磷肥生產(chǎn)2課件

第二章磷肥生產(chǎn)教學(xué)目標(biāo)：掌握過磷酸鈣生產(chǎn)的基本原理掌握濕法磷酸、酸法磷肥、磷酸銨生產(chǎn)的基本原理掌握濕法磷酸、酸法磷肥、磷酸銨生產(chǎn)工藝流程一、磷礦資源（一）磷礦資源簡(jiǎn)介磷灰石：含磷物質(zhì)熔融漿經(jīng)過冷卻、結(jié)晶而形成具有工業(yè)開采價(jià)值的磷酸鹽礦床，最典型的是氟磷灰石[Ca10(PO4)6F2]礦床。2、磷塊巖：由海水中的磷酸鈣沉積而成，是水成巖石礦物，主要成分也是氟磷灰石，但成分復(fù)雜第一節(jié)概述磷礦石中國(guó)云南昆陽磷礦（2）磷礦中雜質(zhì)含量會(huì)對(duì)磷礦加工產(chǎn)生不利影響，常見的雜志有：硅酸鹽、碳酸鹽、有機(jī)物、鐵、鋁、鎂、鉀、鈉、氟、氯等，雜質(zhì)越低越好。（3）磷酸、磷肥生產(chǎn)對(duì)磷礦質(zhì)量的要求濕法磷酸對(duì)磷礦質(zhì)量的要求：酸法磷肥P2O5(%)應(yīng)符合下列要求一類：w（P2O5）35.0、34.0、33.0;二類：32.0、31.0、30.0三類：29.0、28.0雜質(zhì)越低越好過磷酸鈣生產(chǎn)對(duì)磷礦的質(zhì)量要求：磷礦總磷含量/%>33>30>27>25<25產(chǎn)品可達(dá)等級(jí)一二三四等外磷酸銨生產(chǎn)對(duì)磷礦的質(zhì)量要求:W(%)≥26%（三）.中國(guó)的磷礦資源：

我國(guó)的磷礦資源僅次于摩洛哥、美國(guó)和俄羅斯。其中80%分布于云南、貴州、四川、湖北和湖南五省。但80%是屬于中低品位，60%屬于硅質(zhì)磷酸巖，選礦難度大，難于符合生產(chǎn)高濃度復(fù)合肥的要求。因此，必須采取多方位的利用途徑。

中國(guó)南方5省磷礦資源省份工業(yè)貯量（×104）標(biāo)礦貯量（×104）云南116088（20.7％）213079（28.9％貴州143706（25.7％）187022（25.4％）四川38292（6.8％）85135（11.6％湖北99128（12.7％）131192（17.8）湖南119514（21.3％）84426（11.5％）中國(guó)磷礦資源平均品位情況（P2O5)P2O5含量>30%（7％）25%~30%（15％）20%~25%（25％）<20%（53％）平均：20.36％幾個(gè)磷肥生產(chǎn)國(guó)的磷肥品種國(guó)家總產(chǎn)量(萬噸，P2O5)在總產(chǎn)量中所占比重（％）普鈣重鈣磷銨復(fù)合磷肥其他美國(guó)1022.30.56.762.4－26.0印度250.019.3－47.932.8－俄羅斯886.79.88.749.917.514.1法國(guó)69.71.93.30.1488.87.7幾個(gè)磷肥生產(chǎn)國(guó)的磷肥品種磷肥品種重鈣鈣鎂磷肥沉淀磷酸鈣脫氟磷肥偏磷酸鈣堿熔磷肥鳥糞磷礦粉鳥糞中的磷酸鹽＋土壤中的鈣 鳥糞石 鳥糞磷礦粉效果與鈣鎂磷肥接近；施用方法與磷礦粉相似開采磨細(xì)鳥糞石磨細(xì)鳥糞磷礦粉二、磷酸生產(chǎn)方法（一）熱法磷酸通過電爐法制得元素磷，然后在燃燒室內(nèi)燃燒生產(chǎn)氧化物，在水化塔內(nèi)用水或稀磷酸吸收得到磷酸。熱法磷酸含85%左右的磷酸，濃度高，質(zhì)量純。（二）濕法磷酸用強(qiáng)無機(jī)酸(主要是硫酸)分解磷礦所制得的磷酸，濃度低，含有大量雜質(zhì)。

第二節(jié)、濕法磷酸一、原理：濕法磷酸用硫酸和磨成粉末的富集磷礦作用制得，主要化學(xué)反應(yīng)如下Ca10F2（PO4）6+5H2SO4+20H2O=3H3PO4+5CaSO4.nH2O+HF其中CaSO4中n代表硫酸鈣結(jié)晶在不同條件下可能出現(xiàn)的三種形態(tài)：CaSO4（硬石膏或無水物），CaSO4.1/2H2O（熟石膏或半水物），CaSO4.2H2O（生石膏或二水物）二、二水物濕法磷酸操作流程見圖1、二水物法是指用硫酸分解磷礦制濕法磷酸時(shí)，控制硫酸鈣以二水物形態(tài)沉淀出來的方法，相應(yīng)的工藝流程稱為二水物流程。二水物法是濕法磷酸生產(chǎn)上應(yīng)用最早，最為廣泛的生產(chǎn)方法。2、二水物濕法磷酸操作流程見圖（1）磷酸與硫酸反應(yīng)生成磷酸和CaSO4.2H2O。（2）磷酸與石膏的分離,通常用過濾的方法濾出石膏后就得到磷酸溶液（3）磷酸濃縮,通過上述步驟后制得的磷酸濃度大約含13%P左右,通常需要濃縮至17-24%P后使用.濃縮一般在連續(xù)蒸汽加熱的真空蒸發(fā)器內(nèi)完成.3、優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：（1）生產(chǎn)的磷酸濃度低，只有26~30%，用于制造磷肥產(chǎn)品時(shí)，必須經(jīng)過濃縮，增了加成本。（2）磷石膏中P2O5損失大，磷總收率不高第三節(jié)酸法磷肥的生產(chǎn)酸法磷肥是用無機(jī)酸分解磷礦而制成的磷肥，這類磷肥多屬水溶性速效肥。包括普通過磷酸鈣、重過磷酸鈣和富過磷酸鈣（二）過磷酸鈣生產(chǎn)工藝條件的選擇1、硫酸濃度：

