濕法磷酸原理

磨礦工段1、 崗位任務(wù)將外部運(yùn)來(lái)的粒度三25啞、P2O5含量大于31%的磷礦石儲(chǔ)存、運(yùn)輸、研磨成80%過(guò)100目、含固量為65—68%的合格礦漿送到萃取系統(tǒng)。2、 管理規(guī)范負(fù)責(zé)從裝載機(jī)倒運(yùn)磷礦入斗到礦漿泵之間的所用設(shè)備、儀表、管線及建筑物，以及崗位所屬設(shè)備和環(huán)境衛(wèi)生。3、 工藝流程3.1、工藝流程簡(jiǎn)圖裝載機(jī)一磷礦儲(chǔ)斗一皮帶輸送機(jī)一皮帶運(yùn)輸機(jī)一魔頭倉(cāng)一電子皮帶稱一球磨機(jī)一滾筒篩一地下礦漿泵一礦漿槽一礦漿泵一萃取系統(tǒng)。3.2、工藝描述運(yùn)全廠內(nèi)的粒度三25啞、含水量＜10%的磷礦石儲(chǔ)存于堆場(chǎng)，由裝載機(jī)加入磷礦磷礦儲(chǔ)斗，經(jīng)過(guò)皮帶機(jī)送入磨頭倉(cāng)內(nèi)，磷礦通過(guò)電子皮帶秤稱重計(jì)量后加入球磨機(jī)，進(jìn)行研磨。所需水量，由電磁流量計(jì)與調(diào)節(jié)閥組成的用水計(jì)量系統(tǒng)根據(jù)磷礦含水量和加入礦量的多少，按一定比例把水加入磨機(jī)內(nèi)。其中極大部分水從磨機(jī)頭加入，小部分水根據(jù)密度測(cè)定結(jié)果，從滾筒篩中加入適量的水，以控制礦漿含水量在32—35%，磨好的礦漿經(jīng)過(guò)滾筒篩篩出大顆粒礦石，由于推車外運(yùn)，篩下合格礦漿流入地坑內(nèi)，用地下礦漿泵送至磷礦漿儲(chǔ)槽內(nèi)，在由礦漿給料泵送全萃取槽，系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的污水儲(chǔ)存在污水地坑內(nèi)，由污水泵打全磨機(jī)頭部，循環(huán)使用。3.2、工藝指標(biāo)礦漿含固量 65-68%礦漿含粒度 80%過(guò)100目礦漿儲(chǔ)槽液位60-80%（不超過(guò)90%）

礦漿儲(chǔ)槽液位60-80%（不超過(guò)90%）濃密工段濃密工段1、 崗位任務(wù)將來(lái)自磨礦系統(tǒng)的低濃度礦漿，經(jīng)過(guò)重力沉降濃密至含固量為60-68%的合格礦漿送到萃取系統(tǒng)。2、 管理規(guī)范負(fù)責(zé)從礦漿管近濃密系統(tǒng)礦漿出口到送入萃取裝置之間的所有設(shè)備、儀表、管線及建筑物，以及崗位所屬設(shè)備和環(huán)境衛(wèi)生。3、 工藝流程3.1、工藝流程簡(jiǎn)圖原料礦漿儲(chǔ)槽一濃密機(jī)喂料泵一濃密機(jī)出料泵一陳品礦漿儲(chǔ)槽一萃取喂料泵一萃取系統(tǒng)。3.2、工藝描述將來(lái)自磨礦系統(tǒng)的低濃度礦漿，經(jīng)過(guò)加藥、稀釋、重力沉降濃密至含固量為65—68%的合格礦漿送到萃取系統(tǒng)。3.3、工藝指標(biāo)(1)礦漿含固量 65-68%反應(yīng)工段反應(yīng)工段1、崗位任務(wù)1.1、 用硫酸分解磷礦生成磷酸料漿，控制工藝指標(biāo)，獲得均勻、粗大、易于過(guò)濾洗滌的二水硫酸鈣結(jié)品。1.2、 用強(qiáng)制循環(huán)低位真空蒸發(fā)冷卻料漿，移走反應(yīng)余熱，并將含氟尾氣送到洗滌系統(tǒng)，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。