常寧水口山見習報告

1、見 習 報 告姓 名： *學 號： *系 別： 化學與材料科學系專 業(yè)： 應用化學見習時間： 4.23-4.24見習公司： 衡陽凱威化工有限責任公司 湖南省康華化肥工業(yè)有限責任公司 湖南水口山有色金屬集團有限公司第八冶煉廠指導教師： 劉夢琴 賴華一、前言2014年4月23日到4月24日，這兩天時間我們分別在水口山第八冶煉廠、第三冶煉廠、湖南省康華化肥工業(yè)有限責任公司，衡陽凱威化工有限公司進行了見習活動。本次見習活動的目的：了解工業(yè)生產(chǎn)的基本化學原理、熟悉化工生產(chǎn)的工藝流程，化工設備及生產(chǎn)中存在的問題，能更好地將化學的四大基礎實驗、化工原理、化工機械基礎及化工工藝學等理論與實踐結合起來，把書本知

2、識應用到生活實踐中，為今后就業(yè)奠定了基礎。二、工廠簡介1）水口山有色金屬有限責任公司水口山有色金屬集團有限公司位于常寧市松柏鎮(zhèn)，公司前身為 HYPERLINK /view/550453.htm t _blank 水口山礦務局，是一個集采礦、選礦、冶煉、加工為一體，以鉛、鋅、銅和稀貴稀有金屬冶煉為主的大型有色金屬聯(lián)合企業(yè)。現(xiàn)有銅、鉛鋅礦山三座，銅、鉛、鋅、氧化鋅和無汞鋅粉冶煉廠各一座，有國內(nèi)唯一的鈹冶煉廠、砷產(chǎn)品生產(chǎn)基地。近幾年公司榮獲“全國五一勞動獎狀”、“湖南省優(yōu)秀企業(yè)”等榮譽稱號，現(xiàn)為湖南省重點調(diào)度服務企業(yè)。 公司將通過資產(chǎn)重組和股份制改造，建立現(xiàn)代企業(yè)制度，堅持產(chǎn)品深加工和礦產(chǎn)資源控制兩

3、個方向，創(chuàng)立馳名中外的“水口山”品牌和做強水口山的特色產(chǎn)業(yè)。2005年8月，水口山鉛冶煉煙氣治理工程正式建成投產(chǎn)，定名為第八冶煉廠，采用“SKS煉鉛法”新工藝的第八冶煉廠投產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)粗鉛10萬噸。冶煉三廠主要是采用電解精煉法來煉鉛2）衡陽市凱威化工有限公司衡陽市凱威化工有限公司始建于1976年，前身為常寧市松柏化工廠三車間、四車間，至今已有20多年歷史，目前以生產(chǎn)硫酸鋅系列產(chǎn)品為主，產(chǎn)品廣泛應用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化工等行業(yè)，遠銷歐美東南亞各國，處于供不應求的局面。2012年4月10日，對改造后的生產(chǎn)設備進行了調(diào)試，效果良好，數(shù)據(jù)準確，技術關鍵點都已得到突破。目前通過實踐證明無論是經(jīng)濟效益還

4、是社會效益都十分顯著3）湖南省康華化肥工業(yè)有限責任公司湖南省康華化肥工業(yè)有限責任公司坐落于衡陽常寧市松柏鎮(zhèn)，是通過2003年租賃、2004年整體收購原常寧市穗旺公司后，重組的中型民營化工企業(yè)。經(jīng)過幾年的技術改造，形成了年產(chǎn)6萬噸合成氨，12萬噸農(nóng)用碳酸氫銨，3萬噸工業(yè)液氨的生產(chǎn)規(guī)模。廠區(qū)占地面積168畝，員工293人，中級以上工程技術人員5人，其他技術人員40人?，F(xiàn)有固定資產(chǎn)4000多萬元，年納稅額達500多萬元。公司連續(xù)幾年被評為“衡陽質(zhì)量管理先進單位”、常寧市“安全生產(chǎn)先進單位”及“納稅大戶”三、見習內(nèi)容1水口山第八冶煉廠- SKS法煉鉛1.1鉛錠的性質(zhì)及用途性質(zhì)；鉛錠呈長方形、兩端有突出

