無機化工單元合成氨合成工段

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1、 3.2.4 氨 合 成n 獲 得 H 2/N2 約 為 3:1的 原 料 氣 后 ， 就 要 進 行 合 成 氨 的最 后 一 步 關 鍵 反 應 ： 氨 的 合 成 反 應 。n 1、 氨 合 成 反 應 的 熱 力 學 基 礎n 化 學 平 衡 氨 合 成 反 應 如 下 ： 3H 2(g) + N2(g) 2NH 3(g)+46.22kJ/mol可逆、放熱、體積縮小的反應加 壓 、 低 溫 有 利 高 壓 反 應 ， 化 學 平 衡 常 數 不 僅 與 溫 度 有 關 ， 還 與 壓 力 有 關 。Pi*-各 組 分 平 衡 分 壓 ， MPa i -各 組 分 逸 度 系 數fi -

2、各 組 分 逸 度K 可 由 逸 度 圖 表 查 取 各 氣 體 組 分 的 逸 度 系 數 計 算 計 算 出 Kf和 K 即 可 求 出 Kp, 進 而 可 計 算 不 同 溫 度 和 壓 力 下 的 氨 平 衡 含 量 。 已 知 Kp， 計 算 平 衡 氨 含 量 x*NH3設 惰 氣 含 量 xi, 氫 氮 比 H2/N2=r, 則 有 N2/(N2+H2)=1/(1+r) H2/(N2+H2)=r/(1+r)平 衡 時 各 組 分 分 壓 如 下 ：NH3 PNH3=Px*NH3N2 PN2=P1/(1+r)(1-x*NH3-xi)H2 PH2=Pr/(1+r)(1-x*NH3-x

3、i)將 各 平 衡 分 壓 帶 入 平 衡 常 數 表 達 式 中 ， 有 ：平 衡 氨 含 量 計 算 實 例 整 理 ， 得當 r=3, xi=0, 上 式 又 可 簡 化 為 ：當 已 知 溫 度 和 壓 力 時 ， 可 計 算 平 衡 氨 含 量 。 (1).溫 度 提 高 反 應 溫 度 ， x*NH3迅 速 下 降 ； 工 業(yè) 要 求 反 應 快 ， 溫 度 高 于 425 ； 提 高 壓 力 補 償 溫 度 升 高 的 影 響 。(2).反 應 氣 成 分 如 原 料 氣 中 不 含 惰 氣 ， 則 H2/N2=3:1時 ， x*NH3最 大 。影 響 合 成 氨 反 應 的 工

4、 藝 參 數 考 慮 組 成 對 Kp的 影 響 ： r小 于 3時 ， x*NH3最 大 ， 隨 壓 力 而 異 ，在 2.8-2.9之 間 。 n Al2O3-與 氧 化 鐵 生 成 尖 晶 石 類 FeAl2O4 (FeO Al2O3) 晶 體 。 還 原 時 Al2O3不 還 原 ， 均 勻 分 散在 -Fe之 間 ， 防 止 活 性 鐵 微 晶 在 還 原 時 進 一 步 長 大 ，并 在 活 性 鐵 晶 粒 間 產 生 空 隙 ， 增 加 催 化 劑 表 面 積 ， 是結 構 性 助 劑 。n MgO-與 Al2O3類 似 ， 也 是 結 構 性 助 劑 。 在 高 溫時 保 護

5、催 化 劑 中 鐵 晶 體 不 被 破 壞 ， 增 強 催 化 劑 抗 硫 能力 。n CaO-降 低 熔 融 物 的 熔 點 和 粘 度 ， 使 Al2O3較 好的 分 散 在 Fe 3O4中 ， 也 可 提 高 催 化 劑 熱 穩(wěn) 定 性 。 n K2O-降 低 催 化 劑 金 屬 電 子 逸 出 功 ， 使 鐵 更 易 將 電 子 傳 輸給 氮 。 氮 活 性 吸 附 在 催 化 劑 表 面 時 ， 形 成 偶 極 子 ， 電 子 偏 向于 氮 ， 電 子 逸 出 功 降 低 利 于 氮 的 吸 附 。 只 有 Al2O3和 K2O共 存 時才 具 有 這 種 作 用 。n 反 應 的

6、活 性 組 成 是 金 屬 鐵 ， 所 以 使 用 前 要 將 催 化 劑 還原 。 通 常 用 氫 氣 作 還 原 劑 ： Fe3O4(s) + 4H2(g) = 3Fe(s) + 4H2O(g) kJ/kmol 選 擇 的 反 應 條 件 應 使 鐵 充 分 被 還 原 ， 還 原 后 保 證 比表 面 積 最 大 。 還 原 溫 度 一 般 選 500-520 。 9.149 0298 H n精 選 天 然 磁 鐵 礦 ， 加 入 一 定 量 的 促 進 劑 在 電 爐 中 以熔 融 法 煉 制 ， 冷 卻 后 成 為 固 溶 體 ， 經 粉 碎 和 篩 分 制成 各 種 粒 徑 的 顆

