磷酸生產(chǎn)工藝培訓(xùn)知識(shí)課件

第一部分概論第四部分一、磷酸的性質(zhì)

次磷酸：H3PO2亞磷酸：H3PO3正磷酸：H3PO4過(guò)磷酸：H3PO5物理性質(zhì)：純凈的磷酸是無(wú)色晶體，熔點(diǎn)42.3攝氏度，高沸點(diǎn)酸，可與水以任意比互溶。第一部分概論第四部分一、磷酸的性質(zhì)次磷酸：1第一部分概論

與堿反應(yīng)：NaOH＋H3PO4＝NaH2PO4＋H2O

2NaOH＋H3PO4＝Na2HPO4＋2H2O

3NaOH＋H3PO4＝Na3PO4＋3H2O與某些鹽反應(yīng)：難揮發(fā)性酸制揮發(fā)性酸NaBr＋H3PO4(濃)＝NaH2PO4＋HBr↑NaI＋H3PO4(濃)＝

NaH2PO4＋HI↑化學(xué)性質(zhì)：磷酸是三元中強(qiáng)酸，分三步電離，不易揮發(fā)，不易分解，不屬于氧化性酸，具有酸的通性。第一部分概論與堿反應(yīng)：與某些鹽反應(yīng)：難揮發(fā)2第一部分概論磷酸根離子具有很強(qiáng)的配合能力，能與許多金屬離子生成可溶性的配合物。如Fe3+與PO43-可以生成無(wú)色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-，利用這一性質(zhì)，分析化學(xué)上常用PO43-掩蔽Fe3+離子。

磷酸受強(qiáng)熱時(shí)脫水，依次生成焦磷酸、三磷酸和多聚的偏磷酸。三磷酸是鏈狀結(jié)構(gòu)，多聚的偏磷酸是環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

第一部分概論磷酸根離子具有很強(qiáng)的配合能力，能與許多金屬3第一部分概論二、磷酸的種類(lèi)及理化指標(biāo)

工業(yè)磷酸食品磷酸電子級(jí)磷酸

工業(yè)級(jí)磷酸理化指標(biāo)第一部分概論二、磷酸的種類(lèi)及理化指標(biāo)工業(yè)磷4第一部分概論食品級(jí)磷酸理化指標(biāo)第一部分概論食品級(jí)磷酸理化指標(biāo)5第一部分概論電子級(jí)磷酸理化指標(biāo)第一部分概論電子級(jí)磷酸理化指標(biāo)6第一部分概論第一部分概論7第一部分概論三、磷酸的主要用途磷酸的主要用途主要用于生產(chǎn)磷肥和各種磷化工產(chǎn)品

硫化物濕法磷酸肥料次磷酸正磷酸凈化磷礦赤磷飼料添加劑氯化物氫氧化物電鍍，醫(yī)藥磷鐵黃磷磷化物工業(yè)磷酸鹽食品添加劑精細(xì)磷化學(xué)品有機(jī)合成原料阻燃劑醫(yī)藥化學(xué)品表面活性劑，染料農(nóng)藥第一部分概論三、磷酸的主要用途磷酸的主主要用于生產(chǎn)磷肥8第一部分概論四、磷酸的生產(chǎn)方法

將礦在石英SiO2的存在下，在電爐中用焦碳還原得到元素磷，然后呈蒸汽態(tài)逸出（升華），再經(jīng)燃燒使之氧化生成P2O5，用水吸收生成磷酸。Ca(PO4)2+C+6SiO2→P4

↑+CO↑

+CaSiO3P4+O2

→P4O10+H2O→[HPO3]3+H2O→

H3PO4

熱法濕法窯法

熱法（一步法，二步法）第一部分概論四、磷酸的生產(chǎn)方法將9第一部分概論磷礦通過(guò)強(qiáng)酸酸解制得磷酸，目前常用的就是硫酸，當(dāng)然還有其他強(qiáng)酸，如硝酸，鹽酸，氟硅酸等。主要是因?yàn)楣に嚥怀墒?，形成產(chǎn)業(yè)化困難，投資成本和生產(chǎn)成本較高。Ca5F(PO4)3+H2SO4+nH2O→CaSO4.nH2O↓+H3PO4+HF↑

熱法濕法窯法濕法第一部分概論磷礦通過(guò)強(qiáng)酸酸解制得磷10

熱法濕法窯法第一部分概論燧道窯法磷酸是采用隧道窯為主反應(yīng)器，以中低品位磷礦和選礦后的尾礦為原料，通過(guò)配料、粉磨、成型，將料坯做成建筑材料的形狀，進(jìn)入窯爐燒結(jié)，含P2O5的窯氣用水合塔吸收，制取工業(yè)級(jí)磷酸，并回收尾氣中的氟，副產(chǎn)氟硅酸鈉，脫磷后的固體殘?jiān)苯右越ㄖ么u形式出窯。

窯法熱法第一部分概論燧11第一部分概論五、磷酸生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)熱法磷酸

熱法磷酸工藝成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作管理、產(chǎn)品純度高，易經(jīng)進(jìn)一步提純凈化生產(chǎn)高純級(jí)產(chǎn)品如電子級(jí)磷酸。

日本供應(yīng)電子和半導(dǎo)體行業(yè)的磷酸全部由高純黃磷加工或從熱法高純磷酸再加工而來(lái)，這也是近年我國(guó)黃磷和熱法酸大量出口的原因。隨著電子工業(yè)向中國(guó)的迅速轉(zhuǎn)移，未來(lái)國(guó)內(nèi)高純電子級(jí)磷酸需求會(huì)迅速增加，將為熱法磷酸生產(chǎn)電子級(jí)高純磷酸提供很好的發(fā)展機(jī)遇。

第一部分概論五、磷酸生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)熱法磷酸

熱法磷12濕法磷酸目前國(guó)內(nèi)濕法磷酸凈化技術(shù)已經(jīng)突破國(guó)外封鎖，企業(yè)可以選擇適當(dāng)?shù)膬艋夹g(shù)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)乃至食品級(jí)磷酸，濕法凈化磷酸工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)食品級(jí)磷酸將會(huì)得到快速發(fā)展。濕法磷酸生產(chǎn)成本與熱法磷酸相比將大幅下降，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)將明顯增強(qiáng)。預(yù)計(jì)濕法酸凈化生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸將迅速發(fā)展起來(lái)，取代熱法磷酸的幅度將不斷增加。

濕法磷酸精制裝置只能提供基本原材料，工業(yè)或食品級(jí)磷酸產(chǎn)品沒(méi)有下游精細(xì)磷化工產(chǎn)品附加價(jià)值高，而成本往往受到原材料價(jià)格、技術(shù)水平、裝置規(guī)模、污染物治理、管理水平等因素影響。此外，濕法磷酸精制涉及到磷礦選礦和粗酸加工，需要配套硫磺制酸、余熱發(fā)電等裝置，生產(chǎn)的凈化磷酸也還需要考慮進(jìn)一步深加工。

第一部分概論濕法磷酸目前國(guó)內(nèi)濕法磷酸凈化技術(shù)已經(jīng)突破國(guó)外封鎖，企業(yè)可以選13窯法磷酸

窯法磷酸利用中低品位磷礦和選礦后的尾礦為原料進(jìn)行生產(chǎn)，今后必將快速發(fā)展。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，窯法磷酸是磷酸生產(chǎn)的發(fā)展方向，但目前尚有許多需要完善之處，因此短時(shí)間內(nèi)還不會(huì)對(duì)熱法酸和濕法酸產(chǎn)生較大影響。

