CN1052702C - 湿法磷酸优化生产流程 - Google Patents

Abstract

本发明是一种湿法磷酸优化生产流程，其主要技术特点是在酸解工序之后，液固分离工序之前增设一个沉降工序，使从酸解槽出来的磷酸料浆先进入沉降装置进行沉降，再从料浆沉降后的不同沉降层分别引出，而引出的物料至少大部分进入下一道的液固分离工序。采用本发明的工艺流程生产的成品磷酸含固量低，品质高，P₂O₅回收率高，液固分离装置的生产能力可提高20%以上，或液固分离装置的生产负荷可以减少1/3左右。

Description

湿法磷酸优化生产流程

本发明涉及磷酸生产方法，特别是涉及磷肥工业湿法磷酸生产工艺流程。

现有技术的湿法磷酸生产流程是：将粉碎的磷矿石与硫酸在酸解槽内反应生成磷酸料浆；从酸解槽出来的磷酸料浆不分层次先后的同时直接进入真空过滤分离装置进行液固分离，分离出来的液相为成品磷酸，固相为磷石膏；对分离出来的固相磷石膏进行水洗后排出；磷石膏的洗涤液与三分之二左右的成品磷酸混合返回到酸解槽循环使用。该湿法磷酸的生产流程多年来为国内外的生产企业所采用，是传统的精典流程。但该流程的不足之处是从酸解槽出来的磷酸料浆不分层次先后的同时直接进入过滤分离装置，带来了诸多不利的后果。其一是，料浆固相中的细小结晶粒子极易堵塞滤布(过滤介质)孔隙与滤渣层通道，导致过滤阻力增加，磷石膏湿含量增加，洗涤效果、过滤强度与过滤机生产能力下降，磷酸产率低。其二是，料浆固相中细小结晶粒子易穿透滤布，使成品磷酸中的固体含量增加，产品的质量降低。其三是，磷酸料浆全部进入过滤装置分离所得的成品磷酸中大部分又返回酸解槽循环，加大了过滤机负荷，增加了生产成本，降低了生产能力。

本发明的目的在于克服已有技术的不足之处，而公开一种能使磷酸生产过程中的液固分离装置生产能力提高，分离出来的液相成品磷酸含固量和固相磷石膏含湿量都低的湿法磷酸优化生产工艺流程。

本发明的发明思想是在液固分离工序之前增加预沉降工序，以改善液固分离装置的工作条件，从而实现发明目的。

本发明的目的是通过采取以下具体技术措施来实现的：

1.磷矿石与硫酸在酸解槽反应生成磷酸料浆；

2.从酸解槽出来的磷酸料浆进入沉降装置进行沉降，物料从不同的沉降层分别引出；

3.从沉降装置引出来的物料至少是大部分进入液固分离装置进行液固分离，分离出来的液相为磷酸，固相为磷石膏。

4.对分离出来的固相磷石膏进行水洗，洗涤液与至少部分分离出来的液相磷酸混合返回酸解槽循环使用。

沉降工序中的沉降装置可以是重力沉降装置，也可以是离心力沉降装置，或其他沉降装置。液固分离装置可以是过滤分离装置，如翻盘式、台式、带式等真空过滤机，加压式过滤机，离心式过滤机及其他形式的过滤机；也可以是沉降式分离装置，如螺旋卸料离心机等。

料浆在沉降装置的沉降过程中，固相粒子大的部分形成底层稠浆层，粒子小的部分形成稀浆层。料浆在过滤分离装置中，稠浆中固相粒子较粗大，不但容易在过滤介质上形成滤渣层，而且形成的滤渣层疏松多孔隙，稀浆中的含固量低，固相粒子较细小，其粒子既容易穿透过滤介质进入分离液，不易形成滤渣层，又容易堵塞过滤介质和滤渣层中的孔隙，使过滤阻力增加，降低了过滤装置的生产能力。

当液固分离装置为过滤式分离装置时，从酸解槽出来的磷酸料浆可先进行粗分级沉降，即不沉降出澄清层，只沉降出稠浆层和稀浆层，从稠浆层引出的料浆先进入过滤分离装置，在过滤介质上形成滤渣层之后，从稀浆层引出的料浆再进入过滤分离装置，分离出来的固相为磷石膏，通过水洗后排出。分离出来的液相为成品磷酸，其中大部分与固相磷石膏的洗涤液混合返回酸解槽循环使用。从酸解槽出来的磷酸料浆也可进行比较充分的沉降，沉降出澄清层，从澄清层引出的清液为成品磷酸，剩下的沉降层可再分稠浆层与稀浆层分别引出，再按上述的方法步骤分级进入过滤分离装置。分离液可全部与固相洗涤液混合返回酸解槽循环使用。剩下的沉降层也可不再分稠浆层与稀浆层，一并进入液固过滤分离装置进行液固分离，当液固分离装置为沉降分离装置时，如螺旋卸料离心机，从酸解槽出来的磷酸料浆，一般要进行比较充分的沉降，沉降出澄清层，从澄清层引出的清液为成品磷酸，剩下的沉降料浆最好是一并进入沉降分离装置，分离出来的液体磷酸可全部与分离出来的固相磷石膏洗涤液混合返回到酸解槽循环使用。为了使料浆更易于沉降，可在料浆的沉降工序中加入絮凝剂。絮凝剂的加入方法可以在料浆的沉降中加入，也可在料浆进入沉降装置前加入，或在进入沉降装置进口处加入到料浆中去。