7、 粒 備 用 。n顆 粒 小 ， 表 面 積 大 ， 反 應 物 易 于 擴 散 進 入 顆 粒 內 部 ，內 表 面 利 用 率 大 ， 生 產 強 度 高 ， 氣 流 阻 力 大 。 一 般 ：大 中 型 塔 6-13mm， 小 型 塔 2-4mm。催 化 劑 制 備 合 成 氨 反 應 是 氣 固 相 催 化 反 應 ， 經 歷 內外 擴 散 、 吸 附 解 吸 、 反 應 等 過 程 。 其 反 應機 理 如 下 ： N2+-Fe=-FeN2 -FeN2=2 -FeN 2-FeN+H 2=2-FeNH 2-FeNH +H 2=2-FeNH 2 2-FeNH 2+H 2=2-FeNH 3

8、 -FeNH 3=-Fe+NH 33、 反 應 機 理 和 動 力 學 1939年 捷 姆 金 和 佩 熱 夫 根 據 上 述 機 理 ， 并 作 如 下 假 設 ： 氮 吸 附 是 控 制 步 驟 氣 體 為 理 想 氣 體 表 面 活 性 位 均 勻 反 應 距 離 平 衡 不 遠推 到 出 反 應 速 率 方 程 ：問 題 ： 使 用 理 想 氣 體 ， 加 壓 時 有 偏 差 距 平 衡 遠 時 ， 也 不 適 用 。 PNH3=0， rNH3= 。 大 型 氨 廠 的 流 程 主 要 有 ： 美 國 凱 洛 格 丹 麥 托 普 索 日 本 NEC 英 國 ICI 雖 然 各 公 司

9、的 合 成 工 藝 有 差 異 ， 但 氨合 成 反 應 的 特 性 使 各 工 藝 具 有 許 多 相 同 之處 ： 4、 氨 合 成 流 程 和 設 備 14 n 氨 合 成 是 一 個 循 環(huán) 過 程 ： 由 于 受 平 衡 制 約 ，氨 的 合 成 率 不 高 ， 大 量 未 反 應 的 N2、 H2氣體 需 循 環(huán) 利 用 。n 基 本 步 驟 ： 氨 的 合 成 、 氨 的 分 離 新 鮮 氫氮 氣 的 補 入 ， 未 反 應 氣 體 的 壓 縮 與 循 環(huán) ，反 應 熱 的 回 收 與 惰 性 氣 體 排 放 。n 氨 合 成 工 藝 流 程 的 設 計 關 鍵 ： 在 于 合

10、理 組合 上 述 幾 個 步 驟 ， 其 中 主 要 是 合 理 確 定 循環(huán) 機 、 新 鮮 氣 補 入 及 惰 性 氣 體 放 空 的 位 置以 及 氨 分 離 的 冷 凝 級 數 和 熱 能 的 回 收 方 式 。 O2ArN2CH4CO2COH2 % 0% 1)2) 00000 0 4010097.51.50.2 00 401000 01)39454.811 7525 1.00 099.98鍋 爐洗 滌 冷 卻氣 化 空 氣 分 離煤 處 理變 換甲 醇 洗液 氨 洗 滌合 成 煤 空 氣1tNH 3 1)150PPm2)50PPm 8.58 10 KJ633.6 10 KJ6MPa

11、3680 750 20.271102656 0.1 350 MPaMPa NM33NM3NM3NM 3NM3NM500H2SCO2廢 氣 N2O2 氨 冷 凝 分 離 氨 合 成 過 程 中 ， 當 溫 度 、 壓 力 、 惰 性 氣 體 含量 及 H2/N2比 確 定 后 ， 平 衡 氨 含 量 就 是 一 個 定 值 。 因 此 ， 必 須 將 反 應 后 氣 體 中 的 氨 分 離 ， 使 循環(huán) 回 合 成 塔 入 口 的 氨 含 量 盡 可 能 少 ， 以 提 高 產 氨凈 值 。 氨 分 離 方 法(1)、 冷 凝 法 ： 把 含 氨 混 合 氣 冷 卻 ， 使 其 中 大 部 分

12、氨冷 凝 與 循 環(huán) 氣 分 開 。 目 前 工 業(yè) 上 常 用 此 法 。(2)、 水 吸 收 法 ： 此 法 利 用 氨 易 溶 于 水 得 到 濃 氨 水 ，氨 水 經 蒸 餾 、 冷 凝 成 為 液 氨 。 缺 點 ： 能 耗 較 大 ，工 廠 用 之 較 少 。(3)、 有 機 溶 劑 吸 收 法 （ 三 甘 醇 等 ） ： 溶 劑 易 揮 發(fā) 至混 合 器 中 分 離 不 凈 對 催 化 劑 有 影 響 ， 用 之 較 少 。 馳 放 氣 由 于 惰 性 氣 體 的 不 斷 累 積 ， 當 到 一 定 量 時會 影 響 合 成 反 應 ， 降 低 合 成 率 和 氨 的 平 衡 含