過高：濃度過高反應(yīng)快，硫酸鈣結(jié)晶快而細(xì)，會(huì)析出吸附在礦粉和液相表面成薄膜阻礙反應(yīng)分解速率，制得的產(chǎn)品粘濕，物理性質(zhì)不好，容易導(dǎo)致結(jié)塊。過低：反應(yīng)緩慢，液相量多，磷礦分解率低，普鈣物理性能差。一般選擇硫酸的濃度為61~75%。2、硫酸溫度：50~80℃3、硫酸用量：根據(jù)礦種和生產(chǎn)條件（4）磷礦細(xì)度：過100目篩為90~96%（5）混合時(shí)間：混合時(shí)間：2~8min（礦種不同，時(shí)間不同）化成時(shí)間：60~80min（6）熟化時(shí)間：5~18天（7）熟化溫度：高溫熟化：70~80℃低溫熟化：30~50℃（三）、工藝過程1、磷礦粉(90%通過100目篩）和硫酸混合2、料漿的化成3、鮮肥的熟化（降低酸度約5－30天，取決于磷礦特性，細(xì)度等）4、氨化普鈣（通氨中和酸度）5、造粒與干燥磷礦粉硫酸混合器成分特級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)有效P2O5游離酸水分＞20＜3.5＜3.018410164.5121451412514（四）、過磷酸鈣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二、重鈣的生產(chǎn)（一）生產(chǎn)原理：用磷酸去分解磷礦中的磷礦Ca5F（PO4）3+7H3PO4+5H2O=5Ca（H2PO4）2.H2O+HF(二)工藝與普鈣同第四節(jié)其它磷肥一、磷酸銨（類）磷肥（一）品種1、磷銨磷酸一銨（NH4H2PO4)磷酸二銨（（NH4）2HPO4)磷酸三銨（（NH4）3PO4)（不穩(wěn)定）2、聚磷酸銨：由磷銨脫水制得3、尿磷銨（尿素與磷銨）、硫磷銨（磷銨與硫銨）和硝磷銨（磷銨與硝銨）磷酸銨的主要理化性質(zhì)

養(yǎng)分含量%名稱簡(jiǎn)寫

溶解度溶液pH分解溫度℃結(jié)晶肥料級(jí) N P2O5 N P2O5磷酸一銨MAP41.64.4>130 12.18 61.65 10-12 48-52磷酸二酸DAP72.17.8>70 21.22 53.70 18 46價(jià)格：(元/噸) 磷酸一銨：1900～2000 磷酸二銨：2100～2300

用作肥料的聚磷酸銨多為低聚合度產(chǎn)物，其中主要含焦磷酸銨[(NH4)4P2O7]、三聚磷酸銨[(NH4)5P3O10]

和四聚磷酸銨[(NH4)6P4O13]，它們?cè)谒杏休^高的溶解度(易溶)。聚磷酸銨

是由聚磷酸或濃磷酸在較高溫度和壓力下氨化脫水而得（由磷銨脫水而得）。其通式可表示為：(NH4)n+2PnO3n+1，屬直鏈型聚合物。 一般聚磷酸銨含P2O576%~85%聚磷酸銨（二）、磷銨生產(chǎn)原理與工藝用氨中和磷酸制成。主要生產(chǎn)工藝：中和、造粒和干燥二、硝酸磷肥（一）生產(chǎn)方法用硝酸來分解磷礦:不產(chǎn)生磷石膏、彌補(bǔ)硫資源的缺乏，不產(chǎn)生磷石膏，氟排放少。主要生產(chǎn)方法有：冷凍法硝酸-硫酸分解法硝酸-磷酸分解法硝酸-碳化法硝基過磷酸鈣法（二）我國(guó)現(xiàn)有2套硝酸磷肥裝置分別是：河南開封化肥廠硝酸磷肥裝置山西（潞城）化肥廠（現(xiàn)天瘠化肥）思考題1、什么叫濕法磷酸、什么叫熱法磷酸2、過磷酸鈣的生產(chǎn)流程是什么3、濕法磷酸的生產(chǎn)原理是什么？常見的生產(chǎn)流程是什么4、酸法磷肥有那些肥料種類？補(bǔ)充材料我國(guó)著名磷肥企業(yè)：第一家中外合資磷復(fù)肥企業(yè)：中-阿拉伯化肥有限公司，（英文簡(jiǎn)稱;SACF，商標(biāo)“撒可富”）第一家磷銨中國(guó)名牌產(chǎn)品及我國(guó)目前最大的單一磷復(fù)肥企業(yè)：貴州宏福實(shí)業(yè)開發(fā)有限總公司。第一家濕法磷酸工藝生產(chǎn)重鈣企業(yè)并且具有進(jìn)出口經(jīng)營(yíng)權(quán)的磷肥企業(yè)：云南三環(huán)化工有限公司。我國(guó)最大的硝酸磷肥生產(chǎn)基地：山西潞城的山西化肥廠，現(xiàn)為天脊煤化工集團(tuán)有限公司第一家以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念發(fā)展的磷復(fù)肥企業(yè)，最大的石膏制硫酸基地山東魯北企業(yè)集團(tuán)總公司

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