窯法磷酸企業(yè)發(fā)展方向：①向磷酸后加工發(fā)展，生產(chǎn)磷酸鹽，可結(jié)合工藝特點(diǎn)，將所得到的酸分級(jí)處理，將質(zhì)量較好的酸用于生產(chǎn)食品級(jí)、牙膏級(jí)、陶瓷級(jí)等產(chǎn)品，品質(zhì)較差的用于生產(chǎn)基礎(chǔ)大宗產(chǎn)品；②尾氣中的氟化物必須回收利用，在規(guī)模較小時(shí)可將回收的氟硅酸鈉外銷(xiāo)，當(dāng)達(dá)到一定規(guī)模時(shí)則可配套生產(chǎn)氟深加工產(chǎn)品；③加強(qiáng)磷渣利用和提高附加值的研究。窯法磷酸中磷渣不同于黃磷，其在生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)配方調(diào)節(jié)磷渣的組成，如將磷渣制成耐火材料，其附加值大大高于普通磚。

第一部分概論窯法磷酸

窯法磷酸利用中低品位磷礦和選礦后的尾礦14工藝控制途徑生產(chǎn)方法生產(chǎn)異常事項(xiàng)分析工藝流程及主要設(shè)備制備原理熱法磷酸第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸工藝控制途徑生產(chǎn)方法生產(chǎn)異常事項(xiàng)分析工藝流程及主要設(shè)15第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸制備原理（1）燃燒和水合

黃磷燃燒的總反應(yīng)式為：

P4+5O2=======P4O10

事實(shí)上，此反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)物中除P4O10外，還存在著少量磷的低級(jí)氧化物P4O、P4O2、P4O6等。在不同溫度下，P2O5有不同的水合反應(yīng)。2300C時(shí)，P2O5與三個(gè)水分子結(jié)合，生成磷酸。

P4O10+6H2O=====4H3PO4700℃時(shí)，P2O5與一個(gè)水分子結(jié)合，生成偏磷酸。P4O10＋2H2O=4HPO3

450℃時(shí)，P2O5與二個(gè)水分子結(jié)合，生成焦磷酸。P4O10＋4H2O=2H4P2O7第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸制備原理（1）燃燒和水合

16第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸（2）霧化和吸收

在磷酸的實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，最重要的是黃磷的充分霧化及磷酸酐的充分水合。

磷酸酐的水合是一個(gè)放熱反應(yīng)。P2O5吸收的完全與否體現(xiàn)了磷酸裝置設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。吸收完全，不僅可降低黃磷的消耗，而且也可減少環(huán)境污染等。由于用磷酸吸收P2O5比用水吸收速度高很多，所以多采用低溫?zé)岱姿嵫h(huán)逐步吸收P2O5，以得到所需磷酸濃度。第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸（2）霧化和吸收

磷酸酐17第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸生產(chǎn)方法完全燃燒法一段法優(yōu)先燃燒法燃燒水合一步法燃燒水合二步法熱法磷酸二段法第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸生產(chǎn)方法完全燃燒法一段法優(yōu)18第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸一步法：將電爐法制磷時(shí)所得的含磷爐氣直接燃燒，此時(shí)不僅磷氧化為五氧化二磷，一氧化碳也被氧化

二步法：二步法有多種流程，在工業(yè)上普遍采用的有兩種：第一種是將黃磷燃燒，得到五氧化二磷用水冷卻和吸收制得磷酸，此法稱(chēng)為水冷流程。第二種是將燃燒產(chǎn)物五氧化二磷用預(yù)先冷卻的磷酸進(jìn)行冷卻和吸收而制成磷酸，此法稱(chēng)為酸冷流程。

第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸一步法：將電爐法制磷時(shí)所19第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸工藝控制途徑熱法磷酸生產(chǎn)工藝雖各有不同，但基本上都圍繞著下列三方面進(jìn)行設(shè)備與流程的安排。

1、磷燃燒時(shí)所放出的大量熱量如何有效地移走。

2、結(jié)合具體情況，選擇哪些耐高溫耐腐蝕材料。

3、有效而經(jīng)濟(jì)地回收磷酸霧。第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸工藝控制途徑熱法磷酸生20第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸分離器成品磷酸廢氣排放除霧器燃燒水合塔加壓泵送黃磷一步法典型工藝流程及主要設(shè)備第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸分離器成品磷酸廢氣排放除霧21第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸22第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸二步法廢氣排放成品磷酸分離器除霧器水化塔燃燒塔加壓泵送黃磷第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸二步法廢氣排放成品磷酸分離23第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸24第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸成品酸精濾粗濾脫砷貯酸槽貯磷槽打磷泵循環(huán)酸泵熱交換器空壓機(jī)文丘里泵堿洗泵旋液除霧水合塔燃磷鍋爐堿洗槽放空尾氣風(fēng)機(jī)文氏除霧堿洗塔貯酸槽配酸池吸收塔食品磷酸工藝流程圖第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸成品酸精濾粗濾脫25第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸異常生產(chǎn)情況的分析1、磷酸發(fā)黃；

2、磷酸外觀不合格;

3、煙囪有黃煙排出;4、磷酸易氧化物過(guò)高；

(1)磷燃燒量太大，燃燒不完全。其處理方法為控制燃磷量并加大空氣量；(2)噴嘴霧化不好，處理方法是調(diào)整噴嘴角度保持噴嘴疏通；(3)燃燒塔頭負(fù)壓差不夠，形成正壓，處理方法是檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，調(diào)整循環(huán)磷酸量；(4)突然停車(chē)次數(shù)太多，處理方法是要盡量減少突然停車(chē)次數(shù)；(5)循環(huán)磷酸泵已停，要加強(qiáng)巡回檢查。磷酸發(fā)黃第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸異常生產(chǎn)情況的分析1、磷酸26兩種流程的對(duì)比兩種流程的對(duì)比27磷酸外觀不合格（1）黃磷質(zhì)量差；（2）燃磷量太大，處理方法是控制燃磷量并同時(shí)降低循環(huán)酸溫度；（3）酸中未加氧化劑處理，處理方法是加入雙氧水或硝酸。（1）循環(huán)磷酸泵已壞，需要停車(chē)修理；（2）文丘里除霧器噴液量不夠，需要調(diào)節(jié)閥門(mén)加大噴液量。第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸煙囪有黃煙排出易氧化物過(guò)高（1）間歇停車(chē)

，黃磷燃燒不充分；（2）由于壓縮空氣不足，或二次補(bǔ)風(fēng)不足，造成黃磷燃燒不完全，致使酸的易氧化物含量高。磷酸外觀不合格（1）黃磷質(zhì)量差；（2）燃磷量太大，處理方法是28第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸

從廣義的來(lái)說(shuō)，凡是由酸性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸或酸式鹽分解磷礦而生產(chǎn)出的磷酸，都可以稱(chēng)為濕法磷酸。常用的無(wú)機(jī)酸和酸式鹽有硫酸、硝酸、鹽酸、氟硅酸、硫酸氫銨等。定義以硫酸為原料的工藝路線是濕法磷酸生產(chǎn)中最基本的方法。硫酸分解磷礦粉所得產(chǎn)物為磷酸和硫酸鈣，其中硫酸鈣以晶體形式存在于酸解料漿中，它的溶解度很小，只需真空過(guò)濾即可將磷酸從酸解料漿中分離出來(lái)，方法簡(jiǎn)單，便于安排大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸從廣義的來(lái)說(shuō)，凡是由酸性29第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸主要的化學(xué)反應(yīng)Ca5F(PO4)3+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF↑

Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O=5CaSO4.nH2O↓+3H3PO4+HF↑

5Ca(H2PO4)2+5H2SO4+10H2O=5CaSO4.nH2O↓+10H3PO4

1.

