CN105329866A - 湿法磷酸萃取反应的消泡方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种湿法磷酸萃取反应的消泡方法及其装置，所述用于萃取反应的装置为普莱昂多格反应槽，其方法是将工艺水以喷淋方式连续地喷入反应槽的第一反应室内，工艺水的喷淋压力为0.04mPa～0.08mPa，工艺水的喷淋量为反应槽加入矿浆量的4％～6％。通过在普莱昂多格反应槽的第一反应室采用喷淋方式物理消泡，可以有效抑止反应槽内泡沫产生，几乎可以不加或少加化学消泡剂，从而可以显著地降低生产成本。

Description

湿法磷酸萃取反应的消泡方法及其装置
技术领域
本发明涉及湿法磷酸萃取反应步骤，具体地说是一种湿法磷酸萃取反应的消泡方法及其装置。
背景技术
萃取反应是湿法磷酸生产的重要环节，是在萃取反应槽中用硫酸分解磷矿以生成磷酸。萃取反应槽有多种，其中普莱昂多格反应槽是一种目前应用较广泛的多室单槽反应器，其反应原理如图1所示，图1所示反应槽1为普莱昂第四代四格(或四区)反应槽,由相同的四个室A、B、C、D组成，来自矿浆槽11的磷矿浆通过矿浆泵输送至反应槽1的第一反应室A，反应料浆通过搅拌桨搅动从第一反应室A依次通过第二、第三反应室B、C流入第四反应室D。98％的浓硫酸与来自过滤工序的回磷酸混合后加到反应槽1的第二反应室B和第三反应室C，第四反应室D的一部分料浆通过溜槽依次溢流至消化槽12，经消化后送至过滤机过滤。为了维持合适的反应温度，以保证得到良好的二水物硫酸钙结晶，第四反应室D的部分料浆由泵送至低位闪蒸室13进行冷却，低位闪蒸室13内的热气体送预冷凝器冷却，冷却后的料浆由返料管2返回至反应槽1的第一反应室A。
由于磷矿中含有碳酸盐和有机物，与酸发生化学反应产生CO2气体，随着酸解过程的激烈进行，CO2连续分散在含有有机物成分的反应液中，在料浆表面形成泡沬层，会对湿法生产带来不利影响。这种泡沫不消除，会造成溜槽漫溢，腐蚀萃取槽平台，泡沬严重时会被大量带至尾吸系统，造成P2O5损失及环境污染。为了消除泡沫不利影响，普莱昂多格反应槽的每个反应室中均设置了除沫式搅拌桨进行机械消泡，具有一定的效果，但仍需要加入大量的化学消泡剂进行化学消泡，以年产20万吨普莱昂第四代四格(或四区)反应槽种装置来说，一年需加入的SC-108消泡剂80吨该消泡剂属聚醚类消泡剂，是直链烃与芳香族化合物反应产物，其主要成份是脂肪酸多元醇脂。SC-108消泡剂的大量消耗必然增加了生产成本，而且SC-108消泡剂中的化学物质不可避免地进入磷酸料浆中对后续磷酸浓缩及产品提纯带来难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种湿法磷酸萃取反应的消泡方法及其装置，在湿法磷酸萃取反应中可以减少或不加化学消泡剂，从而降低生产成本。
发明人研究发现：对于普莱昂多格反应槽来说，泡沫较多地来源于反应槽第一反应室，其原因是闪蒸冷却器冷却后的返回料浆由下料口进入反应槽第一反应室时，返回料浆对第一反应室内的料浆形成冲击，导致泡沫大量形成，如果能在泡沫形成初期及其将其抑止或破灭，会显著地减少后续反应室内的泡沫形成，就可以做到减少或不加入化学消泡剂，从而降低生产成本。
本发明正是基于上述研究实现的，其方法如下：将工艺水以喷淋方式连续地喷入反应槽的第一反应室内，工艺水的喷淋压力为0.04mPa～0.08mPa，工艺水的喷淋量为反应槽加入矿浆量的4％～6％。喷淋水在一定压力下不断地喷射到第一反应室内，可以将浮在料浆表层的泡沫击碎，防止泡沫生长集聚，从而抑止泡沫产生。虽然喷淋除沫需要导致反应槽中加入部分工艺水，然而只需要通过适当减少回磷酸量就可以消除喷淋除沫新增水量给萃取反应带来的不利影响。
由于第一反应室内的泡沫主要是由返回料浆冲击液面形成的，泡沫主要在下料口周围形成并集聚。因此，本发明的一个优选方案是将所述工艺水由第一反应室内的返料管下料口四周喷入，使得泡沫刚产生即被击碎，可以减少工艺水用量。
进一步的，工艺水的喷淋压力为0.05mPa～0.06mPa，工艺水的喷淋量为反应槽加入矿浆量的4.5％～5.5％。
本发明用于上述方法的装置包括：一个管状环形喷嘴，所述环形喷嘴固定在普莱昂多格反应槽第一反应室内且环绕返料管下料口设置，环形喷嘴底部设有多个喷淋孔，每个喷淋孔的直径在3mm～5mm；一台水泵，用来将工艺水通过管道输送至环形喷嘴中。
进一步的，喷淋孔的直径在3.5mm～4.5mm。
本发明的有益效果在于：通过在普莱昂多格反应槽的第一反应室采用喷淋方式物理消泡，可以有效抑止反应槽内泡沫产生，几乎可以不加或少加化学消泡剂，从而可以显著地降低生产成本。另外，由于不加或少加化学消泡剂，不仅可以减少人工投料量，提高劳动效率，而且不会影响后续的磷酸过滤浓缩效果，还可以减小下游精细磷产品提纯难度，可以提高下游磷产品的质量。
附图说明
图1为采用普莱昂多格反应槽的萃取工艺原理图。
图2为本发明结构原理图
图中标注符号的含义如下：
1—反应槽11－矿浆槽12－消化槽13－低位闪蒸室
2－返料管3－环形喷嘴4和6－水管5－水泵
7－机封水回收槽8－回水管
A－第一反应室B－第二反应室C－第三反应室D－第四反应室
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图2所示，本发明消泡装置包括一个管状环形喷嘴3和一台水泵。所述环形喷嘴3固定在普莱昂多格反应槽1的第一反应室A内，且环绕返料管2的下料口设置，环形喷嘴3底部设有多个喷淋孔，每个喷淋孔的直径在3mm～5mm，最好是3.5mm～4.5mm。水泵5外置在反应槽1外部，水泵5进水口有水管6与机封水回收槽7相通，水泵5出水口有水管4与环形喷嘴3相通，机封水由回水管8流入机封水回收槽7中。
其消泡方法如下：水泵5将机封水回收槽7内收集的工艺水通过水管4送入设置在普莱昂多格反应槽1的第一反应室A内且环绕返料管2的下料口设置的环形喷嘴3中，通过环形喷嘴3底部的喷淋孔以喷淋方式连续地喷入反应室内的下方，控制工艺水的喷淋压力为0.04mPa～0.08mPa，最好是为0.05mPa～0.06mPa，控制工艺水的喷淋量为反应槽加入矿浆量的4％～6％，最好是4.5％～5.5％。

