濕法磷酸培訓(xùn)

1、濕法磷酸培訓(xùn)內(nèi)容v磷酸的性質(zhì)v磷酸的用途v磷酸的生產(chǎn)方法v濕法磷酸的發(fā)展史v835項目情況簡介v濕法磷酸生產(chǎn)流程分類v濕法磷酸生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)v主要生產(chǎn)原料v濕法磷酸生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)v酸解過程工藝條件的選擇v濕法磷酸主要工藝技術(shù)指標(biāo)的計算v二水物法濕法磷酸生產(chǎn)工藝流程v濕法磷酸濃縮v濕法磷酸的凈化 磷酸為中強(qiáng)三元酸，具有酸的一切通性，磷酸為中強(qiáng)三元酸，具有酸的一切通性，在室溫下磷酸的化學(xué)性質(zhì)是很活潑的。高在室溫下磷酸的化學(xué)性質(zhì)是很活潑的。高溫下磷酸可能與大部分金屬及其氧化物發(fā)溫下磷酸可能與大部分金屬及其氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)加熱至呈漿狀時，磷酸能生化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)加熱至呈漿狀時，磷酸能侵蝕石英。磷酸的

2、氧化能力很弱，即使在侵蝕石英。磷酸的氧化能力很弱，即使在350400下，與氫、碳等強(qiáng)還原劑作用下，與氫、碳等強(qiáng)還原劑作用也不發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)。純磷酸在常溫也不發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)。純磷酸在常溫下為透明單斜結(jié)晶，在空氣中易潮解，密下為透明單斜結(jié)晶，在空氣中易潮解，密度度1.88g/cm3，熔點，熔點42.4，含，含P2O572.4%。磷酸的用途濕法磷酸的發(fā)展史濕法磷酸批量生產(chǎn)用于肥料及其他工業(yè)，迄今已有一百多年歷史。18701872年間在德國首次開始生產(chǎn)，為間歇生產(chǎn)。40年代，特別是二戰(zhàn)以后，世界濕法磷酸的生產(chǎn)技術(shù)取得了明顯進(jìn)展，（1）新的生產(chǎn)流程不斷涌現(xiàn)，逐步取代了30年代的道爾流程。（2）生

3、產(chǎn)設(shè)備不斷更新、強(qiáng)化。（3）60年代，單系列生產(chǎn)能力不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)日產(chǎn)1000噸P2O5的生產(chǎn)裝置。（4）出現(xiàn)大量再結(jié)晶流程。我國濕法磷酸工業(yè)始于1953年，迄今只有四十余年的歷史。經(jīng)過多年研究，1963年完成二水法中間試驗并在南京建成50t/d磷酸示范性工廠，然后在全國推廣?！捌呶濉焙汀鞍宋濉逼陂g，為大力發(fā)展我國磷肥工業(yè)，先后利用引進(jìn)技術(shù)及我國自行開發(fā)的技術(shù)興建了一大批磷酸工廠。 大型裝置的建設(shè)情況工藝技術(shù)設(shè)計能力t/dP2O5建廠數(shù)建設(shè)單位國內(nèi)技術(shù)10003云南三環(huán)國內(nèi)技術(shù)10001甕福磷肥廠國內(nèi)技術(shù)10002富瑞國內(nèi)技術(shù)10001開陽磷肥廠國外技術(shù)10001甕福磷肥廠濕法磷酸生產(chǎn)的理論基

4、礎(chǔ)v主要生產(chǎn)原料v硫酸v 硫酸，H2SO4，相對分子質(zhì)量98.078，外觀為無色透明的油狀液體密度（20）為1.8305g/cm3。由硫酸裝置供給，通常濃度為98%。v磷礦漿v 由450浮選廠供給。v磷礦石，其化學(xué)式為Ca5F（PO4）3。在工業(yè)上把具有工業(yè)開采價值的磷酸鹽礦床通稱為磷礦。磷灰石晶體磷灰石晶體磷礦中有害雜質(zhì)含量 w磷礦中含有多種雜質(zhì)，如鐵、鋁、鎂、錳、釩、鍶、鈉、鉀等金屬離子，有的還含少量放射性元素鈾、釷及少量稀土金屬鈰、鑭、鐿的化合物，在酸根離子中則有碳酸鹽、硅酸鹽（或SiO2），氟根（有時氟全部或部分為氯或碳酸根所代替）和硫酸鹽及有機(jī)物等。w 磷礦中雜質(zhì)種類雖然很多，但影響