CaF2+H2SO4=CaSO4↓+2HF↑2.

6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O3.3SiF4+2H2O=2H2SiF6+SiO24.

CaCO3+H2SO4=CaSO4↓

+CO2↑+H2O5.R2O3)+2H3PO4=2RPO4+3H2O6.H2SiF6△SiF4↑+2HF↑7.R2O+H2SiF6=R2SiF6+H2O主要副反應(yīng)1、濕法磷酸生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸主要的化學(xué)反應(yīng)Ca5F(30第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)硫酸分解磷礦粉的主要化學(xué)反應(yīng)為：

Ca5(PO4)3F+5H2SO4+nH2O====3H3PO4+5CaSO4·nH2O+HF

式中n可以等于0、1/2、2。

上述反應(yīng)實(shí)際上是分兩個(gè)階段完成的。

第一階段是返磷酸將磷礦粉分解生成磷酸一鈣溶液；

第二階段是硫酸與磷酸一鈣反應(yīng)生成磷酸和硫酸鈣（即磷石膏）。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)反31第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸用返磷酸預(yù)先分解磷礦粉的好處是避免了磷礦粉與硫酸直接接觸，減少了磷礦粉粒子表面被新生成的硫酸鈣薄膜包裹的現(xiàn)象，有利于磷礦粉分解率的提高。同時(shí)，返磷酸的加入也可為磷石膏晶體的生長(zhǎng)創(chuàng)造有利條件由于水合物形式不同的硫酸鈣晶體的性狀差別很大，其生長(zhǎng)條件也不一樣，致使生產(chǎn)工藝有著明顯區(qū)別，因此硫酸法生產(chǎn)濕法磷酸工藝按其生成的硫酸鈣水合結(jié)晶形式劃分，可分為二水物流程、半水物流程、無(wú)水物流程等。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸用返磷酸預(yù)先分解磷礦粉的好32第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濕法磷酸的生產(chǎn)是一個(gè)多相反應(yīng)，反應(yīng)后得到的是一個(gè)固、液相混合在一起的料漿。要得到磷酸就必須借助抽吸過(guò)濾，使料漿中的磷酸和磷石膏分離開(kāi)來(lái)。一般來(lái)說(shuō)磷礦粉的分解反應(yīng)比較快，容易完成，因此磷石膏與磷酸的分離就成了關(guān)鍵的問(wèn)題。

磷礦粉的分解過(guò)程硫酸鈣的結(jié)晶過(guò)程

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濕法磷酸的生產(chǎn)是一個(gè)多相反33硫酸分解磷礦粉是一個(gè)多相化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。其反應(yīng)速度與液相氫離子濃度、反應(yīng)溫度、磷礦粉的反應(yīng)活性、磷礦粉顆粒細(xì)度以及物料的攪拌強(qiáng)度等因素密切相關(guān)。磷礦粉的分解過(guò)程硫酸鈣的結(jié)晶過(guò)程

由于硫酸鈣的結(jié)晶過(guò)程在濕法磷酸生產(chǎn)中至關(guān)重要，因此酸解料漿中硫酸鈣晶體生長(zhǎng)的好壞將直接影響到其液固相的分離。若晶體生長(zhǎng)的好，則料漿過(guò)濾及濾餅洗滌的速度快，P2O5的收率高，反之則生產(chǎn)效果差。晶體學(xué)認(rèn)為過(guò)飽和度是結(jié)晶過(guò)程的動(dòng)力，要想得到有利過(guò)濾和洗滌的晶體，必須嚴(yán)格控制硫酸鈣的過(guò)飽和度。

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸硫酸分解磷礦粉是一個(gè)多相化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。其反應(yīng)速度與液相氫離子34第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸過(guò)濾目的是將酸解料漿中的液固相分開(kāi)，得到濕法磷酸。而洗滌則是將過(guò)濾之后殘留在濾餅中的已經(jīng)萃取出的水溶性P2O5盡可能完全地回收。

在濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中維持水平衡是非常重要的，為使一定量的洗水獲取更好的洗滌效果，一般都采用逆流洗滌：用前次洗滌得到的二洗液，做為本次洗滌的一洗水；用前次洗滌得到的三洗液，做為本次洗滌的二洗水；用清水做為三洗水?？刂葡此臏囟纫埠苤匾?，一般都用熱水洗滌。

料漿的過(guò)濾和濾漿餅的洗滌

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸過(guò)濾目的是將酸解料漿中的液35第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸2、濕法磷酸生產(chǎn)的工藝流程

典型的二水物流程及主要設(shè)備

廢氣排空氣液分離成品磷酸磷酸貯槽盤(pán)式過(guò)濾補(bǔ)充水磷石膏廢氣處理廢液處理磷酸硫酸反應(yīng)單槽磷礦粉第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸2、濕法磷酸生產(chǎn)的工藝流程36濕法磷酸生產(chǎn)的其它工藝

半水物流程半水法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠直接制得高濃度的磷酸（40~45%P2O5），而且對(duì)礦石的研磨要求較低，使用較粗的礦粉也可得到滿意的反應(yīng)速率。主要缺點(diǎn)是：結(jié)晶小，過(guò)濾速率較慢；半水—二水法流程先使硫酸鈣形成半水物結(jié)晶，然后再水化重結(jié)晶為二水物，半水—二水法又分為一次過(guò)濾的稀酸流程（也稱(chēng)“H”法流程）和二次過(guò)濾的濃酸流程（也稱(chēng)“C”法流程）。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濕法磷酸生產(chǎn)的其它工藝半水物流程半水法的主要優(yōu)37第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸二水—半水法先使磷礦粉在二水物生產(chǎn)條件下被分解生成二水物結(jié)晶，反應(yīng)完成后過(guò)濾得到35%左右P2O5的磷酸。濾出的二水磷石膏再送入晶體轉(zhuǎn)化器，脫水轉(zhuǎn)化為半水物。采用此法得到的α—型半水石膏，可制作高強(qiáng)度的石膏板。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸二水—半水法先使磷礦粉38第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸3、工藝條件的選擇和操作

酸解過(guò)程工藝條件的選擇

磷礦的酸解過(guò)程必須嚴(yán)格控制，以期達(dá)到最大的P2O5轉(zhuǎn)化率及盡可能濃的磷酸；同時(shí)還要求反應(yīng)生成的硫酸鈣晶體粗大、整齊和易過(guò)濾。為此必須精心選擇工藝條件并在操作中嚴(yán)格控制。1、停留時(shí)間τ（或反應(yīng)槽容積）指反應(yīng)槽內(nèi)平均停留時(shí)間，其目的是使石膏結(jié)晶長(zhǎng)大，并消除過(guò)飽和度，提高過(guò)濾能力。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸3、工藝條件的選擇和操作