13、 量 。因 此 ， 需 定 期 或 連 續(xù) 放 空 一 些 循 環(huán) 氣 。 循 環(huán) 壓 縮 由 于 氨 合 成 是 在 高 壓 下 進 行 ， 而 原 料 氣 制備 和 凈 化 的 壓 力 卻 較 低 ； 另 一 方 面 ， 由 于 設 備 和合 成 塔 床 層 的 壓 力 降 等 ， 使 循 環(huán) 氣 與 合 成 塔 進 口氣 產 生 壓 差 ， 通 過 循 環(huán) 加 壓 彌 補 壓 力 降 損 失 。 19 n 排 放 氣 的 回 收 處 理 ：作 為 燃 料 使 用 回 收 氫 氣 n 中 空 纖 維 膜 分 離 ： 此 種 材 料 具 有 選 擇 滲 透 特 性 ， 水 蒸 氣 、 氫 、

14、氦 和 二 氧 化 碳 滲 透 較 快 ， 而 甲 烷 、 氮 、 氬 、 一 氧 化 碳 等 滲 透 較慢 ， 這 樣 就 能 使 滲 透 快 者 與 滲 透 慢 者 分 離 。 n 變 壓 吸 附 ： 利 用 沸 石 和 分 子 篩 在 不 同 壓 力 下 對 氣 體 組 分 的 選 擇性 吸 附 和 解 吸 原 理 。 當 排 放 氣 通 過 分 子 篩 床 層 時 ， 除 氫 以 外 的其 他 氣 體 如 氮 、 甲 烷 、 氬 、 氨 、 一 氧 化 碳 等 都 被 吸 附 ， 而 獲 得純 度 達 99.9 以 上 的 氫 氣 。 n 深 冷 分 離 技 術 ： 根 據 氫 和 排

15、 放 氣 中 其 他 組 分 的 沸 點 相 差 較 大 ，在 深 冷 溫 度 下 逐 次 部 分 冷 凝 ， 分 離 出 沸 點 較 高 的 甲 烷 、 氬 及 部分 氮 的 冷 凝 液 ， 而 獲 得 含 氫 90 的 回 收 氣 。 合 成 塔 使 用 條 件 ： 高 壓 壓 力 大 于 10MPa 高 溫 溫 度 400-500 結 構 ： (a) 外 筒 (b)內 件 。n 外 筒 的 結 構 特 點 ： 主 要 承 受 高 壓 而 不 承 受 高 溫 ， 可 用 普 通 低 合金 鋼 或 優(yōu) 質 低 碳 鋼 制 成 。 正 常 情 況 下 ， 壽 命 達40-50年 。 n 內 件

16、 的 結 構 特 點 ： 內 件 承 受 高 溫 而 不 承 受 高 壓 ， 承 受 的 壓 力 為環(huán) 隙 氣 流 和 內 件 氣 流 的 壓 差 ， 此 壓 差 一 般 為 1-2.0MPa， 可 用 鎳 鉻 不 銹 鋼 制 作 。5、 氨 合 成 塔 氨 合 成 是 在 高 溫 高 壓 條 件 下 進 行 的 ， 氫 氮 氣 對 碳 鋼設 備 有 明 顯 的 腐 蝕 作 用 。氫 脆 ， 即 氫 溶 解 于 金 屬 晶 格 中 ， 使 鋼 材 在 緩 慢 變 形 時 發(fā) 生脆 性 破 壞 ；氫 腐 蝕 ， 即 氫 氣 滲 透 到 鋼 材 內 部 ， 使 碳 化 物 分 解 并 生 成 甲烷

17、 ， 甲 烷 聚 積 于 品 界 微 觀 孔 隙 中 形 成 高 壓 ， 導 致 應 力 集 中 ，沿 晶 界 出 現 破 壞 裂 紋 。 有 時 還 會 出 現 鼓 泡 。在 高 溫 高 壓 下 ， 氮 與 鋼 中 的 鐵 及 其 他 很 多 合 金 元 素 生 成 硬而 脆 的 氮 化 物 ， 導 致 金 屬 機 械 性 能 降 低 。 n 合 成 塔 內 件 應 具 備 之 條 件 ： 單 塔 生 產 能 力 高 操 作 便 于 調 節(jié) 、 控 制 能 較 好 地 回 收 利 用 反 應 熱 ， 作 為 系 統(tǒng) 的 能 源 結 構 堅 固 、 可 靠 ， 操 作 維 修 方 便n 根 據

