湿法二水半水法制磷酸基本工艺作业流程新版培训教材.doc

1磷酸装置工艺步骤1.1工艺步骤介绍采取“湿法二水—半水法制磷酸”工艺，关键包含原料处理工段、磷酸生产和两水磷石膏转化3个工段，工艺步骤简述以下：1、原料处理磷矿石经鄂式破碎机破碎至粒度达成3~13mm后，由裙边胶带输送机、圆盘喂料机送至碎矿贮斗经计量后喂入球磨机内，和工艺水混合，研磨成含水约22%磷矿浆。出磨矿浆经滚筒筛去除粗粒子后在矿浆池暂存，然后由矿浆泵送入磷酸装置作为原料用；粗粒子返回碎矿贮斗循环使用。部分磷矿浆去饲钙装置用于脱硫用。鄂式破碎机上方设置集气罩，粉尘搜集后送袋式收尘器除尘，除尘后废气（G1-1）经1#排气筒（H=15m）排放。2、磷酸生产①反应部分来自原料工段磷矿浆由矿浆泵送到两级串联二水萃取反应槽一级反应槽中，在进入反应槽前磷矿浆计量其流量和密度，以维持磷矿浆加料量恒定。来自硫酸装置93%浓硫酸（不足部分外购）计量后，送到二级串联二水萃取反应槽一级反应槽中，同时加入下步回用含磷酸过滤酸、洗涤酸。各类物料在反应槽中进行化学反应，硫酸分解磷矿石生成二水合结晶硫酸钙（CaSO4·2H2O）和稀磷酸。反应方程式为：Ca5F(PO4)3+5H2SO4+2H2O==3H3PO4+5CaSO4.·2H2O+HF↑为避免反应生成硫酸钙在磷矿颗粒表面形成膜层，阻碍反应继续进行，反应过程是分成两步进行：第一步是磷矿溶解在磷酸中生成磷酸一钙；第二步是硫酸和磷酸一钙反应生成磷酸和硫酸钙，反应方程式为：Ca5F(PO4)3+7H3PO4+2H2O==5Ca(H2PO4)2+HF↑5Ca(H2PO4)2+5H2SO4+2H2O==10H3PO4+5CaSO4.·2H2O反应过程中生成含氟气体（G1-2），经微负压系统送入反应尾气洗涤系统采取文丘里洗涤器（采取水作为洗涤溶液）净化处理。洗涤水循环使用，增加至一定浓度后回用到车间滤布洗涤水槽，作为滤布冲洗水用。洗涤后废气经2#排气筒（H=30m）排放。磷矿石中通常伴生一定量碳酸盐矿物，反应过程中会被硫酸分解而逸出少许CO2气体，反应方程式为：CaCO3+H2SO4→CaSO4·nH2O+H2O+CO2↑CaCO3-MgCO3+2H2SO4→CaSO4·nH2O+MgSO4+2H2O+2CO2↑磷矿石中钙、铁、镁、铝等关键杂质，和硫酸发生以下副反应：CaF2+SiO2===CaSO4+2HF6HF+SiO2===H2SiF6+2H2O3SiF4+2H2O===2H2SiF6+SiO2CaCO3+H2SO4===CaSO4+CO2+H2OH2SiF6(+热量+H2SO4)===SiF4+2HFFe2O3(或Al2O3)+2H3PO4===2FePO4(或AlPO3)+3H2ONa2O(或Ka2O)+H2SiF6===NaSiF6(或K2SiF6)+H2O②闪蒸冷却部分因为放热反应产生热量使反应料浆温度升高，为使温度维持稳定，以确保二水硫酸钙结晶，反应料浆采取真空闪蒸冷却完成。需冷却物料经第二级反应槽抽出后，送入闪蒸冷却器分离，冷凝后物料经泵返回一级反应槽。闪蒸室顶部气体进入气液分离器，分离液体返回一级反应槽，气体（G1-3）送入闪蒸尾气洗涤塔。采取循环水对闪蒸尾气喷淋洗涤净化，净化后气体由水环式真空泵抽出后排放。水环式真空泵采取一次水作为补充水，排放废液送入车间滤布洗涤水槽，作为滤布冲洗水用。萃取反应生成磷酸和硫酸钙结晶混合料浆，经二级反应槽抽出后泵送入二水料浆离心机分离。分离得到液相即为磷酸中间体，搜集在滤洗液中间槽，部分作为中间产品泵送入车间设置两个磷酸贮槽暂存，分别去磷铵装置和饲钙装置磷酸中间槽作为原料用；部分和洗液作为送入下步半水转化槽用，以确保转化槽内有足够液相调整反应所需磷酸浓度。固相为二水硫酸钙结晶（磷石膏），去下一步二级串联转化槽进行转化。3、二水石膏转化和烘干处理二水石膏转化采取硫酸、磷酸混合反应方法进行。上步离心分离得到固相物料（磷石膏）进入二级串联一级转化槽，在外加硫酸和适量回用磷酸存在下，反应转化为半水物硫酸钙。反应中产生少许含氟气体（G1-2），经微负压系统送入上步工序设置含氟反应尾气洗涤系统，采取文丘里洗涤器净化处理后由2#排气筒排放。出转化槽半水物硫酸钙料浆进入带式过滤机进行过滤分离。采取四级串联洗涤方法进行，回收滤饼中可溶性磷酸。过滤酸（滤液）、洗涤酸（一洗液）返回磷酸工段反应槽使用，二洗液和洗涤液均循环使用。四级洗涤液均进行气液分离，产生过滤尾气（G1-4）经微负压系统送入过滤尾气洗涤塔，采取循环水喷淋洗涤净化。净化后气体经水环式真空泵抽出后排放，洗涤废液送入过滤地下水槽、车间滤布冲洗水槽作为压滤机滤布冲洗水使用。水环式真空泵采取一次水作为补充水，排放废液一样送入过滤地下水槽、车间滤布冲洗水槽作为压滤机滤布冲洗水用。分离得到半水固相磷石膏由胶带输送机送至磷