1.3、 在真空抽吸過(guò)濾條件下，采用三次逆流洗滌工藝，將從消化槽泵送來(lái)的料漿進(jìn)行液固分離和洗滌，控制工藝指標(biāo)，盡可能提高過(guò)濾強(qiáng)度和洗滌率，達(dá)到最高的磷回收率，保證產(chǎn)品酸質(zhì)量，并將成品稀酸送稀酸陳化槽。1.4、 過(guò)濾洗滌后的磷石膏用皮帶運(yùn)輸送至磷石膏堆場(chǎng)。2、 崗位范圍負(fù)責(zé)礦漿和硫酸進(jìn)料到稀酸輸送泵以前的所有設(shè)備及管線，以及地下槽、攪拌器和閃冷大氣冷凝器、真空泵分離器、真空泵等設(shè)備和管線及建構(gòu)筑物的維護(hù)管理，并負(fù)責(zé)崗位所屬設(shè)備和環(huán)境的衛(wèi)生。3、 生產(chǎn)原理控制二水物濕法磷酸工藝條件，用硫酸分解磷礦是利用磷酸和硫酸的化學(xué)能，將磷礦中難溶的磷轉(zhuǎn)化成水溶磷，充分控制好二者的加入條件，即可生成磷酸和硫酸鈣結(jié)品的混合料漿。控制合適的反應(yīng)條件，可獲得粗大、均勻、易于過(guò)濾和洗滌的二水硫酸鈣結(jié)品。其總反應(yīng)表示如下：Ca5F(PO4)3+5H2SO4+1OH2O=3H3PO4+5CaSO4-2H2O+HFt+Q在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)是分兩步進(jìn)行的。⑴磷礦顆粒首先被淡磷酸分解，生成磷酸一鈣：Ca5F(PO4)3+1OH3PO4=3H3PO4+5Ca(H2PO4)2+HFt⑵磷酸一鈣繼續(xù)與硫酸反應(yīng)生成磷酸：5Ca(H2PO4)2+5H2SO4+1OH2O=1OH3PO4+5CaSO4?2H2O|反應(yīng)得到的磷酸和二水硫酸鈣結(jié)品的混合料漿，采用真空過(guò)濾的方法進(jìn)行液固分離，分別得到稀磷酸和磷石膏。并對(duì)磷石膏進(jìn)行二次逆流洗滌，充分回收磷酸。硫酸分解磷礦時(shí)生成的氟氫酸與二氧化硅生成氟硅酸：6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O在料漿中，氟硅酸將部分地分解成四氟化硅氣體逸出:H2SiF6=SiF4t+2HFt有二氧化硅存在，氟硅酸的分解將加劇:2H2SiF6+SiO2=3SiF4t+2H2O四氟化硅氣體從反應(yīng)槽逸出，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SiO2?nH2O3SiF4+(n+2)H2O=2H2SiF6+SiO2?nH2O過(guò)濾分離工段1、 崗位任務(wù)1.1、 在真空抽吸過(guò)濾條件下，采用三次逆流洗滌工藝，將消化槽泵送來(lái)的料漿進(jìn)行液固分離和洗滌，控制工藝指標(biāo)，盡可能提高過(guò)濾強(qiáng)度和洗滌率，達(dá)到最高的磷回收率，保證產(chǎn)品酸質(zhì)量，并將成品稀酸送稀酸陳化槽。1.2、 過(guò)濾洗滌后的磷石膏用皮帶運(yùn)輸送至磷石膏堆場(chǎng)。2、 崗位范圍負(fù)責(zé)消化槽泵到成品稀酸泵以前的所有設(shè)備及管線，重點(diǎn)做好過(guò)濾機(jī)及過(guò)濾真空洗滌器、真空泵分離器、真空泵等設(shè)備和管線、建構(gòu)筑物的維護(hù)管理，并負(fù)責(zé)崗位所屬設(shè)備和環(huán)境的衛(wèi)生。3、 生產(chǎn)原理消化槽泵送來(lái)的料漿，由盤式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾分離，在真空抽吸作用下，料漿在過(guò)濾區(qū)分離出磷酸濾液，經(jīng)過(guò)氣液分離器下到成品稀酸泵，由泵送到稀磷酸儲(chǔ)槽。濾盤上的固相石膏，經(jīng)過(guò)三次逆流洗滌后卸至排渣斗落入皮帶機(jī)上，由皮帶機(jī)送至磷石膏堆場(chǎng)。