39第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸反應(yīng)槽的停留時(shí)間由反應(yīng)槽容積決定，反應(yīng)槽容積滿足：1、為磷礦的全部轉(zhuǎn)化提供足夠的停留時(shí)間。2、為正常的結(jié)晶成長(zhǎng)和生產(chǎn)合格的結(jié)晶粒度提供足夠的停留時(shí)間。3、容許在反應(yīng)工段消除料漿中泡沫和乳化現(xiàn)象。2、礦份細(xì)度（礦粒度）磷礦的分解速度與礦表面積成正比，因此提高礦粉細(xì)度，可以加快反應(yīng)速度，提高礦的分解率；但過(guò)細(xì)的礦粉會(huì)增加動(dòng)力消耗，同時(shí)反應(yīng)槽加礦區(qū)由于反應(yīng)劇烈造成局部過(guò)飽和現(xiàn)象。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸反應(yīng)槽的停留時(shí)40第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸3、攪拌強(qiáng)度4、回漿量攪拌器又被稱(chēng)作葉輪或槳葉，它是攪拌設(shè)備的核心部件。根據(jù)攪拌器在攪拌時(shí)產(chǎn)生的流型，可以分為軸向流和徑向流兩種。

攪拌器的作用：1、使料漿和加入的原料充分混合。2、加快傳熱、傳質(zhì)速度。作用：1、溶解磷礦。2、提供晶種。3、控制溫度。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸3、攪拌強(qiáng)度4、回漿量攪拌41第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸SO3對(duì)反應(yīng)的影響：1、影響石膏的結(jié)晶。2、影響磷酸原料的消耗。3、影響磷的收率。片狀050針狀5、液相SO3濃度液相SO3濃度對(duì)磷礦分解、硫酸鈣晶核生成、晶體的成長(zhǎng)和外形、晶體的轉(zhuǎn)化及HPO2-4有很大影響。操作時(shí)注意事項(xiàng)：SO3應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)，幅度過(guò)大不利于結(jié)晶過(guò)程。結(jié)晶顆粒大小SO3第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸SO3對(duì)反應(yīng)的影響：片狀042第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸6、反應(yīng)溫度操作時(shí)注意：當(dāng)?shù)V品位低、雜質(zhì)含量高時(shí)，溫度控制適當(dāng)提高。二水法磷酸反應(yīng)溫度控制可以采用空氣吹掃冷卻和真空閃蒸冷卻。反應(yīng)溫度對(duì)裝置的影響：1、影響石膏的結(jié)晶。2、過(guò)高的溫度加快裝置設(shè)備的腐蝕。3、過(guò)高的溫度加快過(guò)濾機(jī)濾布破損。P2O5%結(jié)晶顆粒大小結(jié)晶顆粒大小溫度溫度對(duì)結(jié)晶的影響第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸6、反應(yīng)溫度操作時(shí)注意：當(dāng)437、液相P2O5濃度液相 P2O5對(duì)裝置的影響：1、影響石膏的結(jié)晶。2、過(guò)高的溫度加快裝置設(shè)備的腐蝕。3、過(guò)高的溫度加快過(guò)濾機(jī)濾布破損。液相P2O5濃度濃度控制即為稀磷酸濃度的控制。操作時(shí)注意：在實(shí)際操作中，反應(yīng)槽液相P2O5濃度一般在26%～30%，但當(dāng)?shù)V中MgO和R2O3含量增加時(shí)，濾液密度的控制要相應(yīng)的降低。P2O5%結(jié)晶顆粒大小濾液密度對(duì)結(jié)晶的影響第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸7、液相P2O5濃度液相 P2O5對(duì)裝置的影響：液相P2O5448、料漿液固比（含固量）含固量對(duì)裝置的影響：1、影響料漿攪拌。2、影響料漿輸送。3、能夠延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。4、提高生產(chǎn)能力操作時(shí)注意：在實(shí)際操作中，當(dāng)?shù)V中Mg和R2O3含量增加時(shí)，含固量的控制要相應(yīng)的降低。含固量結(jié)晶顆粒大小含固量對(duì)結(jié)晶的影響第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸8、料漿液固比（含固量）含固量對(duì)裝置的影響：操作時(shí)注意：在實(shí)45第二部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸4、過(guò)濾過(guò)程工藝條件的選擇

真空度

過(guò)濾機(jī)的轉(zhuǎn)速和濾餅的厚度料漿和洗液的溫度

1、適當(dāng)提高過(guò)濾真空度。一般在53～60kpa（400～450mmHg）（1）加快過(guò)濾速率，提高產(chǎn)能；（2）降低石膏中游離水。2、選擇適宜的濾餅厚度。調(diào)整過(guò)濾負(fù)荷和過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)洗滌率影響很大。第二部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸4、過(guò)濾過(guò)程工藝條件的選擇46第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸

3、防止邊壁效應(yīng)石膏開(kāi)裂造成洗水短路。4、提高洗水溫度。（70～80℃）5、利用添加劑。6、調(diào)節(jié)洗水分布器位置和選擇合適的濾布。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸3、防止邊壁效應(yīng)石膏開(kāi)裂475、濕法磷酸的濃縮與凈化

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濃縮

采用二水物流程生產(chǎn)的濕法磷酸，其濃度最高不超過(guò)32％P2O5，有的在20～25％P2O5之間，辦水物流程生成的濕法磷酸的濃度為38～44％P2O5。根據(jù)后加工的要求，往往需要將其濃縮到40～45％P2O5。濕法磷酸濃縮工藝的特點(diǎn)是：

（1）腐蝕性強(qiáng)；

（2）濃縮過(guò)程中有固相物料析出；

（3）有含氟水蒸汽逸出，有時(shí)其中還含有酸霧。5、濕法磷酸的濃縮與凈化

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷48第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸兩種濃縮工藝——直接加熱法和間接加熱法

直接加熱法

其特點(diǎn)是作為濃縮熱源的爐氣與磷酸直接接觸，傳熱快；也避免了換熱器壁結(jié)垢的問(wèn)題。但是，逸出的水蒸汽中，磷酸酸物較多，必須配以有效的洗氣系統(tǒng)。

間接加熱法

即作為濃縮熱源的水蒸氣，不與被濃縮的磷酸直接接觸，而是通過(guò)列管式換熱器加熱，這種濃縮方法在濕法磷酸工業(yè)中正被廣泛地采用著。

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸兩種濃縮工藝——直接加熱法49凈化

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸磷酸的澄清：自然沉降澄清。磷酸的提純：化學(xué)沉淀法、焙燒磷礦石、吸附法、溶劑萃取法、溶劑沉淀法、結(jié)晶凈化法、濃縮凈化法、離子交換法。凈化

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸磷酸的50第四部分磷酸生產(chǎn)——窯法磷酸生產(chǎn)工藝原理

窯法磷酸的生產(chǎn)工藝原理主要是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)相結(jié)合。