Claims (5)

1.湿法磷酸萃取反应的消泡方法，所述用于萃取反应的装置为普莱昂多格反应槽(1)，其特征在于：将工艺水以喷淋方式连续地喷入反应槽(1)的第一反应室内，工艺水的喷淋压力为0.04mPa～0.08mPa，工艺水的喷淋量为反应槽加入矿浆量的4％～6％。
2.根据权利要求1所述的湿法磷酸萃取反应的消泡方法，其特征是：所述工艺水由第一反应室内的返料管(2)下料口四周喷入。
3.根据权利要求2所述的湿法磷酸萃取反应的消泡方法，其特征是：工艺水的喷淋压力为0.05mPa～0.06mPa，工艺水的喷淋量为反应槽加入矿浆量的4.5％～5.5％。
4.用于权利要求1所述方法的装置，其特征是包括：
一个管状环形喷嘴(3)，所述环形喷嘴(3)固定在普莱昂多格反应槽(1)第一反应室A内且环绕返料管(2)下料口设置，环形喷嘴(3)底部设有多个喷淋孔，每个喷淋孔的直径在3mm～5mm；
一台水泵(5)，用来将工艺水通过管道(4)输送至环形喷嘴(3)中。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征是：喷淋孔的直径在3.5mm～4.5mm。
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