，陳化工段，陳化工段1、 崗位任務(wù)1.1、 陳化、澄清過(guò)濾系統(tǒng)來(lái)的稀磷酸，向濃縮系統(tǒng)輸送符合工藝指標(biāo)要求的稀磷酸。1.2、 陳化、澄清濃縮系統(tǒng)來(lái)的濃磷酸，確保符合工藝、質(zhì)量、技術(shù)指標(biāo)要求的冏品磷酸。2、 崗位范圍負(fù)責(zé)稀酸陳化進(jìn)料到商品磷酸泵以前的所有設(shè)備管線，及建構(gòu)筑物的維護(hù)管理，并負(fù)責(zé)崗位所屬設(shè)備和環(huán)境的衛(wèi)生。3、 生產(chǎn)原理3.1、 稀磷酸陳化、澄清將含有部分懸浮固體物質(zhì)的過(guò)濾稀磷酸，先經(jīng)陳化槽陳化，使固體磷石膏顆粒長(zhǎng)大，從而加大稀磷酸固相物的沉降速度，然后進(jìn)入澄清槽進(jìn)行自然沉降分離，上層清酸送至濃縮系統(tǒng)，下層送到下游裝置。3.2、 濃磷酸陳化、澄清磷酸中溶解的各種雜質(zhì)在濃縮至較高的磷酸濃度后，將形成極度過(guò)飽和狀態(tài)，因濃磷酸中的雜質(zhì)當(dāng)存在一定的溫度降時(shí)，則大部份固相物在帶轉(zhuǎn)耙的澄清槽中析出，析出的渣用轉(zhuǎn)耙清淤，當(dāng)磷酸中的含固量＜1%時(shí)，清酸為合格的商品磷酸，成為下游裝置的生產(chǎn)原料

濃縮工段濃縮工段1、 崗位任務(wù)將澄清后的稀磷酸，用低壓蒸汽間接加熱，軸流泵強(qiáng)制循環(huán)，真空條件下蒸發(fā)除去部分水分，形成45%?51%P2O5的酸供下游裝置使用，并保證逸出的氟被完全吸收后制成規(guī)定濃度的氟硅酸。2、 管理范圍負(fù)責(zé)從陳化裝置濃縮給料泵出口到進(jìn)入濃酸陳化槽之間的所有設(shè)備、儀表、管線及建筑物，以及崗位所屬設(shè)備和環(huán)境衛(wèi)生。3、 工藝原理利用強(qiáng)制循環(huán)真空蒸發(fā)原理，降低磷酸沸點(diǎn)，使稀磷酸與蒸汽進(jìn)行逆流間接換熱，把磷酸中的水分蒸發(fā)從而提高磷酸濃度，并把含氟氣體用水循環(huán)吸收。循環(huán)水工段1、崗位任務(wù)通過(guò)一個(gè)強(qiáng)制循環(huán)冷卻塔完成主裝置來(lái)的熱酸性循環(huán)水的冷卻，并給主裝置提供低于26°C的循環(huán)冷卻水，保證工序足夠的水量和水壓。2、崗位范圍冷卻塔到裝置有關(guān)完成水的循環(huán)和冷卻的設(shè)備、儀表和建構(gòu)筑物，以及崗位范圍內(nèi)的設(shè)備和環(huán)境衛(wèi)生。3、生產(chǎn)原理將系統(tǒng)返回的循環(huán)熱水通過(guò)冷卻塔和空氣進(jìn)行逆流熱交換、降低水溫。制備綜述礦石分解反應(yīng)式表示如下：Ca5F(PO4)3+10HNO3==3H3PO4+5Ca(NO3)2+HFCa5F(PO4)3+10HC1==3H3PO4+5CaCl2+HFCa5F(PO4)3+5H2SO4+nH2O==3H3PO4+5CaSO4-nH2O+HF這些反應(yīng)的共同特點(diǎn)是都能夠制得磷酸。