第一步，磷礦在有SiO2和焦炭存在下進(jìn)行還原反應(yīng)。

第二步，P4蒸氣及CO氣體發(fā)生氧化反應(yīng)。

第三步，P2O5在水合塔中水合生成磷酸?！?〉、快速的還原反應(yīng)。

〈2〉、控制適宜的反應(yīng)溫度。

〈3〉、要避免焦炭的過(guò)早氧化。

〈4〉、要避免過(guò)量的固體熔融。窯法磷酸的技術(shù)關(guān)鍵

第四部分磷酸生產(chǎn)——窯法磷酸生產(chǎn)工藝原理

511、有事業(yè)的峰巒上，有汗水的溪流飛淌；在智慧的珍珠里，有勤奮的心血閃光。2、人們走過(guò)的每一個(gè)足跡，都是自己生命的留言；留給今天翻過(guò)的日歷，留給未來(lái)永久的歷史。3、人生是一座可以采掘開(kāi)拓的金礦，但總是因?yàn)槿藗兊那趭^程度不同，給予人們的回報(bào)也不相同。4、理想之風(fēng)扯滿人生的帆；奮斗之桿舉起理想之旗。5、人應(yīng)該學(xué)會(huì)走自己的路，但更應(yīng)該掌握手中的羅盤(pán)。6、不能因?yàn)槿松牡缆房部?，就使自己的身軀變得彎曲；不能因?yàn)樯畹臍v程漫長(zhǎng)，就使求索的腳步遲緩。7、人生的意義在理想的光輝中閃爍；生命的價(jià)值在創(chuàng)造的生活中閃現(xiàn)。8、只有走完平凡的路程，才能達(dá)到偉大的目標(biāo)。9、奮斗目標(biāo)是人生的精神支柱。10、共同的事業(yè)，共同的斗爭(zhēng)，可以使人們產(chǎn)生忍受一切的力量?！獖W斯特洛夫斯基11、屬于每個(gè)人的道路，都在每個(gè)人的足下；屬于每個(gè)人的歷史，都在每個(gè)人的身后。12、終于有一天，海水和淚都是甜的。13、有志者自有千方百計(jì)，無(wú)志者只有千難萬(wàn)難。14、貧不足羞，可羞是貧而無(wú)志?！獏卫?5、人，只要有一種信念，有所追求，什么艱苦都能忍受，什么環(huán)境也都能適應(yīng)?！×?6、人生的途程是遙遠(yuǎn)的，只要雙腳不息地前行，道路就會(huì)向遠(yuǎn)方延伸。17、理想是人生的堅(jiān)實(shí)支柱，如果失去了生活的理想，精神也就會(huì)隨之而癱瘓。18、目標(biāo)不是都能達(dá)到的，但它可以作為瞄準(zhǔn)點(diǎn)。28、我學(xué)習(xí)了一生，現(xiàn)在我還在學(xué)習(xí)，而將來(lái)，只要我還有精力，我還要學(xué)習(xí)下去?！?jiǎng)e林斯基

29、任何時(shí)候我也不會(huì)滿足，越是讀書(shū)，就越是深刻的感到不滿足，越是感到自己的知識(shí)貧乏?！R克思

30、外國(guó)語(yǔ)是人生斗爭(zhēng)的一種武器。——馬克思

31、學(xué)習(xí)這件事不在乎有沒(méi)有人教你，最重要的是在于你自己有沒(méi)有覺(jué)悟和恒心?！ú紶?/p>

32、筆落驚風(fēng)雨,詩(shī)成泣鬼神?！鸥?/p>

33、別裁偽體親風(fēng)雅,轉(zhuǎn)益多師是汝師?！鸥?8、我學(xué)習(xí)了一生，現(xiàn)在我還在學(xué)習(xí)，而將來(lái)，只要我還有精力，我還要學(xué)習(xí)下去?！?jiǎng)e林斯基

29、任何時(shí)候我也不會(huì)滿足，越是讀書(shū)，就越是深刻的感到不滿足，越是感到自己的知識(shí)貧乏。——馬克思

30、外國(guó)語(yǔ)是人生斗爭(zhēng)的一種武器。——馬克思

31、學(xué)習(xí)這件事不在乎有沒(méi)有人教你，最重要的是在于你自己有沒(méi)有覺(jué)悟和恒心?！ú紶?/p>

32、筆落驚風(fēng)雨,詩(shī)成泣鬼神。——杜甫

33、別裁偽體親風(fēng)雅,轉(zhuǎn)益多師是汝師?！鸥?、有事業(yè)的峰巒上，有汗水的溪流飛淌；在智慧的珍珠里，有勤奮52第一部分概論第四部分一、磷酸的性質(zhì)

次磷酸：H3PO2亞磷酸：H3PO3正磷酸：H3PO4過(guò)磷酸：H3PO5物理性質(zhì)：純凈的磷酸是無(wú)色晶體，熔點(diǎn)42.3攝氏度，高沸點(diǎn)酸，可與水以任意比互溶。第一部分概論第四部分一、磷酸的性質(zhì)次磷酸：53第一部分概論

與堿反應(yīng)：NaOH＋H3PO4＝NaH2PO4＋H2O

2NaOH＋H3PO4＝Na2HPO4＋2H2O

3NaOH＋H3PO4＝Na3PO4＋3H2O與某些鹽反應(yīng)：難揮發(fā)性酸制揮發(fā)性酸NaBr＋H3PO4(濃)＝NaH2PO4＋HBr↑NaI＋H3PO4(濃)＝

NaH2PO4＋HI↑化學(xué)性質(zhì)：磷酸是三元中強(qiáng)酸，分三步電離，不易揮發(fā)，不易分解，不屬于氧化性酸，具有酸的通性。第一部分概論與堿反應(yīng)：與某些鹽反應(yīng)：難揮發(fā)54第一部分概論磷酸根離子具有很強(qiáng)的配合能力，能與許多金屬離子生成可溶性的配合物。如Fe3+與PO43-可以生成無(wú)色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-，利用這一性質(zhì)，分析化學(xué)上常用PO43-掩蔽Fe3+離子。

磷酸受強(qiáng)熱時(shí)脫水，依次生成焦磷酸、三磷酸和多聚的偏磷酸。三磷酸是鏈狀結(jié)構(gòu)，多聚的偏磷酸是環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

第一部分概論磷酸根離子具有很強(qiáng)的配合能力，能與許多金屬55第一部分概論二、磷酸的種類(lèi)及理化指標(biāo)

工業(yè)磷酸食品磷酸電子級(jí)磷酸

工業(yè)級(jí)磷酸理化指標(biāo)第一部分概論二、磷酸的種類(lèi)及理化指標(biāo)工業(yè)磷56第一部分概論食品級(jí)磷酸理化指標(biāo)第一部分概論食品級(jí)磷酸理化指標(biāo)57第一部分概論電子級(jí)磷酸理化指標(biāo)第一部分概論電子級(jí)磷酸理化指標(biāo)58第一部分概論第一部分概論59第一部分概論三、磷酸的主要用途磷酸的主要用途主要用于生產(chǎn)磷肥和各種磷化工產(chǎn)品

硫化物濕法磷酸肥料次磷酸正磷酸凈化磷礦赤磷飼料添加劑氯化物氫氧化物電鍍，醫(yī)藥磷鐵黃磷磷化物工業(yè)磷酸鹽食品添加劑精細(xì)磷化學(xué)品有機(jī)合成原料阻燃劑醫(yī)藥化學(xué)品表面活性劑，染料農(nóng)藥第一部分概論三、磷酸的主要用途磷酸的主主要用于生產(chǎn)磷肥60第一部分概論四、磷酸的生產(chǎn)方法

將礦在石英SiO2的存在下，在電爐中用焦碳還原得到元素磷，然后呈蒸汽態(tài)逸出（升華），再經(jīng)燃燒使之氧化生成P2O5，用水吸收生成磷酸。Ca(PO4)2+C+6SiO2→P4

↑+CO↑

+CaSiO3P4+O2

→P4O10+H2O→[HPO3]3+H2O→

H3PO4

熱法濕法窯法

熱法（一步法，二步法）第一部分概論四、磷酸的生產(chǎn)方法將61第一部分概論磷礦通過(guò)強(qiáng)酸酸解制得磷酸，目前常用的就是硫酸，當(dāng)然還有其他強(qiáng)酸，如硝酸，鹽酸，氟硅酸等。主要是因?yàn)楣に嚥怀墒?，形成產(chǎn)業(yè)化困難，投資成本和生產(chǎn)成本較高。Ca5F(PO4)3+H2SO4+nH2O→CaSO4.nH2O↓+H3PO4+HF↑

