CN103848407B - 一种磷酸一铵的生产方法 - Google Patents

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一种磷酸一铵的生产方法,适用于二水物矿浆湿法磷酸工艺和氨中和沸腾干燥的磷肥生产系统。该方法以中低品位磷矿为原料生产磷酸一铵,通过配矿指标优化、矿浆粒度的精细控制、萃取、过滤及中和浓缩工艺和设备的改进,达到高品位磷矿生产磷酸一铵的运行水平,萃取率96~97%、洗涤率98.7~99.5%、矿耗(30%P2O5)3.48t矿/100%P2O5、酸耗(100%H2SO4)3.15t酸/100%P2O5 本发明生产工艺合理,产品质量高,稳定性及节能环保效益好,解决了磷矿品位低影响生产的行业性难题,缓解了磷资源短缺的现状,可有效提高资源利用率,具有良好的经济、环保和社会效益。

Description

一种碟酸一按的生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及磷酸一铵生产技术领域,具体说是一种利用中低品位磷矿直接生产磷酸一铵的方法。
背景技术
[0002] 磷矿是生产磷酸和精细磷化工产品的重要基础原料。我国磷矿的特点是:资源丰富,储量占世界第二 ;分布较为集中,主要集中云、贵、川、鄂、湘五个省内;富矿较少,可供加工利用的磷矿石的基础储量较低,仅有40.54亿吨,其中P205含量大于30%的富矿仅有11.08亿吨;中、低品位矿多,90%以上的磷矿皆属于中低品位。P205含量在28%~30%以上的磷矿销量好、利润较大,P205含量低于26%磷矿价格较低,且几乎无人问津,堆至一旁,严重降低磷资源利用率,造成大量的过度开采,影响磷资源储量。
[0003] 目前,二水法磷酸、料浆浓缩法磷铵生产普遍要求磷矿中P205品位在28-30%以上,或者通过选矿将低品位磷矿中的p205富集成高品位,再投入生产。但是近年来,磷矿的价格逐年升高,再加上高品位磷矿资源的逐渐短缺,采购满足生产所需的高品位磷矿日益艰难,磷矿资源保障已成为正常生产和运行的一大制约因素。
[0004] 目前,在整个磷酸一铵生产行业中,很少有企业用中低品位磷矿直接生产磷酸一铵,而用低品位磷矿直接生产磷酸一铵也存在以下几个主要问题。
[0005] 1、装置生产负荷增大,但品位越低,生产强度越低,产能下降,生产成本增高。主要体现在球磨机生产能力、萃取槽容积使用系数、过滤机生产强度、浓缩装置能力等方面。
[0006] 2、品位降低,经济技术指标下降,进一步提高生产成本。如矿粉细度、萃取率、洗涤率、蒸汽消耗、电耗、矿耗、酸耗等。
[0007] 3、品位越低,杂质含量越高,设备、管道堵塞越加频繁,甚至导致生产不能正常运行。
发明内容
[0008] 为克服现有技术的不足,本发明的发明目的在于提供一种磷酸一铵的生产方法,以解决磷矿品位低导致产能下降以及生产成本增高的行业性难题,缓解磷资源短缺现状,提高资源利用率。
[0009] 为实现上述目的,本发明包括以下工序:
[0010]工序一:磷矿配矿重量比为:Ρ205%25.8-26.3%、MgO < 3%、K+Na < 1% ;
[0011] 工序二:制取矿浆:将工序一得到的磷矿采用两级鄂破、一级圆锥破形成15~25_粒度后,进入振动筛进行筛分,上部粗料返回细鄂破、圆锥破,再次进行破碎,通过振动筛下部的粒度在15~20mm的细料进入球磨机制取矿浆,使矿浆细度达到85~90%_100目;
[0012] 工序三:萃取:将工序二得到的矿浆,以及来自硫酸库、为占反应全部用量的1/5的硫酸和磷酸沉降槽的返酸打入预反应器,三者进行预反应,反应物料再进入萃取槽,并加入占反应全部用量4/5的硫酸,进一步完全分解矿浆并形成料浆;该工序的萃取槽为六格方槽结构,四个反应区、两个消化区,互换循环栗进出口位置,扩大四反应室到四反应室的料浆溢流口,将磷酸P205浓度控制在17%~19%,萃取温度控制到83~87°C,真空冷却真空度控制到-0.050—0.055MPa,在萃取槽上加装自动加消泡剂装置,闪蒸室出口加除沫装置;
