磷酸工藝簡(jiǎn)介

1、磷酸工藝簡(jiǎn)介主講：趙中江1第一節(jié) 濕法磷酸基本知識(shí)磷礦磷酸Ca5F(PO4)3H3PO42磷酸生產(chǎn)種類(lèi)磷酸生產(chǎn)熱法磷酸濕法磷酸鹽酸法硫酸法硝酸法無(wú)水法二水法半水法二水-半水法半水-二水法3熱法磷酸：先用電爐還原磷礦，礦中磷升華后經(jīng)除塵冷卻液化；然后將液態(tài)磷經(jīng)燃燒、水化、除霧制成磷酸。所以熱法磷酸能耗高，但可以得到高純度磷酸。濕法磷酸：是用無(wú)機(jī)酸分解磷礦粉，過(guò)濾分離出粗磷酸，經(jīng)濃縮后得到產(chǎn)品磷酸。濕法磷酸比熱法磷酸成本低20%30%，但產(chǎn)品雜質(zhì)含量高，只能生產(chǎn)農(nóng)用級(jí)別的磷復(fù)肥。經(jīng)適當(dāng)方法凈化后，產(chǎn)品純度才可與熱法磷酸相媲美。 濕法磷酸工藝按其所用無(wú)機(jī)酸的不同可分為硫酸法、硝酸法、鹽酸法等。濕法磷

2、酸知識(shí)4硫酸與磷礦反應(yīng)，產(chǎn)物有兩種，一是磷酸呈液相，二是硫酸鈣結(jié)晶，溶解度很小，很容易實(shí)現(xiàn)其液固分離。所以，通常所稱(chēng)的“濕法磷酸” ，即用硫酸分解磷礦生產(chǎn)得到的磷酸。該工藝在濕法磷酸生產(chǎn)中處于主導(dǎo)地位。在不同的反應(yīng)溫度和磷酸濃度下，硫酸鈣有三種形態(tài)：無(wú)水硫酸鈣（CaSO4）、半水硫酸鈣（CaSO40.5H2O）和二水硫酸鈣（CaSO42H2O）。濕法磷酸的生產(chǎn)工藝又可分為無(wú)水物法、半水法、二水法及半水-二水法等。目前我國(guó)80%以上的磷酸都采用二水法流程生產(chǎn)。濕法磷酸知識(shí)5(1) 優(yōu)點(diǎn)： 工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、操作穩(wěn)定可靠。 對(duì)礦石的適應(yīng)性強(qiáng)，特別適用于中低品位礦石。 (2) 缺點(diǎn)： 加工工藝粗放

3、，礦石中的有害雜質(zhì)大部分進(jìn)入磷酸中，特別是氟元素，一旦進(jìn)入液相，很難再分離出來(lái)。 產(chǎn)生大量的磷石膏廢渣無(wú)法得到有效的利用，有待進(jìn)一步的探索和研究解決。二水法工藝優(yōu)缺點(diǎn)6第二節(jié) 二水濕法磷酸生產(chǎn)原理Ca5F(PO4)3+5H2SO4+10H2O=3H3PO4+5CaSO42H2O +HFCa5F(PO4)3 + 10H3PO4 = 3H3PO4 +5Ca(H2PO4)2 + HF 5Ca(H2PO4)2 + 5H2SO4+10H2O = 10H3PO4 +5CaSO42H2O 用硫酸分解磷礦漿，生成磷酸和二水硫酸鈣結(jié)晶的混合料漿。通過(guò)控制反應(yīng)溫度、過(guò)剩SO3濃度、液相P2O5二水、含固量等工藝參

4、數(shù)，不但要將磷礦漿中難溶性P2O5盡可能完全轉(zhuǎn)化為水溶性P2O5，而且還要獲得粗大、均勻、易于過(guò)濾和洗滌的二水硫酸鈣結(jié)晶。 混合料漿經(jīng)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾獲得濃度為24%稀磷酸，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮獲得50%濃磷酸，通過(guò)酸儲(chǔ)槽沉降分離，獲得清澈得磷酸產(chǎn)品。7石膏晶體北方礦石膏南方礦石膏8在反應(yīng)過(guò)程中，其它物質(zhì)發(fā)生的主要副反應(yīng)如下： 6HF + SiO2 = H2SiF6 + 2H2O 2H2SiF6 + SiO2 = 3SiF4 + 2H2O可見(jiàn)，從反應(yīng)槽逸出的氟主要以SiF4的形式存在，在洗滌裝置中用水吸收生成氟硅酸，同時(shí)析出易堵塞設(shè)備及管道的硅膠SiO2nH2O3SiF4 +（n+2）H2O = 2H2S

