Задачи на получение фосфорной кислоты

Задача 6.1 Определить расход башенной (75%-ной) и 93%-ной H2SO4 для разложения апатитового концентрата, содержащего 51,5% СаО, если норма кислоты равна 98% от стехио-метрического количества.
Скачать решение задачи 6.1 (цена 50р)

Задача 6.2. Определить выход пульпы, количество жидкой фазы в пульпе и количество раствора разбавления при сернокислотной экстракции фосфорной кислоты из 100 кг апатитового концентрата, если массовое отношение Ж/Т пульпы равно 2,5/1, гипсовое число равно 1,6, а количество веществ, выделяющихся в газовую фазу, равно 5 кг и расход серной кислоты (в натуре) составляет 117,9 кг.
Скачать решение задачи 6.2 (цена 60р)

Задача 6.3. Определить кратность циркуляции пульпы и количество серной кислоты, поступающей в последний и предпоследний экстракторы батарейной системы при сернокислотной экстракции фосфорной кислоты из апатитового концентрата, содержащего 51,5% СаО. Концентрация 5О3 в жидкой фазе последнего экстрактора 2,5% и первого экстрактора 0,5%; отношение в пульпе Ж/Т = 2,5/1, выход продукционной пульпы составляет 560 кг на 100 кг апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 6.3 (цена 70р)

Задача 6.4. Определить количество раствора разбавления и циркулирующей пульпы на 1000 кг разлагаемого апатитового концентрата, содержащего 3% фтора, если расход 93%-ной Н2SO4 равен 978,5 кг; гипсовое число 1,6; отношение в пульпе Ж/Т = 3/1; степень выделения фтора в газовую фазу 20% от количества его в сырье; кратность циркуляции пульпы равна 6 : 1, а количество испарившейся воды в экстракторе составляет 262 кг на 1000 кг апатита.
Скачать решение задачи 6.4 (цена 70р)

Задача 6.5. Вычислить объем и число экстракторов, если количество получаемой пульпы при экстракции фосфорной кислоты из апатитового концентрата составляет 285,6 т/ч; плотность пульпы р = 1,48 т/м3, а время пребывания пульпы в экстракторах равно 5 ч.
Скачать решение задачи 6.5 (цена 60р)

Задача 6.6. Определить размеры восьмисекционного железо-Цетонного экстрактора прямоугольного сечения, предназначеннго для получения 32%-ной по P2O5 кислоты, если продолжительность экстракции 5 ч, а на экстракцию поступает 36,7 т/ч апатитового концентрата, 59,8 т/ч 56%-ной H2SO4 и 145,2 т/ч раствора разбавления. Количество циркулирующей пульпы можно не учитывать, так как поступающие материалы находятся в системе заданное время, независимо от того, присутствуют или отсутствуют другие потоки.
Скачать решение задачи 6.6 (цена 70р)

Задача 6.7. Для получения 25%-ной Н3РО4 (19,7% Р2О5) используют фосфорит, содержащий 27,5% - Р2О5; 43,5% - СаО и 2,5% - F. На разложение подают 92,5%-ную Н2SO4. Определить по реакции разложения 1000 кг фосфорита расход серной кислоты, количество образовавшихся фосфорной кислоты, фосфогипса и фтористого водорода, а также необходимое количество воды (подаваемой с раствором разбавления).
Скачать решение задачи 6.7 (цена 60р)

Задача 6.8. Составить материальный баланс производства экстракционной фосфорной кислоты из апатитового концентрата на основании следующих исходных данных.
Содержание P2O5 в продукционной кислоте 32%. Концентрация серной кислоты 76%. Апатитовый концентрат содержит 39,4% Р8О8, 52% СаО и 3% фтора. Норма серной кислоты 100% от сте-хиотиетрической на СаО. Коэффициент извлечения Р2О5 при экстракции 98%, коэффициент отмывки P2O5 при фильтрации 98%. В газовую фазу выделяется 20% фтора от содержащегося в сырье. Кратность циркуляции пульпы равна 5,8 : 1; в пульпе, поступающей на фильтрацию, отношение Ж/Т = 3/1. Влажность гипса на карусельном фильтре: в первой зоне 47%, во второй 44,2%, в третьей 42% и в четвертой - 40%. В процессе фильтрации испаряется на 1 т апатита 29,5 кг воды (по практическим данным). Расчет ведем на 1 т апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 6.8 (цена 100р)