附图1是本发明一个实施例的工艺流程图。

附图2是本发明的另一个实施例的工艺流程图。

下面结合着附图说明给出本发明的实施例，并通过实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：

沉降装置为重力沉降槽，液固分离装置为真空过滤机。工艺流程如附图1所示。

(1)经粉碎的磷矿石1与硫酸2加入到酸解槽进行酸解反应，生成磷酸料浆；

(2)从酸解槽出来的磷酸料浆3加入到重力沉降槽进行粗分级，即不沉降出澄清层；

(3)从沉降槽底部稠浆层引出的料浆4(即含有较大结晶粒子部分的料浆)先加入到真空过滤机，待过滤介质上形成滤渣层之后，从沉降槽上部稀浆层引出的料浆5再加入到过滤机，过滤操作结束，过滤液为成品磷酸7，滤渣为磷石膏9；

(4)向过滤机加入洗涤水6，对滤渣磷石膏进行水洗。经洗涤后的滤渣磷石膏9排出；

(5)洗涤液8与部分滤液7混合返回酸解槽循环使用。

本实施例特别适用于现有真空过滤技术的磷酸生产工艺流程的改造。

实施例2：

沉降装置为重力沉降槽，液固分离装置为沉降螺旋卸料离心机。工艺流程如附图2所示。

(1)经粉碎的磷矿石1与硫酸2加入到酸解槽进行酸解反应，生成磷酸料浆；

(2)从酸解槽出来的磷酸料浆3加入到重力沉降槽，同时向沉降槽里加入絮凝剂10，料浆在沉降槽中进行充分的沉降，形成澄清层，从澄清层引出的澄清液11，即为成品磷酸，成品磷酸约占料浆液相总量的1/3左右；

(3)除澄清液外的料浆12一并加入沉降螺旋卸料离心机进行液固分离，排出的液相为磷酸7，固相沉渣为磷石膏9；

(4)加入冼涤水6对磷石膏进行洗涤，经洗涤脱水后的磷石膏9排出，洗涤液8与分离液7混合返回酸解槽。

本发明与现有技术相比，其比较突出的优点是：

1.当磷酸料浆经粗分级沉降，含有较大结晶粒子的稠浆先加入到液固过滤分离装置并形成滤渣层后，再将含有较小结晶粒子的稀浆加入液固过滤分离装置，完成磷酸料浆的液固分离。由于稠浆中的固相结晶粒子较大，容易形成滤渣层，形成的滤渣层又疏松多孔隙，使得过滤阻力降低，即过滤分离装置的过滤强度(磷石膏kg(干)/m²·h)提高，与现有技术将从酸解槽出来的磷酸料浆不分层次先后一并直接加入过滤分离装置相比，过滤强度可提高20％以上，相应的过滤生产能力也可提高20％以上。这也就是说，采用本发明的技术，在不改变现有液固过滤分离装置的条件下，即可提高整个磷酸装置生产能力20％以上。另外，由于稠浆中固相结晶粒子较大不易穿透过滤介质，形成的滤渣层又相当于在过滤介质上构筑起一层新的过滤介质，即提高了过滤介质的过滤能力，使得料浆中的细小结晶粒子不易穿透过滤介质进入液相，料浆中的细小结晶粒子穿透率可降低50％以上，相应的成品磷酸含固量大大降低，成品磷酸的质量得到了大大提高。

2.当磷酸料浆经充分沉降，使料浆中约1/3左右的液相澄清，从沉降装置直接引出得到成品磷酸。这不但可得到高品质的成品磷酸，且相应地减少了液固分离装置的处理负荷。又由于分离后的液相返回酸解槽，允许液相有一定的含固量，从而降低了液固分离要求，使得磷酸磷石膏液固分离过程的流程优化。这样既提高了磷酸产品质量，又降低了磷酸生产成本。

3.目前国内外磷酸生产企业的磷酸生产工艺流程基本都是采取，将从酸解槽出来的磷酸料浆不分层次先后一并直接进入真空过滤机进行液固分离。用本发明对现有的磷酸生产流程进行改造，只需增加一个沉降槽或旋流器，增设几根输送管道，装置投资费用增加不多的情况下，就可提高生产能力20％以上，而磷酸的品质大大提高，同时也提高了P₂O₅的回收率。

本发明的公开，将传统的湿法磷酸生产技术向前推进了一大步。

本发明不限于实施例所描述的方式，根据其发明思想还可设计成其他具体实施方式。

Claims (4)

1.一种湿法磷酸优化生产流程，流程步骤依次是：(1)磷矿石与硫酸在酸解槽反应生成磷酸料浆，(2)磷酸料浆进入液固分离装置进行液固相分离，液相为磷酸，固相为磷石膏，(3)对分离出来的固相磷石膏进行水洗，洗涤液与至少部分液相磷酸混合返回酸解槽循环使用，其特征是在酸解工序之后，液固分离工序之前增设沉降工序，从酸解槽出来的磷酸料浆先进行沉降，然后从不同的沉降层分别引出，其中至少是部分进入下道的液固分离工序。

2.根据权利要求1所述的湿法磷酸优化生产流程，其特征是磷酸料浆先进行粗分级沉降，从其稠浆层和稀浆层分别引出，从稠浆层引出的料浆进入过滤分离装置形成滤渣层之后，从稀浆层引出的料浆再进入过滤分离装置，液相为成品磷酸，其中一部分与滤渣的洗涤液混合返回酸解槽循环使用。

3.根据权利要求1所述的湿法磷酸优化生产流程，其特征是磷酸料浆先进行充分的沉降，形成澄清层和稠厚层，然后分别引出，由澄清层引出的澄清液体为成品磷酸，从稠厚层引出的物料进入固液分离装置，分离出来的液相与固相磷石膏的洗涤液混合返回酸解槽循环使用。

4.根据权利要求1或2或3所述的湿法磷酸优化生产流程，其特征是磷酸料浆在进行沉降时，可加入絮凝剂，以加快沉降过程。

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