正交设计优选湿法磷酸萃取搅拌桨.pdf

第41卷第8期
应用化工
Vol 41 No
2012年8月
applied Chemical Industry
Aug.2012
正交设计优选湿法磷酸萃取搅拌桨
金俊,姜再俊,刘钟海
(四川大学化工学院,四川成都610065
摘要:为改进湿法酸净化中桨式搅拌器,在水/磷酸/TBP+煤油体系中,采用正交实验设计探讨了4种说拌器
的萃取效果和功率消耗。结果表明,影响磷酸萃取率的因素由主到次为:搅拌器类型、反应时间、搅拌转速、相比、
桨槽比;影响单位体积功率消耗的因素由主到次为:搅拌器类型、桨槽比、搅拌转速、相比、反应时间。通过综合平
衡法获得的优化方案为;大三角搅拌桨,桨槽比:3,搅拌转速300r/min,相比为4:1,反应时间为8min。在此条件
下,磷酸萃取率为41.21%,单位体积功耗为0.26kW/m2。
关键词萃取;湿法礫酸;搅拌桨;正交设计
中图分类号:TQ126.35文献标识码:A文章编号:1671-3206(2012)08-1306-04
Optimization of stirrers in wet-process phosphoric acid
extracting technology by orthogonal design
JIN Jun, JIANG Zai-jun, LIU Zhong-hat
School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China)
Abstract: To improve the mixing efficiency in wet-process phosphoric acid purification process, in a wa
ter/phosphoric acid/TBP kerosene system, the extraction effect and power consumption of four stirrers
were discussed with an orthogonal experiment. Result showed that the factors influencing acid extraction
efficiency, according to the importance of which were stirrer type, reaction time, agitation speed, phase ra
to and agitator diameter; the factors influencing te unit volume power consumption, according to the im
portance of which were stirrer type, agitator and bath diameter ratio, agitation speed, phase ratio and reac
tion time Through the comprehensie alane method, the optimal scheme of orthogonal experiment were
as follows: large delta impeller, agitator and bath diameter ratio 1: 3, agitation speed 300 I/min, phase rati-
o 4: 1, reaction time&. In e aboe conition e extract efficiency of phosphoric acid could reach
about 41. 21%, the corresponding power consumption per unit volume was about 0. 26 kw/m
Key words: extraction; wet-process phosphoric acid; stirrer; orthogonal design
磷酸是基本的工业原料,有着广泛的应用。我型高效搅拌器。四川大学梁玉祥等们开发了新型
国的磷矿品位低,湿法生产的粗磷酸有效磷含量穿流搅拌桨,通过在桨叶上开孔来增强涡流扩散和
(以P20计)不过20%左右叫,且杂质含量较高。降低能耗;华东理工大学叶宏仁等开发的大三角
湿法磷酸的净化方法有很多,较为成功且运用最广搅拌桨具有少叶片、大面积以及单位体积功率消耗
泛的当属溶剂萃取法2?。常用的工业装置主要有低的优点。 Ranade9进行了 Rushton涡轮搅拌桨的
萃取塔设备以及混合澄凊器。混合澄清器因其级效三维流场模型硏究。Kmr?等运用激光多普勒测
率高、处理能力大且放大设计稳定可靠,在工业上应速仪和CFD技术模拟了 Rushton涡轮边缘速度场分
用较
布。 Pandit研究了船用推进式搅拌桨的混合特
目前,净化湿法磷酸所用滉合澄清槽大多采用性,认为其混合时间较短。然而,鲜有报道这几种搅
叶或者四叶折叶桨来强化涡流扩散,但这种强化拌桨对磷酸/TBP/水体系的混合效果和功率消耗的
是以输人功耗增大为代价的,同时,磷酸的萃取效果研究。
并不好。因此,众多学者一直致力于研制和开发新
笔者在混合澄清槽中运用正交设计1对这几
收稿日期:2012-06-07修改稿日期:2012-06-15
基金项目:国家科技支撑计刘项目(2007BAES8BO2
作者简介:金俊(1988-),男,四川广元人,四川大学在读硕士研究生,师从刘钟海教授,从事传质与分离研究。电话
1351383291,E-mail:j19871206j@126.com
通讯联系人:刘钟海。电话:028-85402634,E-mail:zhhailiu(@scu.edu.cn