Задача 6.9. Составить материальный баланс по воде отделения экстракции фосфорной кислоты (32% P2O5) (в расчете на 1000кг апатитового концентрата, содержащего 52% СаО и с влажностью 1 %). Для получения H3PO4 применяют93%-ную H2SO4. Количество просасываемого воздуха через аппаратуру составляет 12500 м3/ч (в расчете на сухой). Воздух поступает с температурой 20 °С и относительной влажностью 70%; уходящие газы имеют температуру 40 °С и относительную влажность 72,7%. На промывку фос-фогипса поступает 1830 кг Н2О; в отмытом фосфогипсе содержится 40% НаО с концентрацией 0,7% P2O5. При вакуум-охлаждении испаряется 162 кг Н2О (значения других параметров см. в задаче 6.8).
Скачать решение задачи 6.9 (цена 100р)

Задача 6.10 Составить часовой тепловой баланс процесса экстракции фосфорной кислоты (32% P2O5) для цеха производительностью 110 тыс. т в год в пересчете на P2O5.
Часовой расход составляет: апатитового концентрата 36,7 т; 100%-ной Н2SO4 33,5 т; циркулирующей пульпы на входе в вакуум-испаритель 1412 т, а на выходе из него 1406т; раствора разбавления 145,2 т. На фильтрование отводится 235 т/ч пульпы. В экстрактор поступает разбавленная до 56% серная кислота, охлажденная до 40°. Раствор разбавления содержит 29,2% Р2О5, а жидкая фаза циркулирующей пульпы 32% Р2О5. В экстрактор подается 5000 м3/ч воздуха для отсоса выделяющихся газов. Теплопотери в окружающую среду составляют по практическим данным ~1,8% от других статей расхода. Часовой расход материалов и некоторые другие величины см. выше.
Скачать решение задачи 6.10 (цена 100р)

Задача 6.11. Составить материальный баланс фильтрации экстракционной пульпы, полученной из 93%-ной H2SO4 и апатитового концентрата, содержащего 39,4% Р2О5, 52% СаО и 3% фтора. Исходные данные: концентрация продукционной фосфорной кислоты 32% Р2О5; коэффициент разложения апатита 98%; коэффициент отмывки фосфогипса 98%; содержание жидкой фазы (влажность) в отбросном промытом фосфогипсе 40%; в пульпе отношение Ж/Т = 3/1; степень выделения фтора в газовую фазу 20% от содержания его в сырье.
В процессе экстракции испаряется 262 кг Н2О на 1 т апатита. Фильтрация осуществляется на карусельном вакуум-фильтре с четырьмя зонами фильтрации: одна основная и три промывные. Влажность отмытого гипса по зонам: после первой (основной) фильтрации 52%, после второй (т. е. первой промывки) - 50%, после третьей (т. е. второй промывки) - 45%. Расчет составляем на 1000 кг апатитового концентрата по основным стадиям процесса.
Скачать решение задачи 6.11 (цена 100р)

Задача 6.12. Определить фильтровальную поверхность карусельного вакуум-фильтра, необходимую для отделения фосфорной кислоты от фосфогипса и его промывки при производстве экстракционной фосфорной кислоты из апатитового концентрата в цехе мощностью 110 тыс. т. Р2О5 в год.
Исходные данные: производительность цеха по первому (основному) фильтрату составляет 43,4 т/ч продукционной (32% Р2О5) и 69,3 т/ч оборотной кислоты, плотность первого фильтрата 1260 кг/м8; по второму фильтрату - 75,7 т/ч, плотность 1210 кг/м3; по третьему фильтрату - 70,8 т/ч, плотность 1060 кг/м3; по четвертому фильтрату - 60 т/ч, плотность 1020 кг/м3.
Карусельный фильтр имеет 24 лотка, установленные на каретках с колесами, движущимися по круговым рельсам. На лотки поступает суспензия. После окончания стадий фильтрования и промывки фосфогипса лоток автоматически опрокидывается и сбрасывает лепешку фосфогипса в бункер. Затем фильтровальную ткань (лавсан) промывают водой. Корпус фильтра изготавливается из стали Х18Н12М2Т (ЭИ-448). Общая фильтровальная поверхность состоит из зон: основной фильтрации, первой, второй и третьей промывок, подсушки фосфогипса и промывки ткани.
Скачать решение задачи 6.12 (цена 70р)