熱法濕法窯法濕法第一部分概論磷礦通過(guò)強(qiáng)酸酸解制得磷62

熱法濕法窯法第一部分概論燧道窯法磷酸是采用隧道窯為主反應(yīng)器，以中低品位磷礦和選礦后的尾礦為原料，通過(guò)配料、粉磨、成型，將料坯做成建筑材料的形狀，進(jìn)入窯爐燒結(jié)，含P2O5的窯氣用水合塔吸收，制取工業(yè)級(jí)磷酸，并回收尾氣中的氟，副產(chǎn)氟硅酸鈉，脫磷后的固體殘?jiān)苯右越ㄖ么u形式出窯。

窯法熱法第一部分概論燧63第一部分概論五、磷酸生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)熱法磷酸

熱法磷酸工藝成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作管理、產(chǎn)品純度高，易經(jīng)進(jìn)一步提純凈化生產(chǎn)高純級(jí)產(chǎn)品如電子級(jí)磷酸。

日本供應(yīng)電子和半導(dǎo)體行業(yè)的磷酸全部由高純黃磷加工或從熱法高純磷酸再加工而來(lái)，這也是近年我國(guó)黃磷和熱法酸大量出口的原因。隨著電子工業(yè)向中國(guó)的迅速轉(zhuǎn)移，未來(lái)國(guó)內(nèi)高純電子級(jí)磷酸需求會(huì)迅速增加，將為熱法磷酸生產(chǎn)電子級(jí)高純磷酸提供很好的發(fā)展機(jī)遇。

第一部分概論五、磷酸生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)熱法磷酸

熱法磷64濕法磷酸目前國(guó)內(nèi)濕法磷酸凈化技術(shù)已經(jīng)突破國(guó)外封鎖，企業(yè)可以選擇適當(dāng)?shù)膬艋夹g(shù)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)乃至食品級(jí)磷酸，濕法凈化磷酸工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)食品級(jí)磷酸將會(huì)得到快速發(fā)展。濕法磷酸生產(chǎn)成本與熱法磷酸相比將大幅下降，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)將明顯增強(qiáng)。預(yù)計(jì)濕法酸凈化生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸將迅速發(fā)展起來(lái)，取代熱法磷酸的幅度將不斷增加。

濕法磷酸精制裝置只能提供基本原材料，工業(yè)或食品級(jí)磷酸產(chǎn)品沒(méi)有下游精細(xì)磷化工產(chǎn)品附加價(jià)值高，而成本往往受到原材料價(jià)格、技術(shù)水平、裝置規(guī)模、污染物治理、管理水平等因素影響。此外，濕法磷酸精制涉及到磷礦選礦和粗酸加工，需要配套硫磺制酸、余熱發(fā)電等裝置，生產(chǎn)的凈化磷酸也還需要考慮進(jìn)一步深加工。

第一部分概論濕法磷酸目前國(guó)內(nèi)濕法磷酸凈化技術(shù)已經(jīng)突破國(guó)外封鎖，企業(yè)可以選65窯法磷酸

窯法磷酸利用中低品位磷礦和選礦后的尾礦為原料進(jìn)行生產(chǎn)，今后必將快速發(fā)展。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，窯法磷酸是磷酸生產(chǎn)的發(fā)展方向，但目前尚有許多需要完善之處，因此短時(shí)間內(nèi)還不會(huì)對(duì)熱法酸和濕法酸產(chǎn)生較大影響。

窯法磷酸企業(yè)發(fā)展方向：①向磷酸后加工發(fā)展，生產(chǎn)磷酸鹽，可結(jié)合工藝特點(diǎn)，將所得到的酸分級(jí)處理，將質(zhì)量較好的酸用于生產(chǎn)食品級(jí)、牙膏級(jí)、陶瓷級(jí)等產(chǎn)品，品質(zhì)較差的用于生產(chǎn)基礎(chǔ)大宗產(chǎn)品；②尾氣中的氟化物必須回收利用，在規(guī)模較小時(shí)可將回收的氟硅酸鈉外銷(xiāo)，當(dāng)達(dá)到一定規(guī)模時(shí)則可配套生產(chǎn)氟深加工產(chǎn)品；③加強(qiáng)磷渣利用和提高附加值的研究。窯法磷酸中磷渣不同于黃磷，其在生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)配方調(diào)節(jié)磷渣的組成，如將磷渣制成耐火材料，其附加值大大高于普通磚。

第一部分概論窯法磷酸

窯法磷酸利用中低品位磷礦和選礦后的尾礦66工藝控制途徑生產(chǎn)方法生產(chǎn)異常事項(xiàng)分析工藝流程及主要設(shè)備制備原理熱法磷酸第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸工藝控制途徑生產(chǎn)方法生產(chǎn)異常事項(xiàng)分析工藝流程及主要設(shè)67第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸制備原理（1）燃燒和水合

黃磷燃燒的總反應(yīng)式為：

P4+5O2=======P4O10

事實(shí)上，此反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)物中除P4O10外，還存在著少量磷的低級(jí)氧化物P4O、P4O2、P4O6等。在不同溫度下，P2O5有不同的水合反應(yīng)。2300C時(shí)，P2O5與三個(gè)水分子結(jié)合，生成磷酸。

P4O10+6H2O=====4H3PO4700℃時(shí)，P2O5與一個(gè)水分子結(jié)合，生成偏磷酸。P4O10＋2H2O=4HPO3

450℃時(shí)，P2O5與二個(gè)水分子結(jié)合，生成焦磷酸。P4O10＋4H2O=2H4P2O7第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸制備原理（1）燃燒和水合

68第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸（2）霧化和吸收

在磷酸的實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，最重要的是黃磷的充分霧化及磷酸酐的充分水合。

磷酸酐的水合是一個(gè)放熱反應(yīng)。P2O5吸收的完全與否體現(xiàn)了磷酸裝置設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。吸收完全，不僅可降低黃磷的消耗，而且也可減少環(huán)境污染等。由于用磷酸吸收P2O5比用水吸收速度高很多，所以多采用低溫?zé)岱姿嵫h(huán)逐步吸收P2O5，以得到所需磷酸濃度。第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸（2）霧化和吸收

磷酸酐69第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸生產(chǎn)方法完全燃燒法一段法優(yōu)先燃燒法燃燒水合一步法燃燒水合二步法熱法磷酸二段法第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸生產(chǎn)方法完全燃燒法一段法優(yōu)70第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸一步法：將電爐法制磷時(shí)所得的含磷爐氣直接燃燒，此時(shí)不僅磷氧化為五氧化二磷，一氧化碳也被氧化

二步法：二步法有多種流程，在工業(yè)上普遍采用的有兩種：第一種是將黃磷燃燒，得到五氧化二磷用水冷卻和吸收制得磷酸，此法稱(chēng)為水冷流程。第二種是將燃燒產(chǎn)物五氧化二磷用預(yù)先冷卻的磷酸進(jìn)行冷卻和吸收而制成磷酸，此法稱(chēng)為酸冷流程。

第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸一步法：將電爐法制磷時(shí)所71第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸工藝控制途徑熱法磷酸生產(chǎn)工藝雖各有不同，但基本上都圍繞著下列三方面進(jìn)行設(shè)備與流程的安排。