[0013] 工序四:过滤:将工序三得到的料浆打入过滤工段,通过圆盘过滤机将磷酸从料浆中分离出来,分离出来的磷酸去磷酸沉降槽进一步净化,上部清液去中和浓缩工段,下部稠浆作为返酸返回萃取槽;分离出来的石膏经过洗涤后再过滤,最后由皮带机送到磷石膏渣场堆放;在过滤工序运用封闭水循环、逆流洗涤工艺,具体如下:
[0014] a.向清水回收池补充一次水;
[0015] b.回收用于真空栗、料浆栗、稠浆栗、污水栗、滤液栗、凉水塔栗、鼓风机冷却水至清水回收池;
[0016] c.将清水回收池的一部分清水输送至真空栗、料浆栗、稠浆栗、污水栗、滤液栗、排污水栗、鼓风机,对这些设备进行冷却;
[0017] d.清水回收池的一部分清水去萃取尾气洗涤塔,用于洗涤萃取槽尾气中的氟,形成含氟污水,然后回收含氟污水到污水沉降池;
[0018] e.将清水回收池的一部分清水输送至磷酸凉水塔,补充凉水塔蒸发和排污损失的水;
[0019] f.回收II效闪蒸室的冷凝水,去给磷铵凉水塔补水,凉水塔的排污水直接送去球磨机进入生产系统;
[0020] g.清水回收池的一部分水,作为三洗水清洗圆盘过滤机的三洗区,出来的洗涤液为三洗滤液;
[0021] h.三洗水用磷铵冷凝水加温至65°C以上,提高洗涤效果及滤布使用周期;
[0022] 1.三洗滤液通过三洗滤液栗打去沉降溢流槽,槽体上部液体通过溢流的方式流入冲布水槽;
[0023] j.沉降溢流槽的底部稠浆,流入稠浆槽,通过稠浆栗打到圆盘过滤机二洗区,作为二洗水冲洗滤盘,出来的液体为二洗滤液;
[0024] k.二洗滤液通过二洗滤液栗打到圆盘过滤机一洗区,作为一洗水冲洗滤盘,出来的液体称为一洗滤液,一洗滤液去萃取槽;
[0025] 1.回收用于清理管道的检修污水和含氟污水至污水沉降池;
[0026] m.污水沉降池上部的清液,通过污水栗输送至沉降溢流槽,作为补充水用;
[0027] η.污水沉降池底部的稠浆,输送到萃取槽,进入生产系统;
[0028] ο.冲布水槽的上部清液作为冲布水用,用冲布水栗将冲布水打入圆盘过滤机的冲盘区,洗涤后的液体为冲盘磷石膏污水,冲盘磷石膏污水分为布上水和布下水,布上水去稠浆槽,布下水去沉降溢流槽;
[0029] p.冲布水槽的底部稠浆流入稠浆槽,稠浆槽中的液体去圆盘过滤机二洗区,进行循环利用;
[0030] 工序五:中和浓缩:将工序四得到的磷酸送入中和反应器生成磷酸一铵溶液,再送去真空蒸发器循环蒸发进行浓缩,浓缩后的物料送去生产磷酸一铵;工艺如下:
[0031] a.采用II效冷凝水汽化液氨;
[0032] b.干燥尾气采用磷酸洗涤尾气;
[0033] c.蒸汽及冷凝水热量多级利用:I效冷凝水给干燥风机进口换热器、热风炉炉排风机进口换热器、磷酸三洗水换热器,将95~102°C的36~38t蒸汽冷凝水温度换热至45~50°C,回收热能,降低蒸汽消耗,换热后冷凝水送其他产品换热升温后返回锅炉循环利用;
[0034] 工序六:干燥:将工序五得到的物料送入喷雾干燥塔或转窑,制取粉状或粒状磷酸一铵。
[0035] 本发明与现有技术相比,具有以下优点和积极效果。
[0036] 1、以中低品位磷矿为原料生产磷酸一铵,达到高品位磷矿生产磷酸一铵的运行水平,分别可达到下述指标:萃取率96~97%、洗涤率98.7-99.5%、矿耗(30% P205) 3.48t矿/100% P205、酸耗(100%H2S04)3.15t酸/100% P205,除酸耗因矿品位低杂质量大而上升外,其他消耗与P205含量在28%以上磷矿生产磷铵消耗相比,略低于全国平均水平。
[0037] 2、生产工艺合理,产品质量高,稳定性好。
[0038] 3、节能环保效益好。磷酸一铵产品水耗由10吨/吨产品左右降至2.3-2.5吨/吨产品,实现磷酸一铵生产用水封闭循环零排放,提高了中间产品磷酸的浓度,以满足后续中和浓缩工段生产需要。
[0039] 4、本发明解决了磷矿品位低影响生产的行业性难题,缓解了磷资源短缺的现状,可有效提高资源利用率,具有良好的经济、环保和社会效益。
