游學華

摘 要：文章選擇使用絮凝沉降的方法對酸不溶物的分離進行了專門的實驗研究，篩選出了幾種沉降效果較好的絮凝劑，為提高硝酸磷肥生產(chǎn)中酸不溶物的分離提供了一種新的思路。

關鍵詞：酸不溶物；硝酸磷肥；生產(chǎn)；分離

在生產(chǎn)硝酸磷肥的過程中，首先需要使用硝酸對磷礦進行酸解。但是磷礦石中含有較多的黃鐵礦、方解石、海綠石、硅酸鹽和石英等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)具有較好的耐硝酸腐蝕的特點，不會完全被硝酸溶解，這樣就會在酸解液中形成固體殘渣，它們就被稱之為酸不溶物。目前，我國對硝酸磷肥中酸不溶物的分離主要采用機械分離法，分離效果并不顯著。鑒于此，本文重點討論絮凝沉降方法對硝酸磷肥生產(chǎn)中酸不溶物分離的作用，具體實驗和討論如下。

1 絮凝沉降法對酸不溶物分離的實驗研究

1.1 絮凝沉降實驗的主要原理

絮凝作用是由凝聚和絮凝兩部分的作用過程共同組成的。其中的凝聚就是指膠體顆粒經(jīng)過脫穩(wěn)處理處理之后，形成一個細小凝聚體的過程。絮凝則恰好相反，主要是指已經(jīng)形成的細小凝聚體在絮凝劑的作用之下，逐漸生成大面積絮凝物的過程。這兩種作用過程都是由細小的膠體顆?；蛘呤菓腋∥锏念w粒受到極性物質(zhì)或者是電解作用的影響，顆粒表面的電荷得到中和，大大降低了顆粒之間的排斥作用，讓它們發(fā)生結(jié)合，從而增加了固體物質(zhì)的體積。當這些顆粒結(jié)合物的體積達到一定的程度之后，就能夠以絮凝體的形式被直接分離。

1.2 絮凝沉降實驗的主要材料

實驗所用的酸解液有我廠生產(chǎn)部直接提供，然后從我廠硝酸磷肥生產(chǎn)的工藝和水平來說，將酸解液加熱至55-60℃。

1.3 具體的實驗步驟

我廠的硝酸磷肥生產(chǎn)所使用的磷礦中，超過80%的酸不溶物礦粒的直徑都不超過1.5厘米，屬于懸浮類物質(zhì)，還有10%的直徑更小，屬于膠體類物質(zhì)。針對這些特點，我廠選用了十幾種高分子的絮凝劑分別對這些酸不溶物進行了處理，通過仔細觀察各種絮凝物的沉降速度、澄清度、絮體大小和分離效果等指標，對比之后，我們從中選取了3種分離效果較好的絮凝劑，并使用它們進行實驗研究。

在實驗的過程中，我們分別將3種絮凝劑配置成濃度為0.1%、0.2%和0.5%的溶液。然后將200毫升的酸解液加熱至60℃，然后導入容量為250毫升的燒杯中。從3種絮凝劑中線先取出1和2毫升，然后再分別取出1毫升，攪拌均勻之后再添加1毫升（以下簡稱1+1）到酸解液中。加入絮凝劑之后，以每分鐘100圈的速度將酸解液攪拌半分鐘，停止操作之后馬上靜置，并仔細觀察和記錄絮凝體的沉降速度，分別記錄沉淀物在150、100和75毫升等刻度的時間點和30分鐘之后沉淀物的體積。

2 實驗結(jié)果分析

我們對三種絮凝劑按照數(shù)字分別采用①②③進行編號，它們在不同用量和濃度條件下對酸不溶物絮凝沉降產(chǎn)生的結(jié)果見表1至表3。

通過對上述結(jié)果進行分析可知，①號和③號絮凝劑的實驗效果非常理想，沉降30分鐘后的濃相體積約占總體積的33.3%左右，而且濃相經(jīng)過壓濾和脫水處理之后還需要將固相去除，所得的液體還可以回收利用。通過對比3種絮凝劑在的不同濃度酸解液中的沉降結(jié)果發(fā)現(xiàn)，①號和③號絮凝劑的最佳濃度為0.5%，同時，在不同的劑量中，加入量為2毫升的實驗效果最佳。換句話說。就是在酸解液中，絮凝劑的最佳使用量為每立方米50克。

我們將三種絮凝劑的添加方式進行對比發(fā)現(xiàn)，（1+1）毫升這種分兩次加入的方式，不管是從發(fā)生沉降的速度，還是從上清液的透明程度來說，效果都比其他兩種加入方式的效果要好。分析造成這一結(jié)果的原因，我們認為，如果將2毫升的絮凝劑一次性加入，那么在進行攪拌的過程中，一些結(jié)構(gòu)比較松散的絮體就很可能被打散。但是分批次加入，雖然也會有部分被打散，但是再次加入1毫升之后，那些被打散的部分還可以重新連接，而且所形成的顆粒會更大，這樣就加快了沉降的速度，也提高了澄清度。

3 計算酸不溶物的清除效果

將①號和③號絮凝劑的濃相進行壓濾和脫水之后，就可以同灼燒法對沉淀物質(zhì)進行處理，并對灼燒之后的物質(zhì)質(zhì)量進行稱重，然后利用η=m2/m1×100%這一公式來計算酸不溶物的去除率。其中的m2指灼燒后沉淀物的質(zhì)量，m1指酸解液中的固相質(zhì)量。經(jīng)計算，①號絮凝劑的去除率為92.2%，③號絮凝劑的去除率為95.3%。兩種物質(zhì)對酸不溶物的去除率都超過了90%，效果顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的機械分離法。

4 結(jié)束語

綜上所述，在硝酸林飛的生產(chǎn)過程中，使用高分子的絮凝劑可以實現(xiàn)酸不溶物的有效分離，為提高酸不溶物在硝酸磷肥生產(chǎn)中的分離提供了新的思路和方向。經(jīng)本次實驗發(fā)現(xiàn)，絮凝劑的最佳使用量為每立方米50克，酸不溶物的去除率可高達90%以上。

參考文獻

[1]張金耀.硝酸磷肥生產(chǎn)中酸不溶物的分離研究[D].北京化工大學，2013.