋁磷酸鹽,使產(chǎn)品中一部分水溶性P2O5退化為不易被植物吸收的枸溶性或難溶性的P2O5。所以不希望磷礦中含倍半氧化物量過高,一般認為R2O3/P2O5小于8%較好。 
(三)二氧化碳
  磷礦中二氧化碳以碳酸鹽(碳酸鈣或碳酸鎂)形式存在。用硫酸分解磷礦石時,碳酸鹽同時參加反應(yīng),所以碳酸鹽含量高,硫酸的消耗量也增多。但少量的碳酸鹽存在對磷礦分解是有利的,因為碳酸鹽與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱量,使反應(yīng)溫度增高。而且放出的二氧化碳氣體與水蒸汽能促進反應(yīng)的攪拌,使普鈣產(chǎn)品具有疏松、多孔的性能。因此磷礦中二氧化碳含量最好低于4.5%。
  (四)氧化鎂
當(dāng)硫酸分解磷礦粉時,礦中的氧化饃(MgO)幾乎全部形成磷酸鎂鹽進入反應(yīng)料漿中,所以含氧化鎂量過高的磷礦,不僅要多消耗硫酸,而且將使磷礦粉的分解率降低,成品粘濕,易于吸收水分,降低產(chǎn)品的物理性能。一般希望MgO/P2O5小于5%較好。
(五)二氧化硅
  二氧化硅的存在,一般情況是不會消耗硫酸的。但含二氧化硅較多的磷礦,硬度增大會降低粉碎效率。如果磷礦中有一定的二氧化硅存在,對提高氟的逸出率有好處。根據(jù)理論計算,氟消耗二氧化硅的比為4:3,如磷礦中含氟量為3%,二氧化硅的含量為2.5~3%為好。同時,礦石中含少量的二氧化硅也會有助于普鈣產(chǎn)品的固化。

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