具体实施方式
[0040] 本发明的生产工艺如下:
[0041]工序一:磷矿配矿重量比为:Ρ205%25.8-26.3%、MgO < 3%、K+Na < 1% ;
[0042] 工序二:制取矿浆:将工序一得到的磷矿采用两级鄂破、一级圆锥破形成15~25_粒度后,进入振动筛进行筛分,上部粗料返回细鄂破、圆锥破,再次进行破碎,通过振动筛下部的粒度在15~20mm的细料进入球磨机制取矿浆,使矿浆细度达到85~90%_100目;
[0043] 工序三:萃取:将工序二得到的矿浆,以及来自硫酸库、为占反应全部用量的1/5的硫酸和磷酸沉降槽的返酸打入预反应器,三者进行预反应,反应物料再进入萃取槽,并加入占反应全部用量4/5的硫酸,进一步完全分解矿浆并形成料浆;在该过程中,萃取槽为六格方槽结构,四个反应区、两个消化区,互换循环栗进出口位置,扩大四反应室到四反应室的料浆溢流口,将磷酸P205浓度控制在17%~19%,萃取温度控制到83~87°C,真空冷却真空度控制到-0.050—0.055MPa,在萃取槽上加装自动加消泡剂装置,闪蒸室出口加除沫装置。通过以上措施,增加反应时间,减少包裹现象,提尚萃取率;
[0044] 工序四:过滤:将工序三得到的料浆打入过滤工段,通过圆盘过滤机将磷酸从料浆中分离出来,分离出来的磷酸去磷酸沉降槽进一步净化,上部清液去中和浓缩工段,下部稠浆作为返酸返回萃取槽;分离出来的石膏经过洗涤后再过滤,最后由皮带机送到磷石膏渣场堆放;在过滤工序运用封闭水循环、逆流洗涤工艺,具体如下:
[0045] a.向清水回收池补充一次水;
[0046] b.回收用于真空栗、料浆栗、稠浆栗、污水栗、滤液栗、凉水塔栗、鼓风机冷却水至清水回收池;
[0047] c.将清水回收池的一部分清水输送至真空栗、料浆栗、稠浆栗、污水栗、滤液栗、排污水栗、鼓风机,对这些设备进行冷却;
[0048] d.清水回收池的一部分清水去萃取尾气洗涤塔,用于洗涤萃取槽尾气中的氟,形成含氟污水,然后回收含氟污水到污水沉降池;
[0049] e.将清水回收池的一部分清水输送至磷酸凉水塔,补充凉水塔蒸发和排污损失的水;
[0050] f.回收II效闪蒸室的冷凝水,去给磷铵凉水塔补水,凉水塔的排污水直接送去球磨机进入生产系统;
[0051] g.清水回收池的一部分水,作为三洗水清洗圆盘过滤机的三洗区,出来的洗涤液为三洗滤液;
[0052] h.三洗水用磷铵冷凝水加温至65°C以上,提高洗涤效果及滤布使用周期;
[0053] 1.三洗滤液通过三洗滤液栗打去沉降溢流槽,槽体上部液体通过溢流的方式流入冲布水槽;
[0054] j.沉降溢流槽的底部稠浆,流入稠浆槽,通过稠浆栗打到圆盘过滤机二洗区,作为二洗水冲洗滤盘,出来的液体为二洗滤液;
[0055] k.二洗滤液通过二洗滤液栗打到圆盘过滤机一洗区,作为一洗水冲洗滤盘,出来的液体称为一洗滤液,一洗滤液去萃取槽;
[0056] 1.回收用于清理管道的检修污水和含氟污水至污水沉降池;
[0057] m.污水沉降池上部的清液,通过污水栗输送至沉降溢流槽,作为补充水用;
[0058] η.污水沉降池底部的稠浆,输送到萃取槽,进入生产系统;
[0059] ο.冲布水槽的上部清液作为冲布水用,用冲布水栗将冲布水打入圆盘过滤机的冲盘区,洗涤后的液体为冲盘磷石膏污水,冲盘磷石膏污水分为布上水和布下水,布上水去稠浆槽,布下水去沉降溢流槽;
[0060] p.冲布水槽的底部稠浆流入稠浆槽,稠浆槽中的液体去圆盘过滤机二洗区,进行循环利用;
[0061] 工序五:中和浓缩:将工序四得到的磷酸送入中和反应器生成磷酸一铵溶液,再送去真空蒸发器循环蒸发进行浓缩,浓缩后的物料送去生产磷酸一铵;工艺如下:
[0062] a.采用II效冷凝水汽化液氨;
[0063] b.干燥尾气采用磷酸洗涤尾气;
[0064] c.蒸汽及冷凝水热量多级利用:I效冷凝水给干燥风机进口换热器、热风炉炉排风机进口换热器、磷酸三洗水换热器,将95~102°C的36~38t蒸汽冷凝水温度换热至45~50°C,回收热能,降低蒸汽消耗,换热后冷凝水送其他产品换热升温后返回锅炉循环利用;