但是，磷礦中的鈣生成什么形式的鈣鹽不盡相同，各有其特點(diǎn)。反應(yīng)終止后，如何將鈣鹽分離出去，并能經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出磷酸則是問(wèn)題的關(guān)鍵。硝酸法最早由奧達(dá)公司開(kāi)發(fā)，稱為奧達(dá)法。它是用硝酸分解磷礦生成磷酸和水溶性硝酸鈣，然后采用冷凍、溶劑萃取、離子交換等方法分離出硝酸鈣。受硝酸價(jià)格、能耗高、流程長(zhǎng)等條件的影響，目前工業(yè)應(yīng)用極少。鹽酸法上世紀(jì)60年代初，以色列礦業(yè)工程公司(I.M.I)開(kāi)發(fā)了著名的IMI法，首次實(shí)現(xiàn)了鹽酸法生產(chǎn)磷酸的工業(yè)化［5］。它是將磷礦與鹽酸反應(yīng)，生成磷酸和氯化鈣水溶液，然后用有機(jī)溶劑(如脂肪醇、丙酮、三烷基磷酸脂、胺或酰胺等)萃取分離出磷酸。但該法存在工藝復(fù)雜、副產(chǎn)物氯化鈣難以經(jīng)濟(jì)回收等問(wèn)題。硫酸法通常所稱的“濕法磷酸”實(shí)際上是指硫酸法濕法磷酸，即用硫酸分解磷礦生產(chǎn)得到的磷酸。硫酸法的特點(diǎn)是礦石分解后的產(chǎn)物磷酸為液相，副產(chǎn)物硫酸鈣是溶解度很小的固相。兩者的分離是簡(jiǎn)單的液固分離，具有其他工藝方法無(wú)可比擬的優(yōu)越性。因此，硫酸法生產(chǎn)磷酸工藝在濕法磷酸生產(chǎn)中處于主導(dǎo)地位。反應(yīng)式(6)中n的值取決于硫酸鈣結(jié)品的形式，可以是0，1/2,2。在不同的反應(yīng)溫度和磷酸濃度下，可以生成無(wú)水硫酸鈣(CaSO4)，半水硫酸鈣(CaSO4-0.5H2O)和二水硫酸鈣(CaSO4?2H2O)。相應(yīng)地，濕法磷酸的生產(chǎn)工藝可分為無(wú)水物法、半水法、二水法及半水-二水法等。其中，二水法由于技術(shù)成熟、操作穩(wěn)定可靠、對(duì)礦石的適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在濕法磷酸工藝中居于主導(dǎo)地位。目前，我國(guó)80%以上的磷酸都采用濕法磷酸二水法流程生產(chǎn)。二水法流程具有工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、對(duì)礦石種類適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，特別適用于中低品位礦石，在濕法磷酸生產(chǎn)中居于統(tǒng)治地位。但是，二水法流程至今仍存在著一些難以克服的缺陷。由于加工工藝粗放，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)。更嚴(yán)重的是，產(chǎn)生大量的磷石膏廢料，造成嚴(yán)重的污染和浪費(fèi)。因此，相關(guān)專家通過(guò)研究，對(duì)現(xiàn)行的工藝過(guò)程進(jìn)行了改進(jìn)，分兩步進(jìn)行反應(yīng)。第一步：采用磷酸浸取磷礦石，從控制化學(xué)反應(yīng)的條件出發(fā)，減少化學(xué)反應(yīng)本身對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的污染。磷酸與磷礦的主要反應(yīng)方程式如下：Ca5F(PO4)3+7H3PO4+5H2O-5Ca(