化学工艺学 第四章 焙烧 煅烧 烧结

(3)分解率或分解度 94%~96% ) (4)窑的热效率 ) 75%~80%
4,重碱煅烧——回转煅烧炉 重碱煅烧——回转煅烧炉
重碱煅烧炉——水蒸气煅烧炉 重碱煅烧炉——水蒸气煅烧炉
三,烧结
烧结 ——固相化学矿物配加其他氧化或还原剂,并添 固相化学矿物配加其他氧化或还原剂, 固相化学矿物配加其他氧化或还原剂 加助熔剂, 高于炉料熔点下发生化学反应的过程 下发生化学反应的过程. 加助熔剂,在高于炉料熔点下发生化学反应的过程. 钙镁磷肥的四个主要成分: 钙镁磷肥的四个主要成分: CaO,MgO,P2O5和SiO2 , , CaO,P2O5来自磷矿 , MgO,SiO2来自助溶剂 ,
2 煅烧的物理化学基础
(1)石灰石煅烧的基本原理 ) CaCO3→CaO+CO2 2)重碱煅烧的基本原理——制纯碱的主要反应 (2)重碱煅烧的基本原理——制纯碱的主要反应 2NaHCO3→Na2CO3+CO2↑+H2O↑ ↑ 制钛白粉的主要反应( (3)偏钛酸的煅烧 )偏钛酸的煅烧——制钛白粉的主要反应(硫酸法) 制钛白粉的主要反应 硫酸法) 10H2TiO3SO3→10TiO2+10H2O↑+SO3↑
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化学矿物的固相化学加工单元工艺 三种类型
用酸, "湿法"化学加工——用酸,碱对矿物进行化学 湿法"化学加工 浸取,使其从不溶性物质转化为可溶性物质. 浸取,使其从不溶性物质转化为可溶性物质. 采用焙烧, "热法"化学加工——采用焙烧,煅烧和烧结的 热法"化学加工 方法对固相原料进行化学加工. 方法对固相原料进行化学加工.
硫铁矿焙烧总的反应式为: 硫Biblioteka Baidu矿焙烧总的反应式为:
4FeS2 + 11O2 == 2Fe2O3 + 8SO2↑ 3FeS2 + 8O2 == Fe3O4 + 6SO2↑
硫铁矿焙烧工艺流程图
4 典型还原焙烧工艺 ——重晶石焙烧制硫化钡 ——重晶石焙烧制硫化钡
在转窑内用煤或石油焦为还原剂,在1 000 ~ 在转窑内用煤或石油焦为还原剂, 1 250℃高温下将重晶石还原为硫化钡: ℃高温下将重晶石还原为硫化钡: BaSO4 + 4C → BaS + 4CO
化工工艺学 Chemical engineering technics
化学工程与工艺专业
第四章 无机化工反应单元工艺
第一节 焙烧 煅烧 烧结
一 焙烧 二 煅烧 三 烧结
无机化学工业—— 无机化学工业——
以天然资源为原料生产硫酸,硝酸,盐酸,磷酸等无机酸, 以天然资源为原料生产硫酸,硝酸,盐酸,磷酸等无机酸, 纯碱,烧碱等无机碱,合成氨和化肥, 纯碱,烧碱等无机碱,合成氨和化肥,以及无机盐等化工 产品的工业. 产品的工业. 硫酸工业 纯碱工业 氯碱工业 合成氨工业 化肥工业 无机盐工业
5 典型氯化焙烧工艺——氯化法制钛白粉 典型氯化焙烧工艺——氯化法制钛白粉
氯化法—— 氯化法 1) (1)天然金红石矿的氯化焙烧
TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4 + CO
(2) TiCl4的氧化 )
TiCl 4 + O2 → TiO2 + 2Cl2
(3) 钛白粉的表面处理 )
6,焙烧设备 ,
1 焙烧的分类与工业应用
(1)氧化焙烧 ) (2)硫酸化焙烧 ) (3)挥发焙烧 ) (4)氯化焙烧 ) (5)还原焙烧 ) (6)氧化钠化焙烧 )
2 焙烧过程的物理化学基础 (1) 焙烧过程热力学
Co/CuCo/Cu-S-O重叠优势图