18、 合 成 時 換 熱 方 式 的 不 同 ， 氨 合 成 塔 可 分 為 ： 連 續(xù) 換 熱 式 （ 冷 管 式 ） ： 在 催 化 劑 床 層 中 進行 氨 合 成 反 應 的 同 時 ， 還 與 外 界 進 行 熱 量 交 換 。 多 段 間 接 換 熱 式 多 段 冷 激 式 （ 凱 洛 格 軸 向 、 托 普 索 徑 向 ） 冷 管 式 氨 合 成 塔n 冷 管 設 在 催 化 劑 床 層 中 ， 用 冷 管 中 未 反 應 氣 體 帶 走 反 應 熱 ，使 反 應 在 最 佳 溫 度 線 附 近 進 行 。 開 始 用 的 是 雙 管 并 流 式 冷管 氨 合 成 塔 ， 發(fā) 展 成

19、 并 流 三 套 管 式 ， 以 出 現 了 管 并 流 式 。目 前 我 國 最 常 用 的 是 單 管 并 流 式 合 成 塔 。n 并 流 三 套 管 式 優(yōu) 點 ： 床 層 溫 度 分 布 合 理 ， 催 化 劑 生 產強 度 高 ， 操 作 穩(wěn) 定 、 可 靠 。 缺 點 ： 結 構 復 雜 ， 冷 管 分 氣 盒占 空 間 大 。 還 原 時 升 溫 困 難 。n 單 管 并 流 式 優(yōu) 點 ： 塔 內 部 件 緊 湊 ， 催 化 劑 筐 與 換熱 器 間 距 小 ， 塔 有 效 利 用 率 高 。 缺 點 ： 結 構 不 夠 牢 固 ， 升氣 管 、 冷 管 焊 縫 易 裂 開

20、。 并 流 三 套 管 示 意 圖 單 管 并 流 示 意 圖外冷管內冷管催化劑分 氣 盒 冷管 升氣管催化劑 冷 激 式 氨 合 成 塔n 1、 立 式 軸 向 四 段 冷 激 式 氨 合 成 塔 （ 凱 洛 格 型 ）n 內 件 包 括 ： 四 層 催 化 劑 、 層 間 氣 體 混 合 裝 置 、 列 管 式 換熱 器 。n 優(yōu) 點 ： 用 冷 激 式 調 節(jié) 反 應 溫 度 、 操 作 壓 力 方 便 ， 結 構 簡單 ， 內 件 可 靠 性 好 ， 裝 卸 催 化 劑 方 便 。 缺 點 ： 瓶 式 結 構 ，內 件 先 裝 入 再 焊 瓶 嘴 。 檢 修 、 損 壞 更 換 不 方

21、 便 。n 2、 徑 向 二 段 冷 激 式 合 成 塔 （ 托 普 索 型 ）n 優(yōu) 點 ： 氣 體 徑 向 流 動 ， 壓 降 小 ， 催 化 劑 生 產 強 度 較 大 。 催 化 劑 裝 量 小 ， 塔 直 徑 較 小 ， 投 資 少 。 采 用 大 蓋 密封 ， 運 輸 、 安 裝 檢 修 方 便 。 缺 點 ： 氣 體 流 過 催 化 劑 層 時 ，易 出 現 偏 流 。 多 層 軸 向 冷 激 式 合 成 塔 （ 凱 洛 格 ） 徑 向 多 段 冷 激 式 合 成 塔 （ 托 普 索 ） 內 部 間 接 連 續(xù) 換 熱 式 合 成 塔 近 期 國 內 開 發(fā) 的 合 成 氨 有

22、關 技 術計 算 機 應 用 技 術 。造 氣 生 產 集 散 控 制 系 統(tǒng) ；造 氣 爐 爐 況 監(jiān) 測 與 優(yōu) 化 系 統(tǒng) ；造 氣 專 用 集 散 系 統(tǒng) ；合 成 、 變 換 工 段 優(yōu) 化 控 制 系 統(tǒng) 。低 溫 變 換 工 藝 技 術 。全 低 變 工 藝 技 術 (一 氧 化 碳 低 溫 變 換 技 術 )；一 氧 化 碳 低 硫 低 溫 變 換 工 藝 技 術 ；中 低 低 變 換 工 藝 技 術 。 脫 硫 技 術由 北 京 大 學 應 用 化 學 系 魏 雄 輝 博 士 等 人 發(fā) 明 的 鐵 -堿 溶 液 催 化 法氣 體 脫 碳 脫 硫 脫 氰 技 術 (簡 稱 “

