Матеріальний баланс
1.1 Прихід
У прибуткову статтю балансу включається фосфорна кислота та аміак.
Кількість 100% фосфорної кислоти G100%(H3PO4) = =6000.0,25.2.98/142 = 2070 кг/год, де міститься води Gк-та(H2O) = =6000-2070 = 3930 кг/год.
H3PO4+NH3 = NH4H2PO4.
Кількість
витраченого аміаку
кг/год.
З аміаком
поступає води
кг/год.
1.2 Витрата
В основу розрахунку кількості одержуваних солей беремо такі стехіометричні відношення:
MgO+H3PO4+2H2O=MgHPO4.3H2O,
CaO+ H3PO4+H2O=CaHPO4.2H2O,
Al2O3+2H3PO4= 2AlPO4+3H2O,
Fe2O3+2H3PO4= 2FePO4+3H2O,
2NH3+H2SiF6= (NH4)2SiF6,
2NH3+H2SO4= (NH4)2SO4,
NH3+H3PO4= NH4H2PO4,
2NH3+H3PO4= (NH4)2HPO4.
При нейтралізації розчину фосфорної кислоти аміаком одержуються такі солі:
кг/год,
у тому числі кристалізаційної води
кг/год,
у тому числі P2O5
кг/год,
Продовження додатка А
кг/год ,
кг/год,
кг/год,
кг/год,
G(H2O) = 0,
кг/год,
кг/год,
кг/год,
кг/год,
кг/год,
кг/год,
кг/год.
Кількість Р2О5, що пов’язана першими чотирма стехіометричними співвідношеннями,
Продовження додатка А
Gсв(Р2О5) = 384,4+15,2+108,6+69,2 = 576,4 кг/год.
Кількість Р2О5 , що залишилася, пов’язується аміаком, утворюючи фосфати амонію.
Кількість Р2О5 , що нейтралізується аміаком,
Gнейтр(Р2О5) = 6000.0,25 - 576,4 = 923,6 кг/год.
Витрачено амонію на утворення (NH4)2SiF6 та (NH4)2SO4:
Gсв(NH3) = 33,3+95,6 = 128,9 кг/год.
Таким чином, на утворення фосфатів амонію витрачено аміаку Gнітр(NH3) = 359-128,9 = 230,1 кг/год.
Кількість утвореного фосфату амонію
G((NH4)Н2РО4) = 923,6+230,1 = 1153,7 кг/год.
Зважаючи на те, що половина моноамонійфосфату перетворюється в діамонійфосфат, маємо
кг/год.
Кількість аміаку, витраченого на утворення діамонійфосфатів, G(NH3) = 359+128,9+85,3 = 573,2 кг/год.
Вода з аміаком
кг/год.
Вихід сухих солей з урахуванням кристалізаційної води складе
Gсух.солей = 939,6+36,9+186,6+201,8+174,3+371,3+576,9+662,1=
=3149,5 кг/год,
у тому числі кристалічної Gкрист(Н2О) = 2916,6+7,7 = 299,3 кг/год.
Вихід сухих солей без урахування кристалізаційної води
Gсух.солей без кр.води = 3149,5-299,3 = 2850,2 кг/год.
Склад солей з урахуванням кристалізаційної води наведений у таблиці 4.2.
Таблиця 4.2 – Склад солей
Солі |
Кількість, кг/год |
% |
MgHPO4 . 3H2O |
939,6 |
29,8 |
CaHPO4 . 2H2O |
36,9 |
1,3 |
AlPO4 |
186,6 |
5,9 |
FePO4 |
201,8 |
6,4 |
(NH4)2SiF6 |
174,3 |
5,5 |
(NH4)2HPO4 |
662,1 |
21,0 |
(NH4)2SO4 |
871,3 |
11,8 |
NH4H2PO4 |
576,9 |
18,3 |
Усього |
3149,5 |
100,0 |
У систему разом з речовинами поступають фосфорна кислота, аміак та вода:
Gмат = 2070+3930+573,2+5,8 = 6979,0 кг/год.
Візьмемо, що в процесі сатурації з системи випаровується 143 кг/год води на 1000 кг/год кислоти. Загальна кількість випареної води G(Н2О) = 143.6000/1000 = 858 кг/год.
Кількість пульпи після випарювання води
G(пульпи) = 6579-858 = 5721 кг/год.
У кінцевій пульпі знаходиться вільної води
G(Н2О)св = 5721-3149,5 = 2571,5 кг/год.
Усього води у пульпі
G(Н2О) = 2571,5+299,3 = 2870,8 кг/год.
Зміст загальної вологи у пульпі у відсотках складе
%
Усі дані матеріального балансу сатурації занесені у таблицю 4.3.
Таблиця 4.3 – Матеріальний баланс сатурації
Прихід |
Кількість, кг/год |
Витрата |
Кількість, кг/год |
Кислота |
2070 |
Маса пульпи |
3149,5 |
Вода з кислотою |
3930 |
В тому числі: |
|
Аміак |
573,2 |
MgHPO4.3H2O |
939,6 |
Вода з аміаком |
5,8 |
CaHPO4.2H2O |
36,9 |
|
|
AlPO4 |
186,6 |
|
|
FePO4 |
201,8 |
|
|
(NH4)2SiF6 |
174,3 |
|
|
(NH4)2SO4 |
371,3 |
|
|
(NH4)3HPO4 |
662,1 |
|
|
NH4H2PO4 |
576,9 |
|
|
Вода у пульпі (вільна) |
2571,5 |
|
|
H2O пара |
858 |
Усього |
6579 |
|
6579 |