5、耳部，蘭白色金屬，較軟。密度11.4g/cm3，熔點327，用指甲便能在它的表面劃出痕跡。用鉛在紙上劃會留下一條黑道道。鉛很重，一立方米的鉛重達11.3噸。鉛的熔點也很低，為327，放在煤球爐里會熔化成鉛水。鉛易生銹氧化。鉛經(jīng)常是呈灰色的，就是它在空氣中易被用途：主要應用在制造蓄電池、涂料、彈頭、焊接材料、化學品鉛鹽、電纜護套、軸承材料、嵌縫材料、巴氏合金和X射線的防護材料等。常用鉛來制造管道和反應罐。1.2 SKS 法煉鉛的基本原理SKS 法煉鉛的基本原理是鉛精礦的氧化熔煉在密閉的氧氣熔煉底吹爐中進行。其最主要的化學反應是： PbS2PbO=3PbSO2鉛精礦、鉛煙灰、熔劑及少量的粉煤（精礦

6、含硫比較低時）經(jīng)過計量、配料、制粒后，由爐子上方的 兩個加料口加入爐內(nèi)，工業(yè)氧氣從爐子的底部經(jīng)氧槍噴入熔池。氧氣進入溶池后，首先和鉛液反應生產(chǎn)氧 化鉛（PbO），其中一部分氧化鉛在激烈的攪拌狀態(tài)下和熔池中的硫化鉛（PbS）進行交互反應生成一次粗 鉛、氧化鉛和二氧化硫，所產(chǎn)生的一次粗鉛與鉛氧化渣沉淀分離后，粗鉛由虹吸道直接放出，鉛氧化渣經(jīng) 鑄渣機鑄塊后，送鼓風爐進行還原熔煉，產(chǎn)生二次粗鉛。底吹爐熔煉產(chǎn)生的 SO2 煙氣經(jīng)過余熱鍋爐降溫和 電收塵器凈化后送硫酸車間進行制酸。1.3 SKS法煉鉛的主要設備系統(tǒng)設備名稱數(shù)量設備規(guī)格與性能氧氣底吹熔煉氧氣底吹爐圓盤制粒機鑄機余熱鍋爐14100m6支氧槍5

7、500圓盤旋轉(zhuǎn)方向為逆時針Lh=97mQCF/750-8-4型強制循環(huán)鼓風爐還原鼓風爐19煙化爐吹煉煙化爐余熱鍋爐118mQCF19/1150-15.3-3.9自然循環(huán)離心鼓風機1300-5Q=300m3制酸二氧化硫風機1S1000-1Q=1000m制氧干吸塔分餾塔空氣冷卻塔311=4000mmKDON-6000/15001800mm圖11.4廢水處理為切實保護湘江水資源，提高水的復用率，節(jié)約水資源，本工藝采用“自然沉降化學除雜膜過濾處理新工藝”對廢水進行凈化及回用，達到工業(yè)循環(huán)水質(zhì)要求，實現(xiàn)了工業(yè)零排放。下圖是第八冶煉廠廢水處理示意圖2電解精煉鉛由于從第八冶煉廠出來的鉛純度不夠，因此必須要經(jīng)

8、過電解精煉才能達到所需的純度。2.1電解精煉的原理鉛的電解精煉主要電極反應為：在陽極上：Pb-2e= Pb2+(氧化，進入電解液)在陰極上：Pb2+2e= Pb(還原在電極上析出)顯然，在電解過程的進行中，陽極會逐漸溶解變薄，陰極則會因金屬Pb的析出而逐漸變厚，陽極泥層的增厚會使槽電壓變高，過高的槽 電壓會導致電化序在鉛以下的雜質(zhì)金屬溶解，并在陰極上析出，因此陽極泥的厚度必須加以控制。正常的陰極是平滑致密的，沿陰極長度方向存在著明顯的寬約1-1.5mm的紋路，呈鉛灰間白色，并有金屬光澤。不正常的陰極結晶呈海綿狀，疏松粗糙且發(fā)黑色，有時長樹枝毛刺，或圓頭粒狀、瘤狀的疙瘩。陰極的異常結晶不僅影響到