Задача 6.13. Определить расход воды, необходимой для конденсации водяных паров из воздуха, отсасываемого с карусельного фильтра с поверхностью 80 м2, цеха экстракционной фосфорной кислоты. Найти размеры барометрического конденсатора, работающего при следующих условиях: количество воздуха, отсасываемого при фильтрации и промывке фосфогипса, при разрежении 46,66*10^3 Па (350 мм рт. ст.) по практическим данным 0,94 м3 (н. у.) в 1 мин с 1 ма фильтровальной поверхности; температура паро-воздушной  смеси  до  конденсатора 50 °С; степень насыщения воздуха водяными парами до и после конденсатора принимаем 100%; давление паро-воздушной смеси перед вакуум-насосом, т. е. после конденсатора - 48*10^3 Па (360 мм рт. ст.).
Скачать решение задачи 6.13 (цена 70р)

Задача 6.14. Рассчитать объем газа, отсасываемого из вакуум-испарителя цеха экстракционной фосфорной кислоты производительностью 36,5 т/ч апатитового концентрата, если пульпа испарителя охлаждается от 69 до 65,4 °С; в вакуум-испаритель поступает 1412 т/ч пульпы, испаряется в нем воды 6030 кг/ч и выделяется 33,1 кг/ч фтора в газовую фазу.
Скачать решение задачи 6.14 (цена 70р)

Задача 6.15. Определить размеры промывной башни-абсорбера распиливающего типа для очистки от соединений фтора паро-воздушной смеси, отходящей из вакуум-испарителя цеха экстракционной фосфорной кислоты. Количество фтора в газе в пересчете на H2SiF6 равно 33,1 кг/ч. Абсорбер орошается циркулирующим раствором 2%-ной Н251р6, распыливаемым механическими форсунками при плотности орошения 8 м3/(м2-ч) Температура в абсорбере поддерживается такой же, как и в вакуум-испарителе. В соответствии с этим, объем газа на входе в промывную башню и выходе из нее практически не изменяется и составляет 51 592 м3/ч (см. выше).
Скачать решение задачи 6.15 (цена 70р)

Задача  6.16 Предельно допустимая концентрация фтора на уровне земли не должна превышать 0,02 мг/м3.  Рассчитать содержание фтора в приземной атмосфере (Смакс),  если количество выбрасываемого газа 17 050 м3/ч, концентрация фтора в газе 0,035 г/м3
Скачать решение задачи 6.16 (цена 60р)

Задача 6.17 Определить потери фтора с газами, выходящими из экстракционного отделения производства фосфорной кислоты концентрации 32% Р2О5, при следующих условиях:
апатитовый концентрат содержит 3,0% фтора; в получаемой продукционной кислоте находится 2,0% фтора; в фосфогипсе 0,188% (в расчете на фосфогипс с 40% влаги).
По практическим данным можно принять, что из общего коли-ства фтористых соединений, выделяющихся в газовую фазу, 70-75% образуется в вакуум-испарителе, 8-10% при фильтровании пульпы и промывке фосфогипса, а остальные 18-20% - в экстракторе, сборниках фильтратов, напорных баках, распределительных коробках и других аппаратах. Фтористые соединения, выделяющиеся в экстракторе и в вакуум-испарителе, на 95% улавливаются в промывной башне, установленной после вакуум-испарителя, а на 3% - в барометрическом конденсаторе. Остальное ко-Кичество поступает с газами после вакуум-насоса на санитарную чистку в абсорбционные башни, куда направляются также газы, выделяющиеся в других аппаратах - вакуум-фильтре и проч. Степень поглощения фтора в абсорбционных башнях составляет 96,5%. Расчет ведут на 1000 кг апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 6.17 (цена 100р)