23、 DDS” 脫 硫 技 術 )。精 脫 硫 技 術湖 北 省 化 學 研 究 所 開 發(fā) 的 常 溫 精 脫 硫 技 術 ； 太 原 理 工 大 學 、 山西 科 靈 催 化 凈 化 技 術 發(fā) 展 公 司 開 發(fā) 的 科 靈 精 脫 硫 新 工 藝 。脫 碳 技 術由 南 化 公 司 研 究 院 開 發(fā) 并 獲 得 國 家 專 利 的 聚 乙 二 醇 二 甲 醚 法(NHD法 )脫 碳 技 術 。氨 合 成 技 術低 溫 低 壓 氨 合 成 催 化 劑 。近 期 國 內 開 發(fā) 的 合 成 氨 有 關 技 術 主 要 知 識 點n 合 成 氨 的 主 要 生 產 過 程 及 原 料 氣 中

24、氫 氣 的 主 要 來 源 ？n 煤 制 氣 過 程 的 基 本 原 理 與 典 型 的 魯 奇 （ Lurgi） 爐 結 構 特 點及 工 藝 流 程 如 何 ？n 消 除 積 碳 主 要 可 采 取 的 措 施 ？n 變 換 反 應 及 其 特 點 分 別 是 什 么 ？n 鐵 鉻 系 變 換 催 化 劑 的 主 要 組 成 是 什 么 ？ 各 組 分 的 作 用 是 什么 ？n 催 化 劑 為 什 么 在 使 用 前 要 進 行 升 溫 還 原 、 卸 出 前 要 鈍 化 ？n 中 變 串 低 變 的 工 藝 流 程 如 何 ？ n 氨 合 成 反 應 及 其 特 點 ， 主 要 的 工

25、 藝 條 件 及 基 本 過 程 有 哪 些 ？n 氨 合 成 塔 的 結 構 特 點 及 主 要 類 型 是 什 么 ？ 3.3 無 機 化 學 礦 物 加 工 利 用一 、 概 述二 、 化 學 礦 物 加 工 的 方 法 和 原 理1、 礦 石 的 精 選2、 礦 石 的 熱 化 學 加 工3、 礦 石 的 濕 法 加 工三 、 無 機 化 學 礦 物 加 工 利 用1、 酸 浸 取 磷 礦 制 磷 酸2、 硫 鐵 礦 焙 燒 制 硫 酸 原 料 氣3、 氨 浸 取 明 礬 石 制 氮 鉀 混 肥 主 要 的 無 機 化 學 礦 物 品 種n 鎂 礦 ： 鎂 鹽 、 氧 化 鎂 、 耐

26、火 材 料 ；n 石 灰 石 ： 碳 酸 鹽 、 鈣 鹽 、 石 灰 ；n 硼 礦 ： 硼 砂 、 硼 酸 、 硼 、 鐵 ；n 硫 礦 ： 硫 酸 、 硫 磺 ；n 鉀 礦 ： 鉀 鹽 、 硫 酸 鉀 、 硫 酸 鋁 、 氧 化 鋁 ；n 磷 礦 ： 磷 酸 、 磷 肥 、 磷 酸 鹽 ；n 鋁 礦 ： 鋁 化 合 物 、 分 子 篩 、 催 化 劑 載 體 ；n 鹽 礦 ： 純 堿 、 燒 堿 、 硫 化 堿 、 泡 花 堿 、 鹽 酸 、 氯乙 烯 、 建 筑 材 料 。 磷灰石晶體一 、 概 述 二 、 化 學 礦 物 加 工 的 方 法 和 原 理n 1、 礦 石 的 精 選n 脈

27、石 ： 礦 石 中 ， 有 的 礦 石 可 以 利 用 ， 有 的 礦 石 不能 利 用 ， 這 種 無 法 利 用 的 礦 物 稱 為 脈 石 礦 物 或 簡稱 。n 精 選 ： 利 用 礦 石 中 各 組 分 的 物 理 或 物 理 化 學 性 質上 的 差 異 將 有 用 成 份 富 集 的 方 法 。n 精 選 方 法 ： A.手 選 、 B.重 力 選 、 C.磁 選 、 D.浮 選等 。 n A.手 選 ： 根 據 礦 石 的 顏 色 、 光 澤 等 外 表 進 行 選 擇 ，人 工 選 礦 的 方 法 ， 適 于 小 規(guī) 模 生 產 。n B.重 力 選 ： 利 用 礦 石 中

28、各 組 分 比 重 的 差 異 選 別 的方 法 。 在 水 、 有 機 溶 劑 中 或 方 鉛 礦 等 所 配 制 的 懸浮 液 （ 重 介 質 選 礦 ） 中 進 行 ， 或 在 氣 流 中 進 行 。n C.磁 選 ： 利 用 礦 物 的 磁 化 系 數 不 同 而 進 行 選 別 的方 法 。 強 磁 性 ： 磁 鐵 礦 、 鈦 磁 鐵 礦 、 磁 黃 鐵 礦 等非 磁 性 ： 方 解 石 、 石 英 等弱 磁 性 ： 赤 鐵 礦 、 褐 鐵 礦 、 菱 鐵 礦 、 鈦 鐵 礦 、 水 錳 礦 、 軟 錳 礦 等根 據 礦物 的 磁化 系 數大 小 D.浮 選 （ 泡 沫 浮 游 選