[0065] 工序六:干燥:将工序五得到的物料送入喷雾干燥塔或转窑,制取粉状或粒状磷酸一铵。

Claims (1)

1.一种磷酸一铵的生产方法,其特征在于:包括以下工序: 工序一:磷矿配矿重量比为:ΡΑ%25.8-26.3%、MgO < 3%、K+Na < 1% ; 工序二:制取矿浆:将工序一得到的磷矿采用两级鄂破、一级圆锥破形成15~25mm粒度后,进入振动筛进行筛分,上部粗料返回细鄂破、圆锥破,再次进行破碎,通过振动筛下部的粒度在15~20mm的细料进入球磨机制取矿浆,使矿浆细度达到85~90%_100目; 工序三:萃取:将工序二得到的矿浆,以及来自硫酸库、为占反应全部用量的1/5的硫酸和磷酸沉降槽的返酸打入预反应器,三者进行预反应,反应物料再进入萃取槽,并加入占反应全部用量4/5的硫酸,进一步完全分解矿浆并形成料浆;该工序的萃取槽为六格方槽结构,四个反应区、两个消化区,互换循环栗进出口位置,扩大四反应室到四反应室的料浆溢流口,将磷酸P205浓度控制在17%~19%,萃取温度控制到83~87°C,真空冷却真空度控制到-0.050—0.055MPa,在萃取槽上加装自动加消泡剂装置,闪蒸室出口加除沫装置; 工序四:过滤:将工序三得到的料浆打入过滤工段,通过圆盘过滤机将磷酸从料浆中分离出来,分离出来的磷酸去磷酸沉降槽进一步净化,上部清液去中和浓缩工段,下部稠浆作为返酸返回萃取槽;分离出来的石膏经过洗涤后再过滤,最后由皮带机送到磷石膏渣场堆放;在过滤工序运用封闭水循环、逆流洗涤工艺,具体如下: a.向清水回收池补充一次水; b.回收用于真空栗、料浆栗、稠浆栗、污水栗、滤液栗、凉水塔栗、鼓风机冷却水至清水回收池; c.将清水回收池的一部分清水输送至真空栗、料浆栗、稠浆栗、污水栗、滤液栗、排污水栗、鼓风机,对这些设备进行冷却; d.清水回收池的一部分清水去萃取尾气洗涤塔,用于洗涤萃取槽尾气中的氟,形成含氟污水,然后回收含氟污水到污水沉降池; e.将清水回收池的一部分清水输送至磷酸凉水塔,补充凉水塔蒸发和排污损失的水; f.回收II效闪蒸室的冷凝水,去给磷铵凉水塔补水,凉水塔的排污水直接送去球磨机进入生产系统; g.清水回收池的一部分水,作为三洗水清洗圆盘过滤机的三洗区,出来的洗涤液为三洗滤液; h.三洗水用磷铵冷凝水加温至65°C以上,提高洗涤效果及滤布使用周期; 1.三洗滤液通过三洗滤液栗打去沉降溢流槽,槽体上部液体通过溢流的方式流入冲布水槽; j.沉降溢流槽的底部稠浆,流入稠浆槽,通过稠浆栗打到圆盘过滤机二洗区,作为二洗水冲洗滤盘,出来的液体为二洗滤液; k.二洗滤液通过二洗滤液栗打到圆盘过滤机一洗区,作为一洗水冲洗滤盘,出来的液体称为一洗滤液,一洗滤液去萃取槽; 1.回收用于清理管道的检修污水和含氟污水至污水沉降池; m.污水沉降池上部的清液,通过污水栗输送至沉降溢流槽,作为补充水用; η.污水沉降池底部的稠浆,输送到萃取槽,进入生产系统; ο.冲布水槽的上部清液作为冲布水用,用冲布水栗将冲布水打入圆盘过滤机的冲盘区,洗涤后的液体为冲盘磷石膏污水,冲盘磷石膏污水分为布上水和布下水,布上水去稠浆槽,布下水去沉降溢流槽; p.冲布水槽的底部稠浆流入稠浆槽,稠浆槽中的液体去圆盘过滤机二洗区,进行循环利用; 工序五:中和浓缩:将工序四得到的磷酸送入中和反应器生成磷酸一铵溶液,再送去真空蒸发器循环蒸发进行浓缩,浓缩后的物料送去生产磷酸一铵;工艺如下: a.采用II效冷凝水汽化液氨; b.干燥尾气采用磷酸洗涤尾气; c.蒸汽及冷凝水热量多级利用:I效冷凝水给干燥风机进口换热器、热风炉炉排风机进口换热器、磷酸三洗水换热器,将95~102°C的36~38t蒸汽冷凝水温度换热至45~50°C,回收热能,降低蒸汽消耗,换热后冷凝水送其他产品换热升温后返回锅炉循环利用; 工序六:干燥:将工序五得到的物料送入喷雾干燥塔或转窑,制取粉状或粒状磷酸一铵。
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