5、較大的通常是鐵、鋁、鎂三種，其次是碳酸鹽、有機(jī)物、分散性泥質(zhì)和氯等。磷礦中的CaO含量（以CaO/ P2O5比值反映）。消耗硫酸的決定因素；CaO含量越高，硫酸消耗量越大，石膏值增大，過濾負(fù)荷相應(yīng)增大。因此，要求CaO/ P2O5比值接近純氟磷灰石Ca5F（PO4）3中的CaO/ P2O5的理論比值，其質(zhì)量比為1.31，摩爾比為3.33。磷礦中的倍半氧化物R O 含量 l倍半氧化物是指磷礦中鐵、鋁氧化物的含量，常以R O （R代表Fe與Al）表示。濕法磷酸生產(chǎn)中，鐵和鋁不僅干擾硫酸鈣結(jié)晶的成長，還使磷酸形成淤渣，尤其是在濃縮磷酸中更為嚴(yán)重。其沉淀或隨石膏排出都將使P O 遭到較大損失。生成鐵和

6、鋁的復(fù)雜磷酸鹽結(jié)晶細(xì)小，不但增加溶液和料漿的粘度而且容易堵塞濾布和濾餅孔隙，還會給后加工工序帶來困難。影響磷酸產(chǎn)品質(zhì)量。硅及酸不溶物的含量 磷礦中總是含有不等量的SiO2，多以酸不溶物形態(tài)存在?；钚暂^大的SiO2很容易使氫氟酸生成氟硅酸（H2SiF6），減小對金屬材料的腐蝕性。但是過量的SiO2是有害的，一方面濕法磷酸中呈膠狀的硅酸會影響磷石膏的過濾；另一方面增加磷礦硬度，降低磨機(jī)生產(chǎn)能力，增加設(shè)備的磨損。酸不溶物與磷石膏沉淀，易堵塞濾布，使過濾機(jī)能力下降。有機(jī)物與碳酸鹽的含量有機(jī)物與碳酸鹽的含量l碳酸鹽與有機(jī)物使反應(yīng)過程產(chǎn)生氣泡，泡沫使反應(yīng)槽有效容積降低。有機(jī)物因炭化而生成極細(xì)小的炭粒，極易

7、堵塞濾布，減少濾餅孔隙率，使過濾強(qiáng)度降低，還會影響產(chǎn)品酸的色澤。其它組分 o氟是磷礦組成中的主要成分，通常與P2O5含量按一定的比例而存在，故氟含量一般不作為評價指標(biāo)。主要是對設(shè)備有腐蝕作用。氯含量稍高時對設(shè)備有較強(qiáng)腐蝕。Na2O、K2O在生產(chǎn)會與氟硅酸生成氟硅酸鹽結(jié)垢，造成管道堵塞；磷礦中錳、釩、鋅等元素的含量一般均很少，對產(chǎn)品質(zhì)量沒有多大影響。至于鈾、鈰等稀有元素長期接觸會損害人們的健康，由于它們在國防工業(yè)上有特的用途，當(dāng)其含量達(dá)到120mg/kg時，可以在加工過程中加以回收。濕法磷酸生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)v主反應(yīng)：CaF(PO4)3+5H2SO4+10H2O=3H3PO4+HF+5CaSO42

8、H2Ov副反應(yīng)：6HF+SiO2=H2SiF6+2H2Ov H2SiF6=SiF4+2HFvCaCO3+ H2SO4+H2O = CaSO42 H2O+CO2v MgCO3+ H2SO4 = MgSO4 +H2O +CO2v Fe2O3+2H3PO4=2FePO4+3H2Ov Al2O3+2H3PO4=2AlPO4+3H2Ov（Na、K）2O+ H2SiF6=（Na、K）2 SiF6+ H2O酸解過程工藝條件的選擇 1、液相SO3含量 2、反應(yīng)溫度 3、液相P2O5含量 4、料漿液固比 5、回漿 6、攪拌強(qiáng)度 7、反應(yīng)時間 8、礦粉細(xì)度酸解過程工藝條件的選擇v上述8個工藝條件是互相聯(lián)系，相輔相