29、礦 法 ）利 用 礦 石 中 各 組 分 被 水 潤 濕 程 度 的 差 異礦 物 懸 浮 在 水 中 鼓 入 空 氣 泡 易 被 水 潤 濕 的 （ 沉 ） 不 易 被 水 潤 濕 的 （ 浮 ） 捕 獲 劑 ： 能 使 某 些 礦 物 表 面 生 成 一 層 憎 水 膜 ， 使其 與 氣 體 泡 沫 結 合 而 使 礦 物 上 浮 的 物 質 。加 入 捕 獲 劑 的 原 因 ： 絕 大 多 數 礦 物 均 易 被 水 潤 濕 ， 因此 必 須 加 入 一 種 捕 收 劑 ， 使 各 種 礦 物 具 有 不 同 的 潤濕 性 以 達 到 分 離 的 目 的 。 起 泡 劑 ： 表 面 活

30、性 物 質 ， 含 有 -OH、 -NH2、 -COOH、 CO等 極 性 基 團 。 起 泡 劑 在 礦 漿 中 定 向吸 附 在 空 氣 與 水 的 界 面 上 ， 其 極 性 基 朝 向 水 ，非 極 性 基 朝 向 空 氣 。 加 入 起 泡 劑 的 原 因 ： 在 浮 選 時 ， 為 了 生 成 能較 長 時 間 存 在 的 大 量 泡 沫 ， 要 添 加 起 泡 劑 。 加入 起 泡 劑 后 能 促 使 流 體 形 成 結 實 外 膜 的 氣 泡 ，這 樣 當 氣 泡 互 相 接 觸 時 ， 就 不 易 兼 并 破 裂 。 又由 于 起 泡 劑 分 子 的 定 向 吸 附 作 用

31、， 使 氣 液 界 面上 的 界 面 張 力 降 低 ， 氣 泡 變 得 較 為 堅 韌 穩(wěn) 定 。 常 用 的 起 泡 劑 ： 松 油 、 桉 樹 油 、 煤 焦 油 、 甲 酚及 某 些 高 級 醇 。 抑 制 劑 ： 增 加 礦 石 中 非 上 浮 組 分 的 親 水 性 而 使 之完 全 地 沉 底 ， 以 提 高 選 礦 效 果 。 常 用 的 抑 制 劑 ：氰 化 物 、 水 玻 璃 、 石 灰 、 氨 水 等 。 調 節(jié) 劑 ： 改 變 浮 選 介 質 的 PH值 ， 調 節(jié) 其 它 藥 劑 的作 用 ， 消 除 有 害 離 子 的 影 響 和 調 節(jié) 泥 漿 的 分 散 度及

32、絮 凝 度 。 如 石 灰 、 碳 酸 鈉 、 硫 酸 、 磷 酸 鹽 及 硫化 鈉 及 硫 酸 等 。 解 毒 劑 ： 在 礦 物 和 水 中 往 往 存 在 一 些 能 阻 止 礦物 表 面 形 成 憎 水 膜 使 浮 選 不 能 進 行 的 物 質 ， 稱浮 選 毒 物 。 為 了 消 除 或 減 弱 它 們 對 浮 選 的 負 面作 用 ， 通 常 添 加 石 灰 、 純 堿 、 碳 酸 鋇 、 硫 酸 鋅和 硫 酸 鐵 作 為 解 毒 劑 。 正 浮 選 ： 將 其 中 的 有 用 成 份 浮 入 泡 沫 產 物 中 ，而 將 脈 石 礦 物 留 在 礦 漿 中 反 浮 選 ： 將

33、脈 石 礦 物 浮 入 泡 沫 產 物 而 將 有 用 礦物 留 在 非 泡 沫 產 物 中 2、 礦 石 的 熱 化 學 加 工 煅 燒 、 焙 燒 、 燒 結 的 定 義 ：n 煅 燒 ： 在 低 于 熔 點 的 適 當 溫 度 下 ， 加 熱 物 料 ，使 其 分 解 ， 除 去 揮 發(fā) 份 的 過 程 。n 焙 燒 ： 將 礦 石 、 精 礦 在 空 氣 、 氯 氣 、 氫 氣 、 甲烷 、 一 氧 化 碳 和 二 氧 化 碳 等 氣 流 中 不 加 或 配 加一 定 的 物 料 ， 加 熱 至 低 于 爐 料 的 熔 點 ， 發(fā) 生 氧化 、 還 原 或 其 他 化 學 變 化 的