Задача 6.18. Используя данные предыдущей задачи, определить содержание фтора в газе до и после очистки, а также концентрацию его в приземной атмосфере (высота выхлопной трубы 35 м и диаметр устья ее - 0,8 м) при переработке в 1 ч 36,5 т апатитового концентрата, если вакуум-насосами отсасывается в час сухих газов, в основном воздуха и фтористых соединений: из экстрактора 5000 м3; от карусельного фильтра - 4500 м3; из вакуум-испарителя - 50 м3; из сборников фильтратов, распр„ делительных коробок и других емкостей - 3000 м3; температура газа 50 °С и степень насыщения его водяным паром (относительная влажность) на входе 90%, на выходе - 100%.
Скачать решение задачи 6.18 (цена 100р)

Задача 6.19 Экстракционную фосфорную кислоту в количестве 1182,5 кг (полученную из 1000кг  апатита), содержащ> 32% P2O5 и 2% фтора, упаривают в вакуум-выпарной установ до концентрации 54%  Р2О5. В конечном продукте содержит, 0,4% фтора. Выделившиеся при упаривании кислоты фторис соединения поглощаются на 95%  в абсорбере распиливающего типа. Определить количество образующейся продукционной 16%-ной кремнефтористоводородной кислоты и  количество фтора паро-газовой фазе на выходе из абсорбера, если производительность системы составляет 36,5 т/ч апатитового концентрата объем подсасываемого  воздуха равен 100  м3/ч  (при  0 °С 1,013*10^5 Па).
Расчет ведем относительно 1000 кг апатитового концентрата
Скачать решение задачи 6.19 (цена 100р)

Задача 6.20. Составить материальный баланс фтора при производстве экстракционной кислоты (32% Р2О5) и ее упаривания до концентрации 54% Р2О5, используя данные, приведенные предыдущих задачах.
Скачать решение задачи 6.20 (цена 80р)

Задача 6.21. Рассчитать узел абсорбции фтористых газа выделяющихся при производстве экстракционной кислоты (48% - P2O5) полугидратным методом по схеме с предварительным см-шением концентрированной серной кислоты (92,5% Н2SO4)со оборотной кислотой - вторым фильтратом и частью продукционна кислоты. Производительность цеха 30 т/ч апатитового концентрата. На 1000 кг апатитового концентрата выделяется в смесителе 18,6 фтора; 20,7 кг водяных паров и просасывается 46 кг воздуха; щ экстракции - 1,55 кг фтора; 257,5 кг водяных паров и просас вается 995,3 кг воздуха. Газы, выделяющиеся в смесителе, поступают для поглощен» фтористых соединений в абсорбер барботажного типа с провг ни решетками. Степень абсорбции фтористых соединений в абсорбере составляет 99,2%. Газы, выходящие из барботажного сорбера, вместе с газами, отходящими от экстрактора, промываются в трех последовательно соединенных абсорбционных камерах
Скачать решение задачи 6.21 (цена 70р)

Задача 6.22. Разложение апатитового концентрата с образованием монокальцийфосфата в производстве фосфорной кислот полугидратным методом проводят в две стадии. Вначале апатит разлагают на 70% оборотной (32%-ной по Р2О5) кислотой в прс экстракторе-смесителе, а затем доразлагают его в экстракторе форнокислотной пульпой полугидрата сульфата кальция, пс пающей из вакуум-испарителя. Определить  количество  испаряющейся  воды  в  предэкстракторе-смесителе и количество просасываемого воздуха, если ход апатитового концентрата, содержащего 3,1% F,  состав 30 000 кг/ч; норма Н3РО4 на разложение апатита в первой стадии 1,6 по отношению к стех неметрическому в расчете на образование монокальцийфосфата; степень выделения фтора - 60%; плотность пульпы в смесителе 1750 - 1900 кг/м3; температуры поступающих апатитового концентрата 15 °С и оборотной кислоты 195 °С; температура пульпы в смесителе 115°.
Скачать решение задачи 6.22 (цена 100р)

Задача 6.23. Определить теоретический расход воздуха (при а = 1), необходимого для сжигания 1000 кг жидкого фосфора, содержащего 0,5% примесей. Содержанием влаги в воздухе можно пренебречь.
Скачать решение задачи 6.23 (цена 50р)