9、成的，不可孤立地、片面地去看某一條件，搞好各項指標(biāo)的協(xié)調(diào)極為重要?；貪{倍數(shù)、攪拌強(qiáng)度和設(shè)備容積又是由設(shè)計給定的。v因此，在生產(chǎn)工藝上能調(diào)整的僅有SO3含量、P2O5含量、反應(yīng)溫度、料漿液固比、反應(yīng)時間、礦粉細(xì)度等6個指標(biāo)，而投礦量和礦粉細(xì)度在正常生產(chǎn)中它是穩(wěn)定變的，故生產(chǎn)中主要控制的是SO3含量、P2O5含量、反應(yīng)溫度、料漿液固比這4個主要工藝指標(biāo)。石膏值的計算單位質(zhì)量磷礦酸解后獲得的磷石膏質(zhì)量稱為石膏值。100份磷礦粉的磷石膏值為：P磷石膏=（100CaO%172.1）/56+100Ai%式中：P磷石膏100份磷礦所得的磷石膏值 172.1CaSO4.2H2O的摩爾質(zhì)量 Ai%酸不溶物的確含

10、量 56氧化鈣摩爾質(zhì)量三大技術(shù)指標(biāo)的計算1、轉(zhuǎn)化率K轉(zhuǎn)化=100一P2O5（石膏中非水溶性）P磷石膏/P2O5（磷礦粉中）%2、洗滌率k洗滌=100- P2O5（石膏中水溶性）P磷石膏/P2O5（磷礦粉中）%3、回收率（磷得率）K回收= K轉(zhuǎn)化k洗滌（1-K機(jī)損） 概述 二水物流程是濕法磷酸生產(chǎn)中應(yīng)用最早、最為廣泛的流程，根據(jù)80年代初期的統(tǒng)計，采用二水物流程的工廠占80%，產(chǎn)量所占比例更大。 二水物流程出現(xiàn)了有各自不同特點的很多流程，工業(yè)上應(yīng)用較多的有兩三種流程，如普萊昂流程、羅納普朗克流程、吉科布斯-道爾科流程等，其中普萊昂流程被采用的數(shù)目最多，規(guī)模最大。 我公司磷酸生產(chǎn)采用的是普萊昂流程

11、。至反應(yīng)礦漿槽礦漿來自450濃密機(jī)礦漿槽至過濾濃密工序反應(yīng)料漿M濃硫酸稀磷酸自稀酸貯槽淤漿磷礦漿MMMMMMM工藝氣體去尾洗反應(yīng)工序【反應(yīng)工序【萃取萃取】去過濾機(jī)反應(yīng)料漿去過濾機(jī)MMM反應(yīng)工序【反應(yīng)工序【消化消化】除沫器反應(yīng)工序【反應(yīng)工序【氣體冷凝氣體冷凝】預(yù)洗滌器循環(huán)水回水自低位閃冷器池水預(yù)冷凝器循環(huán)冷卻水去過濾機(jī)作濾餅洗水冷凝器尾氣來自消化槽第一洗滌塔第二洗滌塔排空至濾布洗滌槽補(bǔ)水反應(yīng)工序【尾氣洗滌】尾氣來自過濾 初濾區(qū) 過濾區(qū) 一洗區(qū) 二洗區(qū) 三洗區(qū) 濾布洗滌區(qū) 過濾工序【過濾工序【過濾過濾】尾氣尾氣循環(huán)冷卻水循環(huán)冷卻水濾餅洗水濾餅洗水循環(huán)回水循環(huán)回水至石膏至石膏再漿槽再漿槽稀磷酸稀磷酸返酸返酸去集水槽去集水槽至至V33103去第一氟吸收器去第一氟吸收器稀磷酸稀磷酸冷凝液至脫鹽水冷凝液至脫鹽水濃磷酸濃磷酸脫鹽水脫鹽水M濃縮工序【濃縮工序【蒸發(fā)蒸發(fā)】減溫減壓裝置濃縮工序【濃縮工序【氟回收氟回收】磷酸氣體磷酸氣體循環(huán)回水循環(huán)回水循環(huán)冷卻水循環(huán)冷卻水PPP放放空空清凈循環(huán)水清凈循環(huán)水氟硅酸氟硅酸去清凈循