湿法磷酸培训

1、湿法磷酸培训内容v磷酸的性质v磷酸的用途v磷酸的生产方法v湿法磷酸的发展史v835项目情况简介v湿法磷酸生产流程分类v湿法磷酸生产的理论基础v主要生产原料v湿法磷酸生产的化学反应v酸解过程工艺条件的选择v湿法磷酸主要工艺技术指标的计算v二水物法湿法磷酸生产工艺流程v湿法磷酸浓缩v湿法磷酸的净化 磷酸为中强三元酸，具有酸的一切通性，磷酸为中强三元酸，具有酸的一切通性，在室温下磷酸的化学性质是很活泼的。高在室温下磷酸的化学性质是很活泼的。高温下磷酸可能与大部分金属及其氧化物发温下磷酸可能与大部分金属及其氧化物发生化学反应。当加热至呈浆状时，磷酸能生化学反应。当加热至呈浆状时，磷酸能侵蚀石英。磷酸的

2、氧化能力很弱，即使在侵蚀石英。磷酸的氧化能力很弱，即使在350400下，与氢、碳等强还原剂作用下，与氢、碳等强还原剂作用也不发生明显的化学反应。纯磷酸在常温也不发生明显的化学反应。纯磷酸在常温下为透明单斜结晶，在空气中易潮解，密下为透明单斜结晶，在空气中易潮解，密度度1.88g/cm3，熔点，熔点42.4，含，含P2O572.4%。磷酸的用途湿法磷酸的发展史湿法磷酸批量生产用于肥料及其他工业，迄今已有一百多年历史。18701872年间在德国首次开始生产，为间歇生产。40年代，特别是二战以后，世界湿法磷酸的生产技术取得了明显进展，（1）新的生产流程不断涌现，逐步取代了30年代的道尔流程。（2）生

3、产设备不断更新、强化。（3）60年代，单系列生产能力不断扩大，出现日产1000吨P2O5的生产装置。（4）出现大量再结晶流程。我国湿法磷酸工业始于1953年，迄今只有四十余年的历史。经过多年研究，1963年完成二水法中间试验并在南京建成50t/d磷酸示范性工厂，然后在全国推广。“七五”和“八五”期间，为大力发展我国磷肥工业，先后利用引进技术及我国自行开发的技术兴建了一大批磷酸工厂。 大型装置的建设情况工艺技术设计能力t/dP2O5建厂数建设单位国内技术10003云南三环国内技术10001瓮福磷肥厂国内技术10002富瑞国内技术10001开阳磷肥厂国外技术10001瓮福磷肥厂湿法磷酸生产的理论基

4、础v主要生产原料v硫酸v 硫酸，H2SO4，相对分子质量98.078，外观为无色透明的油状液体密度（20）为1.8305g/cm3。由硫酸装置供给，通常浓度为98%。v磷矿浆v 由450浮选厂供给。v磷矿石，其化学式为Ca5F（PO4）3。在工业上把具有工业开采价值的磷酸盐矿床通称为磷矿。磷灰石晶体磷灰石晶体磷矿中有害杂质含量 w磷矿中含有多种杂质，如铁、铝、镁、锰、钒、锶、钠、钾等金属离子，有的还含少量放射性元素铀、钍及少量稀土金属铈、镧、镱的化合物，在酸根离子中则有碳酸盐、硅酸盐（或SiO2），氟根（有时氟全部或部分为氯或碳酸根所代替）和硫酸盐及有机物等。w 磷矿中杂质种类虽然很多，但影响

5、较大的通常是铁、铝、镁三种，其次是碳酸盐、有机物、分散性泥质和氯等。磷矿中的CaO含量（以CaO/ P2O5比值反映）。消耗硫酸的决定因素；CaO含量越高，硫酸消耗量越大，石膏值增大，过滤负荷相应增大。因此，要求CaO/ P2O5比值接近纯氟磷灰石Ca5F（PO4）3中的CaO/ P2O5的理论比值，其质量比为1.31，摩尔比为3.33。磷矿中的倍半氧化物R O 含量 l倍半氧化物是指磷矿中铁、铝氧化物的含量，常以R O （R代表Fe与Al）表示。湿法磷酸生产中，铁和铝不仅干扰硫酸钙结晶的成长，还使磷酸形成淤渣，尤其是在浓缩磷酸中更为严重。其沉淀或随石膏排出都将使P O 遭到较大损失。生成铁和

