磷肥生产2课件

第二章磷肥生产教学目标：掌握过磷酸钙生产的基本原理掌握湿法磷酸、酸法磷肥、磷酸铵生产的基本原理掌握湿法磷酸、酸法磷肥、磷酸铵生产工艺流程一、磷矿资源（一）磷矿资源简介磷灰石：含磷物质熔融浆经过冷却、结晶而形成具有工业开采价值的磷酸盐矿床，最典型的是氟磷灰石[Ca10(PO4)6F2]矿床。2、磷块岩：由海水中的磷酸钙沉积而成，是水成岩石矿物，主要成分也是氟磷灰石，但成分复杂第一节概述磷矿石中国云南昆阳磷矿（2）磷矿中杂质含量会对磷矿加工产生不利影响，常见的杂志有：硅酸盐、碳酸盐、有机物、铁、铝、镁、钾、钠、氟、氯等，杂质越低越好。（3）磷酸、磷肥生产对磷矿质量的要求湿法磷酸对磷矿质量的要求：酸法磷肥P2O5(%)应符合下列要求一类：w（P2O5）35.0、34.0、33.0;二类：32.0、31.0、30.0三类：29.0、28.0杂质越低越好过磷酸钙生产对磷矿的质量要求：磷矿总磷含量/%>33>30>27>25<25产品可达等级一二三四等外磷酸铵生产对磷矿的质量要求:W(%)≥26%（三）.中国的磷矿资源：

我国的磷矿资源仅次于摩洛哥、美国和俄罗斯。其中80%分布于云南、贵州、四川、湖北和湖南五省。但80%是属于中低品位，60%属于硅质磷酸岩，选矿难度大，难于符合生产高浓度复合肥的要求。因此，必须采取多方位的利用途径。

中国南方5省磷矿资源省份工业贮量（×104）标矿贮量（×104）云南116088（20.7％）213079（28.9％贵州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％）中国磷矿资源平均品位情况（P2O5)P2O5含量>30%（7％）25%~30%（15％）20%~25%（25％）<20%（53％）平均：20.36％几个磷肥生产国的磷肥品种国家总产量(万吨，P2O5)在总产量中所占比重（％）普钙重钙磷铵复合磷肥其他美国1022.30.56.762.4－26.0印度250.019.3－47.932.8－俄罗斯886.79.88.749.917.514.1法国69.71.93.30.1488.87.7几个磷肥生产国的磷肥品种磷肥品种重钙钙镁磷肥沉淀磷酸钙脱氟磷肥偏磷酸钙碱熔磷肥鸟粪磷矿粉鸟粪中的磷酸盐＋土壤中的钙 鸟粪石 鸟粪磷矿粉效果与钙镁磷肥接近；施用方法与磷矿粉相似开采磨细鸟粪石磨细鸟粪磷矿粉二、磷酸生产方法（一）热法磷酸通过电炉法制得元素磷，然后在燃烧室内燃烧生产氧化物，在水化塔内用水或稀磷酸吸收得到磷酸。热法磷酸含85%左右的磷酸，浓度高，质量纯。（二）湿法磷酸用强无机酸(主要是硫酸)分解磷矿所制得的磷酸，浓度低，含有大量杂质。

第二节、湿法磷酸一、原理：湿法磷酸用硫酸和磨成粉末的富集磷矿作用制得，主要化学反应如下Ca10F2（PO4）6+5H2SO4+20H2O=3H3PO4+5CaSO4.nH2O+HF其中CaSO4中n代表硫酸钙结晶在不同条件下可能出现的三种形态：CaSO4（硬石膏或无水物），CaSO4.1/2H2O（熟石膏或半水物），CaSO4.2H2O（生石膏或二水物）二、二水物湿法磷酸操作流程见图1、二水物法是指用硫酸分解磷矿制湿法磷酸时，控制硫酸钙以二水物形态沉淀出来的方法，相应的工艺流程称为二水物流程。二水物法是湿法磷酸生产上应用最早，最为广泛的生产方法。2、二水物湿法磷酸操作流程见图（1）磷酸与硫酸反应生成磷酸和CaSO4.2H2O。（2）磷酸与石膏的分离,通常用过滤的方法滤出石膏后就得到磷酸溶液（3）磷酸浓缩,通过上述步骤后制得的磷酸浓度大约含13%P左右,通常需要浓缩至17-24%P后使用.浓缩一般在连续蒸汽加热的真空蒸发器内完成.3、优缺点缺点：（1）生产的磷酸浓度低，只有26~30%，用于制造磷肥产品时，必须经过浓缩，增了加成本。（2）磷石膏中P2O5损失大，磷总收率不高第三节酸法磷肥的生产酸法磷肥是用无机酸分解磷矿而制成的磷肥，这类磷肥多属水溶性速效肥。包括普通过磷酸钙、重过磷酸钙和富过磷酸钙（二）过磷酸钙生产工艺条件的选择1、硫酸浓度：