9、它的質(zhì)量，而是導致電流效率的下降。2.2電解精煉的技術條件控制經(jīng)技術人員介紹，影響陰極結晶的因素有：電解液中鉛離子的濃度、電解液含酸量、添加劑、電力線分布、電解液循環(huán)、電解液溫度、電流密度、電解液中的雜質(zhì)濃度、周期反向電流。而工廠通常使用高電流強化生產(chǎn)，為了獲得較高質(zhì)量的鉛錠，必須創(chuàng)造一下條件 ：1）提高陽極品位(含Pb98.5%)，并控制其有豁雜質(zhì)的含量。2）在陽極鉛中保留適當As與Sb，使陽極泥有足夠的附著強度。3) 確定合理的生產(chǎn)周期和陽極厚度，以保持陽極泥層適當?shù)暮穸群洼^低的槽電壓。4) 適當?shù)靥岣唠娊庖褐秀U離子及游離硅氟酸的濃度。(鉛離子濃度100-130g/L)，游離酸：80-90

10、 g/L5）適當加大電解液循環(huán)量(30L/槽，分鐘)6）提高電極外形質(zhì)量，縮短極距。7) 采用較高的電解液溫度。(40-45鉛電解精煉的電解液是硅氟酸與硅氟酸鉛的水溶液，鉛在電解液中呈二價離子存在。由于硅氟酸鉛易水解而產(chǎn)生硅氟酸，因此電解必須加入適量的游離硅氟酸，以抑制硅氟酸鉛的水解，并能提高電解液的導電率。3 七水硫酸鋅的生產(chǎn)3.1硫酸鋅的性質(zhì)硫酸鋅別名皓礬，英文名：Zinc sulfate ，CAS7733-20-0，化學式：ZnSO4，相對分子質(zhì)量：161。外觀為無色斜方晶體、顆粒或粉末，無氣味，味澀。熔點()：100，相對密度(水=1)： 1.957，沸點()： 500(分解)。無色或

11、白色結晶、顆?；蚍勰?，別名皓礬。無氣味。味澀。在干燥空氣中風化，280失去全部結晶水，500以上分解。1g溶于0.6ml水、2.5ml甘油，不溶于乙醇。水溶液對石蕊呈酸性，pH約4.5。含1分子結晶水的較不易結塊。相對密度1.97。熔點100。純硫酸鋅在空氣中久貯不變黃，置于干燥空氣中失去水而成白色粉末。有多種水合物：在0-39范圍內(nèi)與水相平衡的穩(wěn)定水合物為七水硫酸鋅，39-60內(nèi)為6水硫酸鋅，60-100內(nèi)則為一水硫酸鋅。當加熱到280時各種水合物完全失去結晶水，680時分解為硫酸氧鋅，750以上進一步分解，最后在930左右分解為氧化鋅和三氧化硫。ZnSO硫酸鋅是制造鋅鋇白和鋅鹽的主要原料，

12、也可用作印染媒染劑，木材和皮革的保存劑，也是生產(chǎn)粘膠纖維和維尼綸纖維的重要輔助原料。另外，在電鍍和電解工業(yè)中也有應用，還可以用于制造電纜。工業(yè)中冷卻用水是最大用量水。在密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的冷卻水對金屬不能有腐蝕和結垢，因此要進行處理，這個過程就叫水質(zhì)穩(wěn)定，硫酸鋅在此用作水質(zhì)穩(wěn)定劑。3.2生產(chǎn)原理1)生產(chǎn)工藝原理方程式主反應：ZnOH2SO4ZnSO4H2O副反應：CuOH2SO4ZnSO4H2OPbOH2SO4PbSO4H2OMnOH2SO4MnSO4H2OFeOH2SO4FeSO4H2OCaOH2SO4CaSO4H2O2)除雜原理CuSO4ZnZnSO4CuPbSO4ZnZnSO4Pb10

13、FeSO42KMnO422H2O10Fe(OH)3K2SO42MnSO47H2SO43MnSO4KMnO47H2O5MnO(OH)2 K2SO42H2SO43.3工藝過程描述1)酸浸反應在襯瓷板的反應釜內(nèi)加入結晶工段的母液（硫酸鋅稀溶液），在攪拌下加入氧化鋅（或者含鋅礦、鋅灰，含鋅渣），調(diào)成漿狀，然后加入硫酸，隨著硫酸加入反應釜內(nèi)溫度會慢慢上升。反應終點體系的pH值控制在5.1左右，清液濃度為38波美度，溫度控制在70-80反應結束后用泥漿泵將反應液送去板框壓濾機過濾，板框壓濾機的濾餅要用pH值為3.9-4.2的酸性水洗滌，以提高新的利用率（即降低渣中的含鋅量，要求渣中的含鋅量低于2%）。2)