34、單 元 過 程 。n 燒 結 ： 將 礦 粉 和 石 灰 、 純 堿 、 硫 酸 鈉 、 亞 硫 酸鈉 等 燒 結 劑 混 合 ， 在 高 于 爐 料 熔 點 的 溫 度 下 發(fā)生 化 學 反 應 的 過 程 。 煅 燒 的 工 業(yè) 應 用 石 灰 石 煅 燒 制 氧 化 鈣 ：n 將 石 灰 石 與 煤 配 （ 煅 燒 是 吸 熱 反 應 ， 需 燃燒 焦 炭 或 煙 煤 ） 制 成 一 定 的 比 例 ， 在 石 灰窯 中 與 800-1000 煅 燒 1-4h， 分 解 為 氧 化鈣 和 二 氧 化 碳 。 重 堿 （ NaHCO3） 煅 燒n 2NaHCO3 Na2CO3+CO2 +H

35、2O 煅 燒 溫 度 ： 165 190 焙 燒 的 分 類 與 工 業(yè) 應 用 n 氧 化 焙 燒 ： 硫 鐵 礦 （ FeS2） 焙 燒 。n 硫 酸 化 焙 燒 ： 使 某 些 金 屬 硫 化 物 氧 化 成 為 易 溶于 水 的 硫 酸 鹽 的 焙 燒 過 程 。n 揮 發(fā) 焙 燒 ： 空 氣n 氯 化 焙 燒 ： 借 助 于 氯 化 劑 （ 如 Cl2， HCl， NaCl，CaCl2等 ） 的 作 用 ， 使 物 料 中 某 些 組 分 轉 變 為 氣 態(tài)或 凝 聚 態(tài) 的 氯 化 物 ， 從 而 與 其 他 組 分 分 離 。n 還 原 焙 燒n 氧 化 鈉 化 焙 燒 ： 向

36、礦 石 中 加 適 量 鈉 化 劑 （ 如Na 2CO3， NaCl， Na2SO4等 ） ， 焙 燒 后 生 成 易 溶 于水 的 鈉 鹽 。 燒 結 的 工 業(yè) 應 用 n 鈣 鎂 磷 肥 生 成 原 理 用 磷 礦 與 硅 礦 物 配 制 的 原 料 ，在 電 爐 、 高 爐 或 平 爐 中 于 1350 1500 熔 融 溶 體用 水 驟 冷 ， 形 成 粒 度 小 于 2mm的 玻 璃 質 物 料 ， 經 干燥 磨 細 后 成 為 產 品 。 各 種 含 鎂 物 料 如 蛇 紋 石 、 白云 石 、 橄 欖 石 等 均 可 作 助 劑 。n 鈣 鎂 磷 肥 由 CaO， MgO， P

37、2O5和 SiO2四 個 主 要 成 分 組成 。 其 中 CaO， P2O5來 自 磷 礦 ， MgO， SiO2來 自 助 溶劑 。 磷 礦 與 助 熔 劑 配 制 成 礦 料 ， 應 使 制 得 的 產 品中 含 P 2O5盡 可 能 高 ， 而 熔 點 最 低 ， 溶 體 粘 度 最 小 。 燒 結 、 焙 燒 和 煅 燒 的 區(qū) 別 ： 反 應 溫 度 是 不 同 。 焙 燒 和 煅 燒 都 在 低 于 爐料 熔 點 的 高 溫 下 進 行 ， 燒 結 在 高 于 爐 料 熔點 的 高 溫 下 進 行 . 燒 結 是 物 料 配 加 還 原 劑 、 助 熔 劑 的 化 學 轉化 過

38、程 。 焙 燒 是 原 料 與 空 氣 、 氯 氣 等 氣 體以 及 添 加 劑 發(fā) 生 化 學 反 應 ， 煅 燒 是 物 料 發(fā)生 分 解 反 應 ， 失 去 結 晶 水 或 揮 發(fā) 組 分 。 3、 礦 石 的 濕 法 加 工 礦 石 的 濕 法 加 工 ： 利 用 溶 劑 使 其 有 用 組 分 進 入溶 液 ， 然 后 再 將 溶 液 進 一 步 加 工 。 溶 劑 的 選 擇 ： 有 用 組 分 是 水 溶 性 的 -水 ； 水 不溶 性 的 -酸 、 堿 溶 液 。n 溶 解 ： 礦 石 中 不 溶 性 組 分 不 多 ， 用 溶 劑 處 理 后的 殘 渣 很 少 ， 這 種 過