Задача 6.24.  Вычислить часовое количество воды, необходимое для образования и разбавления фосфорной кислоты в башне сжигания, если количество сжигаемого жидкого фосфора составляет 2500 кг/ч, содержание в фосфоре примесей 0,5%, а в башне сжигания улавливается 50% от общего количества фосфорного I ангидрида и концентрация получаемой кислоты 75% Н3РО4.
Скачать решение задачи 6.24 (цена 60р)

Задача 6.25. Определить количество водяных паров, уносимых с газом из камеры сжигания фосфора, и состав отходящего газа, если расход воздуха на сжигание 1 т фосфора составляет по практическим данным 8055 м3 (при н. у.), а содержание водяных паров в отходящем газе равно 0,18 кг/кг (в расчете на 1 кг сухих компонентов отходящего газа за вычетом Р2О5). Для сжигания применяется предварительно осушенный воздух. Расчет ведем на 1000 кг фосфора, содержащего 0,5% примесей.
Скачать решение задачи 6.25 (цена 70р)

Задача 6.26. Составить материальный баланс производст.1 фосфорной кислоты в расчете на 1000 кг сжигаемого фосфора пр следующих исходных данных:
- фосфор, поступающий на сжигание, содержит 0,5% примеси.
- степень поглощения фосфорного ангидрида в башне сжигани 50%, в башне гидратации 44,5%, и в электрофильтре 5,5% от общего его количества;
- концентрация образующейся фосфорной кислоты в башне сжигания 75%, в башне гидратации  65% иа электрофильтр 75% Н3РО4; выпускаемая продукционная кислота содержит 75% Н8РО4;
- расход воздуха на сжигание 1000 кг фосфора, по практическим данным (см. выше), составляет 10370,8 кг (8055 м3 при н. у.) Содержанием влаги в поступающем- воздухе можно пренебречь;
влагосодержание газов, выходящих из башни сжигания 0,18; из башни охлаждения (гидратации) 0,116 и на выходе из электрофильтра 0,11 кг/кг (в расчете на 1 кг сухих компонентов в отходящем газе за вычетом Р2О6). Некоторое округление в расчетах может привести к незначительным расхождениям с предыдущими результатами, что несущественно. Схема материальных потоков для всей системы

Скачать решение задачи 6.26 (цена 100р)

Задача 6.27 Используя данные сводного материального баланса производства фосфорной кислоты (стр. 300), составить материальный баланс отдельных стадий его (сжигание, гидратация и улавливание тумана в электрофильтре) в расчете на 1 т сжигаемого фосфора

Скачать решение задачи 6.27 (цена 100р)

Задача 6.28. Определить температуру, развиваемую при горении фосфора, и количество теплоты, которое необходимо отвести для охлаждения до 60 С продуктов сжигания 1000 кг фосфора, если коэффициент избытка воздуха 1,95; воздух подается на сжигание при 15 С, а фосфор при 60 °С Содержанием примесей в фосфоре можно пренебречь.
Скачать решение задачи 6.28 (цена 70р)

Задача 6.29. Составить тепловой баланс башни для сжи-1-ния фосфора и вычислить часовое количество оборотной (циркулирующей) 75%-ной Н3РО4, используемой для охлаждения, если производительность башни 3000 кг/ч фосфора.
Температуры поступающих  и отходящих материалов, в С: фосфора - 60; кислоты, поступающей  на башни  гидратации 40; оборотной кислоты (на входе в башню) - 60; кислоты, вытекающей из башни -80; отходящих газов 150; поступающего воздуха 15; 10% от общего количества воздуха подогрето до 60. При решении использовать данные материального баланса, приведенного на стр. 303.

Скачать решение задачи 6.29 (цена 100р)

Задача 6.30. Используя данные материального баланса башни гидратации предыдущей задачи, составить ее часовой тепловой баланс и вычислить количество циркулирующей в ней (оборотной) 65%-ной Н3РО4 при сжигании 3000 кг/ч фосфора, если температура газа, поступающего в башню, 150 °С; отходящего газа 55 °С; поступающей кислоты 40 °С, а выходящей кислоты 70 °С,
Скачать решение задачи 6.30 (цена 100р)