(2) 焙烧过程动力学与影响焙烧速率的因素
焙烧过程是气焙烧过程是气-固相非催化过程
1,焙烧的分类与工业应用 , 2,焙烧过程的物理化学基础 , 3,典型氧化焙烧工艺——硫铁矿焙烧制硫酸原料气 ,典型氧化焙烧工艺 硫铁矿焙烧制硫酸原料气 4,典型还原焙烧工艺——重晶石焙烧制硫化钡 ,典型还原焙烧工艺 重晶石焙烧制硫化钡 5,典型氯化焙烧工艺——氯化法制造钛白粉 ,典型氯化焙烧工艺 氯化法制造钛白粉 6,焙烧设备 ,
钙镁磷肥生产工艺示意图
思考题
1.焙烧和煅烧有哪些相同和不同之处?试写出焙 1.焙烧和煅烧有哪些相同和不同之处 焙烧和煅烧有哪些相同和不同之处? 烧和煅烧化学反应式(各两个). 烧和煅烧化学反应式(各两个). 2.什么是无机化学工业?无机化学工业部门各包 2.什么是无机化学工业 什么是无机化学工业? 括哪些部门?各部门的主要化学产品是什么? 括哪些部门?各部门的主要化学产品是什么? 3.简述温度,固体原料粒度对焙烧速率的影响. 3.简述温度 固体原料粒度对焙烧速率的影响. 简述温度, 4.简述氯化法生产钛白粉的主要化学反应和工艺 4.简述氯化法生产钛白粉的主要化学反应和工艺 过程. 过程. 5.内热式水蒸气煅烧炉的结构特点?并简述其优 5.内热式水蒸气煅烧炉的结构特点 内热式水蒸气煅烧炉的结构特点? 点.
采用复分解或置换反应工艺使固相原料发生 化学转化. 化学转化.
MeO + H 2 SO4 = MeSO4 + H 2O MeS + H 2 SO4 = MeSO4 + H 2O + S Na2Cr2O7 + 2 KCl = K 2Cr2O7 + 2 NaCl
无机化工中化学矿物的固相加工的 基本过程: 基本过程:
粒度,煅烧时间及温度的关系 粒度,
窑
3 石 灰 石 煅 烧 —— —— 混 料 竖 式 窑
气 浓 度 高 , 热 利 用 率 高 , 石 灰 质 量 好 .
特 点 : 生 产 能 力 大 , 上 料 下 灰 完 全 机 械 化 ,
石灰窑的主要指标
(1)生产能力 ) (2)生产强度 )
(t/d) ) (t/m2d) )
(1)炉膛焙烧 ) (2)飘悬焙烧 ) (3)沸腾焙烧 ) (4)烧结焙烧 )
沸腾焙烧炉
二,煅 烧
煅烧——将固体物料在低于熔点的温度下加热分 煅烧——将固体物料在低于熔点的温度下加热分 将固体物料在低于熔点 除去二氧化碳, 解,除去二氧化碳,水分或三氧化硫等挥发性物 质的过程. 质的过程. 1,煅烧的工业应用 2,煅烧的物理化学基础 3,石灰石煅烧——混料竖式窑 石灰石煅烧——混料竖式窑 4,重碱煅烧——回转煅烧炉 重碱煅烧——回转煅烧炉
①温度的影响
如硫铁矿氧化焙烧,焙烧温度 如硫铁矿氧化焙烧,焙烧温度800~900℃ ℃
②固体原料粒度的影响 0.07~3.0mm ③氧气含量的影响
3 典型氧化焙烧工艺——硫铁矿焙烧制硫 典型氧化焙烧工艺——硫铁矿焙烧制硫 酸原料气
FeS2 → 2FeS + S2(g) ) S2(g)+ 2O2 → 2SO2↑ ) 2FeS + 3O2 → 2FeO + 2SO2↑ 2FeO + 1.5O2 → Fe2O3
(1)原料准备 ) (5)溶液的精制 )
(2)化学矿的热处理 (6)蒸发 ) ) 3) (3)化学矿的浸取 (4)过滤 ) 7) (7)结晶 (8)干燥 )
一,焙 烧
焙烧——矿石,精矿在低于熔点的高温下,与空气, 矿石,精矿在低于熔点的高温下,与空气, 焙烧 矿石 低于熔点的高温下 氯气,氢气等气体或添加剂起反应, 气体或添加剂起反应 氯气,氢气等气体或添加剂起反应,改变其化学组 物理性质的过程. 成与 物理性质的过程.