14、 除雜質(zhì)濾液送去置換反應釜，并加熱至80，加入鋅粉置換出銅和鉛等重金屬雜質(zhì)，然后將置換液壓濾出去置換出銅和鉛等重金屬。再將置換壓濾也送至氧化反應器，保持溫度在803) 結晶 將上述除雜后的壓濾液送至濃縮釜，濃縮至49-52波美度，然后冷卻結晶、離心得到七水硫酸鋅，母液視情況可以返回除雜工段或酸浸工段。工藝流程圖4液氨及碳銨的生產(chǎn)4.1.1液氨的的性質(zhì)及用途性質(zhì): 液氨為無色液體，有強烈 HYPERLINK /view/784265.htm t _blank 刺激性氣味，極易氣化為氣氨。 HYPERLINK /view/38960.htm t _blank 密度0.617g/cm3； HYPER

15、LINK /view/81200.htm t _blank 沸點為33.5，低于77.7可成為具有臭味的無色結晶。用途：液氨主要用于生產(chǎn) HYPERLINK /view/48841.htm t _blank 硝酸、 HYPERLINK /view/42264.htm t _blank 尿素和其他化學肥料，還可用作醫(yī)藥和 HYPERLINK /view/61312.htm t _blank 農(nóng)藥的原料?？梢詮V泛地應用于國防工業(yè)、有機化工、 HYPERLINK /view/19928.htm t _blank 半導體工業(yè)、冶金工業(yè)，以及需要保護氣氛的其他工業(yè)和科學研究中。4.1.2碳銨的的性質(zhì)及用

16、途性質(zhì)：碳銨是一種速效氮素肥， HYPERLINK /view/292167.htm t _blank 分子式為NH4HCO3， HYPERLINK /view/598832.htm t _blank 外觀為白色結晶，易溶于水，易分解。白色單斜、斜方 HYPERLINK /view/51869.htm t _blank 晶體或不規(guī)則晶體，吸濕，有氨味。 HYPERLINK /view/38960.htm t _blank 密度1.573,容重0.75。易溶于水。不溶于醇和 HYPERLINK /view/52518.htm t _blank 丙酮。水溶液呈 HYPERLINK /view/77

17、1396.htm t _blank 堿性。熔點107.5，加熱則升華分解。不穩(wěn)定，超過20即開始分解。是合成氨廠的副產(chǎn)物。用途：主要用為化肥，施用時要深施蓋土以防日曬分解，保管時要放于陰涼處且勿弄破包裝袋。 用于有機合成以及氣體的干燥劑。4.2生產(chǎn)原理4.2.1液氨的生產(chǎn)原理合成氨由三個基本部分組成，即原料氣制備過程、凈化過程以及氨合成過程。以水煤氣為原料除去其中的一氧化碳、二氧化碳、硫化氫，同時除去空氣中的氧氣和惰性氣體，在高壓以及催化劑作用下合成氨，再用氨水吸收合成的氨氣，形成濃氨水。4.2.2碳銨的生產(chǎn)原理利用本廠內(nèi)的濃氨水與二氧化碳在碳化塔副塔逆流接觸生成碳化氨水，碳化氨水從碳化塔主塔

18、頂部進入與二氧化碳逆流接觸，生成碳酸氫銨晶漿液，經(jīng)加工處理制得碳酸氫銨。4.2.3生產(chǎn)流程 主要流程：(1)原料氣制備將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氣。 (2)凈化對粗原料氣進行凈化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質(zhì)，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程。一氧化碳變換過程 在合成氨生產(chǎn)中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分數(shù)一般為12%40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2，因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下：CO +

19、 H2O H2 + CO2由于CO變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利于回收反應熱，并控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換，使大部分CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2；第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。CO變換反應既是原料氣制造的繼續(xù)，又是凈化的過程，為后續(xù)脫碳過程創(chuàng)造條件。脫硫脫碳過程 各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產(chǎn)過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化法，第一道工序是脫硫，用以保護轉(zhuǎn)化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據(jù)一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業(yè)脫硫方法種類很多，通常是采用物理

20、或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。粗原料氣經(jīng)CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。一般采用溶液吸收法脫除CO2。根據(jù)吸收劑性能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。 氣體精制過程 經(jīng)CO變換和CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害，規(guī)定CO和CO2總含量不得大于10cm3/m3(體積分數(shù))。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原料氣的最終凈化，即精制過程。目前在工業(yè)生產(chǎn)中，最終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(-100)條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣，深冷