1、磷燃燒時(shí)所放出的大量熱量如何有效地移走。

2、結(jié)合具體情況，選擇哪些耐高溫耐腐蝕材料。

3、有效而經(jīng)濟(jì)地回收磷酸霧。第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸工藝控制途徑熱法磷酸生72第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸分離器成品磷酸廢氣排放除霧器燃燒水合塔加壓泵送黃磷一步法典型工藝流程及主要設(shè)備第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸分離器成品磷酸廢氣排放除霧73第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸74第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸二步法廢氣排放成品磷酸分離器除霧器水化塔燃燒塔加壓泵送黃磷第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸二步法廢氣排放成品磷酸分離75第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸76第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸成品酸精濾粗濾脫砷貯酸槽貯磷槽打磷泵循環(huán)酸泵熱交換器空壓機(jī)文丘里泵堿洗泵旋液除霧水合塔燃磷鍋爐堿洗槽放空尾氣風(fēng)機(jī)文氏除霧堿洗塔貯酸槽配酸池吸收塔食品磷酸工藝流程圖第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸成品酸精濾粗濾脫77第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸異常生產(chǎn)情況的分析1、磷酸發(fā)黃；

2、磷酸外觀不合格;

3、煙囪有黃煙排出;4、磷酸易氧化物過(guò)高；

(1)磷燃燒量太大，燃燒不完全。其處理方法為控制燃磷量并加大空氣量；(2)噴嘴霧化不好，處理方法是調(diào)整噴嘴角度保持噴嘴疏通；(3)燃燒塔頭負(fù)壓差不夠，形成正壓，處理方法是檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，調(diào)整循環(huán)磷酸量；(4)突然停車(chē)次數(shù)太多，處理方法是要盡量減少突然停車(chē)次數(shù)；(5)循環(huán)磷酸泵已停，要加強(qiáng)巡回檢查。磷酸發(fā)黃第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸異常生產(chǎn)情況的分析1、磷酸78兩種流程的對(duì)比兩種流程的對(duì)比79磷酸外觀不合格（1）黃磷質(zhì)量差；（2）燃磷量太大，處理方法是控制燃磷量并同時(shí)降低循環(huán)酸溫度；（3）酸中未加氧化劑處理，處理方法是加入雙氧水或硝酸。（1）循環(huán)磷酸泵已壞，需要停車(chē)修理；（2）文丘里除霧器噴液量不夠，需要調(diào)節(jié)閥門(mén)加大噴液量。第二部分磷酸生產(chǎn)——熱法磷酸煙囪有黃煙排出易氧化物過(guò)高（1）間歇停車(chē)

，黃磷燃燒不充分；（2）由于壓縮空氣不足，或二次補(bǔ)風(fēng)不足，造成黃磷燃燒不完全，致使酸的易氧化物含量高。磷酸外觀不合格（1）黃磷質(zhì)量差；（2）燃磷量太大，處理方法是80第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸

從廣義的來(lái)說(shuō)，凡是由酸性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸或酸式鹽分解磷礦而生產(chǎn)出的磷酸，都可以稱(chēng)為濕法磷酸。常用的無(wú)機(jī)酸和酸式鹽有硫酸、硝酸、鹽酸、氟硅酸、硫酸氫銨等。定義以硫酸為原料的工藝路線是濕法磷酸生產(chǎn)中最基本的方法。硫酸分解磷礦粉所得產(chǎn)物為磷酸和硫酸鈣，其中硫酸鈣以晶體形式存在于酸解料漿中，它的溶解度很小，只需真空過(guò)濾即可將磷酸從酸解料漿中分離出來(lái)，方法簡(jiǎn)單，便于安排大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸從廣義的來(lái)說(shuō)，凡是由酸性81第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸主要的化學(xué)反應(yīng)Ca5F(PO4)3+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF↑

Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O=5CaSO4.nH2O↓+3H3PO4+HF↑

5Ca(H2PO4)2+5H2SO4+10H2O=5CaSO4.nH2O↓+10H3PO4

1.

CaF2+H2SO4=CaSO4↓+2HF↑2.

6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O3.3SiF4+2H2O=2H2SiF6+SiO24.

CaCO3+H2SO4=CaSO4↓

+CO2↑+H2O5.R2O3)+2H3PO4=2RPO4+3H2O6.H2SiF6△SiF4↑+2HF↑7.R2O+H2SiF6=R2SiF6+H2O主要副反應(yīng)1、濕法磷酸生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸主要的化學(xué)反應(yīng)Ca5F(82第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)硫酸分解磷礦粉的主要化學(xué)反應(yīng)為：

Ca5(PO4)3F+5H2SO4+nH2O====3H3PO4+5CaSO4·nH2O+HF

式中n可以等于0、1/2、2。

上述反應(yīng)實(shí)際上是分兩個(gè)階段完成的。

第一階段是返磷酸將磷礦粉分解生成磷酸一鈣溶液；

第二階段是硫酸與磷酸一鈣反應(yīng)生成磷酸和硫酸鈣（即磷石膏）。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)反83第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸用返磷酸預(yù)先分解磷礦粉的好處是避免了磷礦粉與硫酸直接接觸，減少了磷礦粉粒子表面被新生成的硫酸鈣薄膜包裹的現(xiàn)象，有利于磷礦粉分解率的提高。同時(shí)，返磷酸的加入也可為磷石膏晶體的生長(zhǎng)創(chuàng)造有利條件由于水合物形式不同的硫酸鈣晶體的性狀差別很大，其生長(zhǎng)條件也不一樣，致使生產(chǎn)工藝有著明顯區(qū)別，因此硫酸法生產(chǎn)濕法磷酸工藝按其生成的硫酸鈣水合結(jié)晶形式劃分，可分為二水物流程、半水物流程、無(wú)水物流程等。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸用返磷酸預(yù)先分解磷礦粉的好84第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濕法磷酸的生產(chǎn)是一個(gè)多相反應(yīng)，反應(yīng)后得到的是一個(gè)固、液相混合在一起的料漿。要得到磷酸就必須借助抽吸過(guò)濾，使料漿中的磷酸和磷石膏分離開(kāi)來(lái)。一般來(lái)說(shuō)磷礦粉的分解反應(yīng)比較快，容易完成，因此磷石膏與磷酸的分離就成了關(guān)鍵的問(wèn)題。

磷礦粉的分解過(guò)程硫酸鈣的結(jié)晶過(guò)程

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濕法磷酸的生產(chǎn)是一個(gè)多相反85硫酸分解磷礦粉是一個(gè)多相化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。其反應(yīng)速度與液相氫離子濃度、反應(yīng)溫度、磷礦粉的反應(yīng)活性、磷礦粉顆粒細(xì)度以及物料的攪拌強(qiáng)度等因素密切相關(guān)。磷礦粉的分解過(guò)程硫酸鈣的結(jié)晶過(guò)程

由于硫酸鈣的結(jié)晶過(guò)程在濕法磷酸生產(chǎn)中至關(guān)重要，因此酸解料漿中硫酸鈣晶體生長(zhǎng)的好壞將直接影響到其液固相的分離。若晶體生長(zhǎng)的好，則料漿過(guò)濾及濾餅洗滌的速度快，P2O5的收率高，反之則生產(chǎn)效果差。晶體學(xué)認(rèn)為過(guò)飽和度是結(jié)晶過(guò)程的動(dòng)力，要想得到有利過(guò)濾和洗滌的晶體，必須嚴(yán)格控制硫酸鈣的過(guò)飽和度。