过高：浓度过高反应快，硫酸钙结晶快而细，会析出吸附在矿粉和液相表面成薄膜阻碍反应分解速率，制得的产品粘湿，物理性质不好，容易导致结块。过低：反应缓慢，液相量多，磷矿分解率低，普钙物理性能差。一般选择硫酸的浓度为61~75%。2、硫酸温度：50~80℃3、硫酸用量：根据矿种和生产条件（4）磷矿细度：过100目筛为90~96%（5）混合时间：混合时间：2~8min（矿种不同，时间不同）化成时间：60~80min（6）熟化时间：5~18天（7）熟化温度：高温熟化：70~80℃低温熟化：30~50℃（三）、工艺过程1、磷矿粉(90%通过100目筛）和硫酸混合2、料浆的化成3、鲜肥的熟化（降低酸度约5－30天，取决于磷矿特性，细度等）4、氨化普钙（通氨中和酸度）5、造粒与干燥磷矿粉硫酸混合器成分特级一级二级三级四级有效P2O5游离酸水分＞20＜3.5＜3.018410164.5121451412514（四）、过磷酸钙的质量标准二、重钙的生产（一）生产原理：用磷酸去分解磷矿中的磷矿Ca5F（PO4）3+7H3PO4+5H2O=5Ca（H2PO4）2.H2O+HF(二)工艺与普钙同第四节其它磷肥一、磷酸铵（类）磷肥（一）品种1、磷铵磷酸一铵（NH4H2PO4)磷酸二铵（（NH4）2HPO4)磷酸三铵（（NH4）3PO4)（不稳定）2、聚磷酸铵：由磷铵脱水制得3、尿磷铵（尿素与磷铵）、硫磷铵（磷铵与硫铵）和硝磷铵（磷铵与硝铵）磷酸铵的主要理化性质

养分含量%名称简写

溶解度溶液pH分解温度℃结晶肥料级 N P2O5 N P2O5磷酸一铵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价格：(元/吨) 磷酸一铵：1900～2000 磷酸二铵：2100～2300

用作肥料的聚磷酸铵多为低聚合度产物，其中主要含焦磷酸铵[(NH4)4P2O7]、三聚磷酸铵[(NH4)5P3O10]

和四聚磷酸铵[(NH4)6P4O13]，它们在水中有较高的溶解度(易溶)。聚磷酸铵

是由聚磷酸或浓磷酸在较高温度和压力下氨化脱水而得（由磷铵脱水而得）。其通式可表示为：(NH4)n+2PnO3n+1，属直链型聚合物。 一般聚磷酸铵含P2O576%~85%聚磷酸铵（二）、磷铵生产原理与工艺用氨中和磷酸制成。主要生产工艺：中和、造粒和干燥二、硝酸磷肥（一）生产方法用硝酸来分解磷矿:不产生磷石膏、弥补硫资源的缺乏，不产生磷石膏，氟排放少。主要生产方法有：冷冻法硝酸-硫酸分解法硝酸-磷酸分解法硝酸-碳化法硝基过磷酸钙法（二）我国现有2套硝酸磷肥装置分别是：河南开封化肥厂硝酸磷肥装置山西（潞城）化肥厂（现天瘠化肥）思考题1、什么叫湿法磷酸、什么叫热法磷酸2、过磷酸钙的生产流程是什么3、湿法磷酸的生产原理是什么？常见的生产流程是什么4、酸法磷肥有那些肥料种类？补充材料我国著名磷肥企业：第一家中外合资磷复肥企业：中-阿拉伯化肥有限公司，（英文简称;SACF，商标“撒可富”）第一家磷铵中国名牌产品及我国目前最大的单一磷复肥企业：贵州宏福实业开发有限总公司。第一家湿法磷酸工艺生产重钙企业并且具有进出口经营权的磷肥企业：云南三环化工有限公司。我国最大的硝酸磷肥生产基地：山西潞城的山西化肥厂，现为天脊煤化工集团有限公司第一家以循环经济理念发展的磷复肥企业，最大的石膏制硫酸基地山东鲁北企业集团总公司

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