5、iF6 + SiO2nH2O萃取副反應(yīng)9萃取副反應(yīng)10轉(zhuǎn)臺(tái)過(guò)濾機(jī)反應(yīng)槽硫酸返酸二洗液翻盤(pán)過(guò)濾機(jī)礦料漿過(guò)濾酸一洗液一洗水二洗水高壓濾布沖冼水再漿槽料漿二洗水一洗水二洗液一洗液濾液石膏皮帶換熱器稀酸槽蒸汽冷凝液成品酸貯槽第三節(jié) 我公司磷酸生產(chǎn)工藝流程11反應(yīng)工序12過(guò)濾工序13濃縮工序蒸發(fā)去第一氟吸收器稀磷酸冷凝液濃磷酸低壓蒸氣M14濃縮工序氟吸收海水回水磷酸氣體海水冷卻PPP15第四節(jié)磷酸生產(chǎn)主要設(shè)備及裝置16反應(yīng)槽、消化槽反應(yīng)槽為立式圓筒（11700/33205300），消化槽為兩個(gè)相同方槽（400040005300），兩者均為采取混凝土槽加內(nèi)部襯膠襯磚，頂部配有攪拌裝置，采用雙層四葉漿。反應(yīng)

6、槽區(qū)1至6區(qū)配備消泡槳。閃蒸冷卻室消化槽反應(yīng)槽閃蒸循環(huán)泵17轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾機(jī)18轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾機(jī)19轉(zhuǎn)盤(pán)式過(guò)濾機(jī) 轉(zhuǎn)盤(pán)真空過(guò)濾機(jī)是一種固液分離設(shè)備，它能將離散的難溶固體顆料或結(jié)晶體從液體中分離，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)吸附形成的濾餅進(jìn)行多次洗滌功能。2.總過(guò)濾面積：77m2 ，有效過(guò)濾面積：65m2。3.主要結(jié)構(gòu)：圓盤(pán) 轉(zhuǎn)盤(pán) 收集管（48根） 中心平臺(tái) 分配頭（錯(cuò)氣盤(pán)） 擋輪 托輪 卸料螺旋 軟圍堰 轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾機(jī)20轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾機(jī)21翻盤(pán)過(guò)濾機(jī)22 翻盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的真空過(guò)濾設(shè)備。在一個(gè)水平的環(huán)形面積內(nèi)設(shè)有若干個(gè)梯形濾盤(pán)，這些濾盤(pán)由一個(gè)大轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)作水平旋轉(zhuǎn)，每個(gè)濾盤(pán)用真空膠管與位于中心的分配頭相連，分配頭與真空系統(tǒng)相連，并完成濾盤(pán)在過(guò)濾過(guò)程中的真空切換。每只濾盤(pán)水平旋轉(zhuǎn)一周完成加料初濾過(guò)濾洗滌（根據(jù)不同工藝要求可實(shí)施不同洗滌次數(shù)）濾盤(pán)翻轉(zhuǎn)卸渣沖洗濾布再生濾盤(pán)吸干濾盤(pán)復(fù)位水平至下一個(gè)加料點(diǎn)，再進(jìn)入下一輪連續(xù)操作。23濃縮主體強(qiáng)循環(huán)真空蒸發(fā)器1.蒸發(fā)是指加熱溶液使溶劑部分汽化而被逸出，從而提高溶液濃度的操作過(guò)程。2. 真空蒸發(fā)又稱(chēng)減壓蒸發(fā)，是在低于大氣壓力下進(jìn)行蒸發(fā)操作的蒸發(fā)處理方法。將二次蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝器后排出，這時(shí)蒸發(fā)器內(nèi)的二次蒸汽即可形成負(fù)壓。操作時(shí)為