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸硫酸分解磷礦粉是一個(gè)多相化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。其反應(yīng)速度與液相氫離子86第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸過(guò)濾目的是將酸解料漿中的液固相分開(kāi)，得到濕法磷酸。而洗滌則是將過(guò)濾之后殘留在濾餅中的已經(jīng)萃取出的水溶性P2O5盡可能完全地回收。

在濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中維持水平衡是非常重要的，為使一定量的洗水獲取更好的洗滌效果，一般都采用逆流洗滌：用前次洗滌得到的二洗液，做為本次洗滌的一洗水；用前次洗滌得到的三洗液，做為本次洗滌的二洗水；用清水做為三洗水?？刂葡此臏囟纫埠苤匾?，一般都用熱水洗滌。

料漿的過(guò)濾和濾漿餅的洗滌

第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸過(guò)濾目的是將酸解料漿中的液87第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸2、濕法磷酸生產(chǎn)的工藝流程

典型的二水物流程及主要設(shè)備

廢氣排空氣液分離成品磷酸磷酸貯槽盤(pán)式過(guò)濾補(bǔ)充水磷石膏廢氣處理廢液處理磷酸硫酸反應(yīng)單槽磷礦粉第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸2、濕法磷酸生產(chǎn)的工藝流程88濕法磷酸生產(chǎn)的其它工藝

半水物流程半水法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠直接制得高濃度的磷酸（40~45%P2O5），而且對(duì)礦石的研磨要求較低，使用較粗的礦粉也可得到滿意的反應(yīng)速率。主要缺點(diǎn)是：結(jié)晶小，過(guò)濾速率較慢；半水—二水法流程先使硫酸鈣形成半水物結(jié)晶，然后再水化重結(jié)晶為二水物，半水—二水法又分為一次過(guò)濾的稀酸流程（也稱(chēng)“H”法流程）和二次過(guò)濾的濃酸流程（也稱(chēng)“C”法流程）。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸濕法磷酸生產(chǎn)的其它工藝半水物流程半水法的主要優(yōu)89第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸二水—半水法先使磷礦粉在二水物生產(chǎn)條件下被分解生成二水物結(jié)晶，反應(yīng)完成后過(guò)濾得到35%左右P2O5的磷酸。濾出的二水磷石膏再送入晶體轉(zhuǎn)化器，脫水轉(zhuǎn)化為半水物。采用此法得到的α—型半水石膏，可制作高強(qiáng)度的石膏板。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸二水—半水法先使磷礦粉90第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸3、工藝條件的選擇和操作

酸解過(guò)程工藝條件的選擇

磷礦的酸解過(guò)程必須嚴(yán)格控制，以期達(dá)到最大的P2O5轉(zhuǎn)化率及盡可能濃的磷酸；同時(shí)還要求反應(yīng)生成的硫酸鈣晶體粗大、整齊和易過(guò)濾。為此必須精心選擇工藝條件并在操作中嚴(yán)格控制。1、停留時(shí)間τ（或反應(yīng)槽容積）指反應(yīng)槽內(nèi)平均停留時(shí)間，其目的是使石膏結(jié)晶長(zhǎng)大，并消除過(guò)飽和度，提高過(guò)濾能力。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸3、工藝條件的選擇和操作

91第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸反應(yīng)槽的停留時(shí)間由反應(yīng)槽容積決定，反應(yīng)槽容積滿足：1、為磷礦的全部轉(zhuǎn)化提供足夠的停留時(shí)間。2、為正常的結(jié)晶成長(zhǎng)和生產(chǎn)合格的結(jié)晶粒度提供足夠的停留時(shí)間。3、容許在反應(yīng)工段消除料漿中泡沫和乳化現(xiàn)象。2、礦份細(xì)度（礦粒度）磷礦的分解速度與礦表面積成正比，因此提高礦粉細(xì)度，可以加快反應(yīng)速度，提高礦的分解率；但過(guò)細(xì)的礦粉會(huì)增加動(dòng)力消耗，同時(shí)反應(yīng)槽加礦區(qū)由于反應(yīng)劇烈造成局部過(guò)飽和現(xiàn)象。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸反應(yīng)槽的停留時(shí)92第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸3、攪拌強(qiáng)度4、回漿量攪拌器又被稱(chēng)作葉輪或槳葉，它是攪拌設(shè)備的核心部件。根據(jù)攪拌器在攪拌時(shí)產(chǎn)生的流型，可以分為軸向流和徑向流兩種。

攪拌器的作用：1、使料漿和加入的原料充分混合。2、加快傳熱、傳質(zhì)速度。作用：1、溶解磷礦。2、提供晶種。3、控制溫度。第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸3、攪拌強(qiáng)度4、回漿量攪拌93第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸SO3對(duì)反應(yīng)的影響：1、影響石膏的結(jié)晶。2、影響磷酸原料的消耗。3、影響磷的收率。片狀050針狀5、液相SO3濃度液相SO3濃度對(duì)磷礦分解、硫酸鈣晶核生成、晶體的成長(zhǎng)和外形、晶體的轉(zhuǎn)化及HPO2-4有很大影響。操作時(shí)注意事項(xiàng)：SO3應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)，幅度過(guò)大不利于結(jié)晶過(guò)程。結(jié)晶顆粒大小SO3第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸SO3對(duì)反應(yīng)的影響：片狀094第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸6、反應(yīng)溫度操作時(shí)注意：當(dāng)?shù)V品位低、雜質(zhì)含量高時(shí)，溫度控制適當(dāng)提高。二水法磷酸反應(yīng)溫度控制可以采用空氣吹掃冷卻和真空閃蒸冷卻。反應(yīng)溫度對(duì)裝置的影響：1、影響石膏的結(jié)晶。2、過(guò)高的溫度加快裝置設(shè)備的腐蝕。3、過(guò)高的溫度加快過(guò)濾機(jī)濾布破損。P2O5%結(jié)晶顆粒大小結(jié)晶顆粒大小溫度溫度對(duì)結(jié)晶的影響第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸6、反應(yīng)溫度操作時(shí)注意：當(dāng)957、液相P2O5濃度液相 P2O5對(duì)裝置的影響：1、影響石膏的結(jié)晶。2、過(guò)高的溫度加快裝置設(shè)備的腐蝕。3、過(guò)高的溫度加快過(guò)濾機(jī)濾布破損。液相P2O5濃度濃度控制即為稀磷酸濃度的控制。操作時(shí)注意：在實(shí)際操作中，反應(yīng)槽液相P2O5濃度一般在26%～30%，但當(dāng)?shù)V中MgO和R2O3含量增加時(shí)，濾液密度的控制要相應(yīng)的降低。P2O5%結(jié)晶顆粒大小濾液密度對(duì)結(jié)晶的影響第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸7、液相P2O5濃度液相 P2O5對(duì)裝置的影響：液相P2O5968、料漿液固比（含固量）含固量對(duì)裝置的影響：1、影響料漿攪拌。2、影響料漿輸送。3、能夠延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。4、提高生產(chǎn)能力操作時(shí)注意：在實(shí)際操作中，當(dāng)?shù)V中Mg和R2O3含量增加時(shí)，含固量的控制要相應(yīng)的降低。含固量結(jié)晶顆粒大小含固量對(duì)結(jié)晶的影響第三部分磷酸生產(chǎn)——濕法磷酸8、料漿液固比（含固量）含固量對(duì)裝置的影響：操作時(shí)注意：在實(shí)97第二部分磷酸生產(chǎn)