化学工业出版社
《化学过程工艺学》
刘代俊、蒋文伟、张昭编著第二版
化学工业出版社
第三章 思考题
1.试叙述浮选过程中需使用哪几类药剂，各起什么作用。
答: 浮选过程加入药剂是为了改变某些矿物的湿润性以达到分离的目的。浮选剂大致分为以下几类： 捕收剂--使某些矿物表面生成一层憎水膜，而与气泡结合使矿上浮。
起泡剂--促使液体形成外膜结实的气泡，并且有较长的持续时间。起泡剂亲水极性基朝向水，非极性基朝向空气，可避免气泡兼并，降低界面张力，使气泡稳定。
抑制剂--增加矿石中非上浮组分的亲水性使之完全沉底，从而提高选矿效果。
调节剂--在不再引入其他杂质的情况下，调节pH，消除有害离子的影响，调节泥浆的分散度和絮凝度。
2.已知矿石已被粗碎成400mm，现需要粉碎到0.074mm(200目),试选用适当的破碎机与流程（规模3万吨/年）
答：由题目知道，进料粒度400mm，按破碎机的进料粒度范围首先选择颚式破碎机（进料粒度250~1250mm，破碎比2.5~4），取破碎比为3.5，则出料粒度d1?D0400??114mm， i13.5根据破碎比，在进料粒度允许情况下，选择锤式破碎机（进料粒度40~300mm，破碎比8~20），取破碎比15，则出料粒度d2?d1114??7.6，到达粉碎机允许的进料粒度范围。选择球磨机（进料粒度i2154~25mm，破碎比60~340），将破碎比控制在103左右，即可达到粉碎后粒度0.074mm.
矿石→筛分→颚式破碎机→筛分→锤式破碎机→粉碎机→筛分→出料
3.简述磷矿石酸浸取分解的介微观过程，并解释为何在反应中有气体产生。
答：磷矿石酸浸取主要是磷矿先被磷酸分解成磷酸一钙，磷酸一钙再与硫酸反应生成磷酸。此外，还存在一些杂质副反应，如：第一步反应生成的氢氟酸，与磷矿中二氧化硅生成氟硅酸，氟硅酸分解有四氟化硅气体产生；磷矿中含有镁的碳酸盐，与磷酸和硫酸反应生成二氧化碳气体也是气体产生的另一种途径。
4.采用二水物工艺生产20%磷酸（P2O5）,反应温度为75℃，求此时对应的SO3 平衡浓度。
化学工业出版社
又由于矿种含有较多杂质，要求实际控制SO3浓度为4.5%，此时能否保证二水物工艺的正常进行。
解：生产20%磷酸（P2O5）时，75℃对应的A=-0.891，B=0.282，按照式3-16计算: ws=-0.891×0.2+0.282=0.1038=10.38%
即二水物工艺生产20%磷酸（P2O5）,反应温度为75℃对应的SO3 平衡浓度为10.38%。
要求控制的控制SO3浓度为4.5%，在75℃时允许的SO3 平衡浓度范围内，所以能够保证二水物工艺的正常进行。
5.阐述单槽多桨流程中反应槽的几个区域在工艺安排上各有什么特点。
答：单槽多桨反应槽由两个同心直立圆筒组成。分解过程在环形室中基本完成，中间的内筒起消除磷矿短路和降低过饱和度的作用。环形室内有八个搅拌桨和多个阻涡挡板。搅拌桨造成料浆沿环形室以大流速朝一个方向运动形成湍流，环形区分8个小区，中心筒为第9区。第一区送人矿浆和返回的稀磷酸，第二区末端送入硫酸，第八区两个溢流口一个通向一区送去回浆，一个通向九区。料浆从九区底部打出。
第四章 思考题
1.生产乳化炸药时，黏度约为1.5×105cP，搅拌釜的容积为2.3m3，试选择合适的搅拌桨。
解：1.5×105cP=150Pa·s，2.3m3=608gal，由图4-3可知螺旋桨及涡轮适用。
2.对于平行反应，有化学反应速率式 rS?k1C2AcB,rS?k2cAcB
试问，在间歇操作和连续操作中应怎样选择反应器和控制浓度，才能使产物P有较大的收率。
答：由题知，a1>a2,b1=b2,根据表4-7可得，连续反应使cA、cB都变大，使用平推流反应器或者全混流反应器串联进行操作，可以使P有较大的收率。间歇反应应尽力使cA、cB都高所以一次性加入所有A、B.
化学工业出版社
3.讲述硫酸作催化剂对DOP生产的作用机理，并简述书中间歇法生产邻苯二甲酸增塑剂的工艺流程中硫酸的走向，并解释这样处理的原因，若采用固相催化剂时，又该怎样处理？
答：硫酸催化剂电离出H+首先进攻单酯中羧基的酰基氧，形成碳正离子中间体，形成醇分子羟基氧原子亲核进攻的有利条件，降低反应活化能，从而加快化学反应速率，形成双酯。
间歇法生产DOP过程中的硫酸由双酯化反应釜顶部加入，在釜内催化酯化反应后，随酯化液进入中和洗涤器，被NaCO3溶液中和后随废水排出。原因：浓硫酸具有脱水氧化的作用，如长期停留在反应体系中不脱除，与醇作用易生成醛类、烯类、醚类、以及硫酸酯类副产物，影响产品色泽和酸值，为保证产品质量，在酸催化反应结束后，应立即将其从酯化液中脱离出去。
若采用固体催化剂，可以将固体催化剂安装在固定床上，使反应物流经固定床，即可发挥作用。其优点如下：①原料利用率高；②催化剂的活化温度高于硫酸法工艺的活化温度；③回收醇使用时间长，原料醇质量适应性强；④工艺废水量小，水质好，处理简单；⑤工艺热能利用率高；⑥对设备条件要求高，腐蚀小。
4.试叙悬浮聚合工艺的基本思路，并考虑氯乙烯悬浮聚合过程中有无固相产生。
答：先将去离子水加入聚合釜内，在搅拌下继续加入分散剂水溶液和其他助剂，后加引发剂，密封，抽真空，以氮气排除釜内空气。最后加入单体，升温至预定温度进行聚合，为了缩短聚合时间，也可将排氧后的釜内物料先加热至预定局和温度，然后引入单体聚合。
有固相产生。第一种由于搅拌过快，黏结成块；第二种，当聚合反应转化率较高时，液珠会基本变成固体颗粒。
5.试叙离子膜在电渗析过程中的作用。如果没有膜，能否生产烧碱，二者有何不同，可查相关资料说明。
答：离子膜的作用：运用正负离子具有选择性的特点，与反应过程进行耦合。同时膜体中的活性基团中的固定离子，排斥Cl-和OH-，从而获得高纯度氢氧化钠溶液。
如果没有膜材料，也可以生成烧碱，工业生产烧碱的方法主要通过电解食盐水溶液来制取，途径有：隔离法、水银法和离子交换法。其他两种方法都是在没有膜的情况下进行的。如果使用电渗析法，没有膜材料，则不能得到纯净烧碱，但可以得到含有烧碱的产品。
原理不同：膜分离是阴极生成氢氧根钠离子通过阳离子交换膜来到阴极一侧，结合生成烧碱。直接电解过程是电解食盐水，得到氢氧根和钠离子，结合生成烧碱。
相关推荐：
loading