39、 程 稱 為 溶 解 。n 浸 取 ： 用 溶 劑 處 理 后 的 殘 渣 量 較 大 ， 可 溶 組 分要 從 其 中 提 取 的 過 程 。 浸 取 條 件（ 1） 溫 度 ： 反 應 的 浸 取 高 溫 有 利 ， 擴 散 控 制 的 浸 取溫 度 影 響 不 大 ， 高 溫 使 雜 質 增 多 。（ 2） 浸 取 劑 種 類（ 3） 浸 取 劑 濃 度 ： 一 般 高 有 利 ， 工 業(yè) 上 適 宜 濃 度 。（ 4） 固 體 粒 度 ： 小 有 利 ， 故 要 對 原 料 破 碎 、 篩 分 等 。（ 5） 孔 隙 率 ： 高 的 孔 隙 率 。（ 6） 攪 拌 ： 對 液 相 擴

40、散 控 制 的 有 利 。（ 7） 浸 取 時 間 ： 由 浸 取 率 和 雜 質 共 同 決 定 。 浸 取 液 的 處 理 方 法（ 1） 結 晶（ 2） 吸 附（ 3） 離 子 沉 淀（ 4） 金 屬 沉 淀（ 5） 氣 體 沉 淀（ 6） 離 子 浮 選 和 沉 淀 浮 選（ 7） 離 子 交 換（ 8） 溶 劑 萃 ?。?9） 固 體 或 液 體 陰 極 電 積 9-11班 學 期 報 告 （ Term Paper）題 目 一 ： 磷 酸 的 生 產 工 藝 （ 學 號 ： 1-12）題 目 二 ： 硫 酸 的 生 產 工 藝 （ 學 號 ： 13-25）題 目 三 ： 硝 酸 的

41、生 產 工 藝 （ 學 號 ： 26-最 后 ）要 求 ： 結 構 類 似 科 技 論 文 前 言 、 生 產 的 化 學 原 理 、 典 型 工藝 、 討 論 分 析 、 結 論 、 參 考 文 獻 等提 交 ： 以 紙 質 及 ppt形 式 6-8班 學 期 報 告 （ Term Paper）題 目 一 ： 純 堿 的 生 產 工 藝 （ 學 號 ： 1-12）題 目 二 ： 燒 堿 的 生 產 工 藝 （ 學 號 ： 13-25）題 目 三 ： 尿 素 的 生 產 工 藝 （ 學 號 ： 26-最 后 ）要 求 ： 結 構 類 似 科 技 論 文 前 言 、 生 產 的 化 學 原 理

42、、 典 型 工藝 、 討 論 分 析 、 結 論 、 參 考 文 獻 等提 交 ： 以 紙 質 及 ppt形 式 中 國 化 學 會 的 專 業(yè) 雜 志 由 中 國 化 學 會 主 辦 的 期 刊 共 有 21種 ， 其 中 內 部 期 刊 1種 ，英 文 期 刊 4種 。 21種 期 刊 分 別 為 ： 中 國 化 學 快 報 （ 英 文 ） 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 醫(yī) 學 院 藥 物 所 和 中 國 化 學 會 承 辦 。 化 學 學 報 半 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 上 海 有 機 化 學 研 究 所 承 辦 。

43、中 國 化 學 （ 英 文 ） 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 上 海 有 機 化 學 研 究 所 承 辦 。 有 機 化 學 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 上 海 有 機 化 學 研 究 所 承 辦 。 物 理 化 學 學 報 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 北 京 大 學 承 辦 。 高 分 子 學 報 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 化 學 研 究 所 承 辦 。 高 分 子 科 學 （ 英 文 ） 雙 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科

44、學 院 化 學 研 究 所 承 辦 。 高 分 子 通 報 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 化 學 研 究 所 承 辦 。 化 學 通 報 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 化 學 研 究 所 承 辦 。 分 析 化 學 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 長 春 應 用 化 學 研 究 所 承 辦 。 應 用 化 學 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 長 春 應 用 化 學 研 究 所 承 辦 。 無 機 化 學 學 報 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會

45、主 辦 ， 南 京 大 學 承 辦 。 結 構 化 學 （ 英 文 ） 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 福 建 物 質 結 構 研 究 所 承 辦 。 催 化 學 報 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 大 連 化 學 物 理 研 究 所 承 辦 。 色 譜 雙 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 大 連 化 學 物 理 研 究 所 承 辦 。 電 化 學 季 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 廈 門 大 學 承 辦 。 燃 料 化 學 學 報 雙 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 。 中 國 科 學 院 山 西 煤 炭 化 學 研 究 所 承 辦 。 分 子 科 學 學 報 雙 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 東 北 師 范 大 學 承 辦 。 化 學 教 育 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 化 學 會 承 辦 。 大 學 化 學 雙 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 北 京 大 學 承 辦 。 化 學 通 訊 內 部 刊 物 ， 雙 月 刊 ： 由 中 國 化 學 會 主 辦 ， 中 國 科 學 院 長 春 應 用 化 學 研 究 所 承 辦 。