6、铝的复杂磷酸盐结晶细小，不但增加溶液和料浆的粘度而且容易堵塞滤布和滤饼孔隙，还会给后加工工序带来困难。影响磷酸产品质量。硅及酸不溶物的含量 磷矿中总是含有不等量的SiO2，多以酸不溶物形态存在。活性较大的SiO2很容易使氢氟酸生成氟硅酸（H2SiF6），减小对金属材料的腐蚀性。但是过量的SiO2是有害的，一方面湿法磷酸中呈胶状的硅酸会影响磷石膏的过滤；另一方面增加磷矿硬度，降低磨机生产能力，增加设备的磨损。酸不溶物与磷石膏沉淀，易堵塞滤布，使过滤机能力下降。有机物与碳酸盐的含量有机物与碳酸盐的含量l碳酸盐与有机物使反应过程产生气泡，泡沫使反应槽有效容积降低。有机物因炭化而生成极细小的炭粒，极易

7、堵塞滤布，减少滤饼孔隙率，使过滤强度降低，还会影响产品酸的色泽。其它组分 o氟是磷矿组成中的主要成分，通常与P2O5含量按一定的比例而存在，故氟含量一般不作为评价指标。主要是对设备有腐蚀作用。氯含量稍高时对设备有较强腐蚀。Na2O、K2O在生产会与氟硅酸生成氟硅酸盐结垢，造成管道堵塞；磷矿中锰、钒、锌等元素的含量一般均很少，对产品质量没有多大影响。至于铀、铈等稀有元素长期接触会损害人们的健康，由于它们在国防工业上有特的用途，当其含量达到120mg/kg时，可以在加工过程中加以回收。湿法磷酸生产的化学反应v主反应：CaF(PO4)3+5H2SO4+10H2O=3H3PO4+HF+5CaSO42

8、H2Ov副反应：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酸解过程工艺条件的选择 1、液相SO3含量 2、反应温度 3、液相P2O5含量 4、料浆液固比 5、回浆 6、搅拌强度 7、反应时间 8、矿粉细度酸解过程工艺条件的选择v上述8个工艺条件是互相联系，相辅相

9、成的，不可孤立地、片面地去看某一条件，搞好各项指标的协调极为重要。回浆倍数、搅拌强度和设备容积又是由设计给定的。v因此，在生产工艺上能调整的仅有SO3含量、P2O5含量、反应温度、料浆液固比、反应时间、矿粉细度等6个指标，而投矿量和矿粉细度在正常生产中它是稳定变的，故生产中主要控制的是SO3含量、P2O5含量、反应温度、料浆液固比这4个主要工艺指标。石膏值的计算单位质量磷矿酸解后获得的磷石膏质量称为石膏值。100份磷矿粉的磷石膏值为：P磷石膏=（100CaO%172.1）/56+100Ai%式中：P磷石膏100份磷矿所得的磷石膏值 172.1CaSO4.2H2O的摩尔质量 Ai%酸不溶物的确含

10、量 56氧化钙摩尔质量三大技术指标的计算1、转化率K转化=100一P2O5（石膏中非水溶性）P磷石膏/P2O5（磷矿粉中）%2、洗涤率k洗涤=100- P2O5（石膏中水溶性）P磷石膏/P2O5（磷矿粉中）%3、回收率（磷得率）K回收= K转化k洗涤（1-K机损） 概述 二水物流程是湿法磷酸生产中应用最早、最为广泛的流程，根据80年代初期的统计，采用二水物流程的工厂占80%，产量所占比例更大。 二水物流程出现了有各自不同特点的很多流程，工业上应用较多的有两三种流程，如普莱昂流程、罗纳普朗克流程、吉科布斯-道尔科流程等，其中普莱昂流程被采用的数目最多，规模最大。 我公司磷酸生产采用的是普莱昂流程

11、。至反应矿浆槽矿浆来自450浓密机矿浆槽至过滤浓密工序反应料浆M浓硫酸稀磷酸自稀酸贮槽淤浆磷矿浆MMMMMMM工艺气体去尾洗反应工序【反应工序【萃取萃取】去过滤机反应料浆去过滤机MMM反应工序【反应工序【消化消化】除沫器反应工序【反应工序【气体冷凝气体冷凝】预洗涤器循环水回水自低位闪冷器池水预冷凝器循环冷却水去过滤机作滤饼洗水冷凝器尾气来自消化槽第一洗涤塔第二洗涤塔排空至滤布洗涤槽补水反应工序【尾气洗涤】尾气来自过滤 初滤区 过滤区 一洗区 二洗区 三洗区 滤布洗涤区 过滤工序【过滤工序【过滤过滤】尾气尾气循环冷却水循环冷却水滤饼洗水滤饼洗水循环回水循环回水至石膏至石膏再浆槽再浆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脱盐水冷凝液至脱盐水浓磷酸浓磷酸脱盐水脱盐水M浓缩工序【浓缩工序【蒸发蒸发】减温减压装置浓缩工序【浓缩工序【氟回收氟回收】磷酸气体磷酸气体循环回水循环回水循环冷却水循环冷却水PPP放放空空清净循环水清净循环水氟硅酸氟硅酸去清净循