CN114620696B - 一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，矿浆的添加通过矿浆专用分布器加入到所述萃取槽的顶部、轴流泵的进口、轴流泵的出口、闪蒸冷却器或所述闪蒸冷却器至所述回浆管上的一种或任意几种方式加入，本发明明显降低磷石膏中的非溶磷，扩展磷石膏的综合利用途径和利用量，实现了企业的可持续发展，并创造了较好的环境效益；提高了矿浆的萃取率。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺。
背景技术
在国内用硫酸萃取磷矿制造工业磷酸生产中，在磷矿与硫酸在萃取槽中萃取反应阶段，由于硫酸、磷矿、回磷酸在料浆中分布不均匀，造成萃取反应过程中存在“包裹现象”、“钝化现象”和“晶间取代现象”等不利于萃取反应的问题，导致磷矿颗粒反应不完成和晶间磷损失，降低磷回收率，磷石膏磷含量偏高等现象，特别是非溶磷含量较高(达到1％左右)，造成磷资源浪费，同时还对磷石膏的综合利用造成较大影响。因此，急需要一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，来解决上述描述中的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，以解决现有技术的上述问题。
本发明的方案是：
一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，包括萃取槽、料浆泵、轴流泵、闪蒸冷却器、若干矿浆专用分布器与若干混合器，所述萃取槽的第一室顶部与若干混合器的连通，所述萃取槽的第四室与料浆泵连通，所述萃取槽的第二室一侧与所述轴流泵的进口连通，所述轴流泵的出口与所述闪蒸冷却器连通，所述闪蒸冷却器的出口与所述萃取槽的回浆管连通，矿浆的添加通过矿浆专用分布器加入到所述萃取槽的顶部、轴流泵的进口、轴流泵的出口、闪蒸冷却器或所述闪蒸冷却器至所述回浆管上的一种或任意几种方式加入。这种加入方式让矿浆与轴流泵抽取的反应料浆充分混合后再进入萃取槽，确保矿浆在萃取槽内分布均匀，与加入萃取槽的硫酸、回磷酸混合充分，让萃取槽内各部位的矿浆浓度更均匀、稳定，反应更完全；同时还能适当延长矿浆与硫酸、磷酸的接触反应时间，让矿浆反应更完全，萃取率更高，磷回收率进一步提高。
作为优选的技术方案，若干所述混合器底部延伸入所述萃取槽内的深度不用，所述混合器包括酸插入管与磷酸管，所述酸插入管的一端从所述磷酸管的顶端延伸入所述磷酸管的内部，所述磷酸管的顶端一侧设有倾斜进管，所述磷酸管的尾端设有出口，所述酸插入管的顶端设有酸进口，位于所述磷酸管内的所述酸插入管侧壁上设有若干排出孔，所述酸插入管为四氟材料酸插入管，所述磷酸管为四氟材料磷酸管。改变混合器的酸加入管的插入深度，让酸在料浆中迅速分散，提高硫酸在料浆中的分散性、稳定性，避免局部SO3浓度过高而导致“包裹现象”、“钝化现象”，避免局部SO3浓度过低、而反应不完全，避免局部P2O5浓度偏高而造成P2O5晶间损失；提高磷矿浆萃取了，减少磷石膏中夹带的不溶磷和枸溶磷。并且若干的混合器在萃取槽的不同方位，不同液面高度，使加入的酸通过混合器与回磷酸充分混合后再进入料浆，让料浆中的SO3浓度和P2O5浓度更均匀性、更稳定，进一步提高萃取槽中不同部位的矿浆、SO3、P2O5浓度稳定性，均匀性，避免局部SO3浓度过高，反应过激烈，造成局部温度过高，或“包裹现象”、“钝化现象”或“晶间损失现象”，确保反应更充分，更彻底，尽量降低磷石膏中的非溶磷。
所述混合器包括但不限于形式、材质、安装方法、安装位置等，专用于扩散、分配、混合料浆、硫酸、磷酸的各类各形式的耐腐蚀、耐磨损的设备、配件及其派生的特定专用物件。
作为优选的技术方案，所述矿浆分布器的加浆管伸入与所述轴流泵的进口管内与分布管连通，所述轴流泵的进口管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
作为优选的技术方案，所述矿浆分布器的加浆管伸入与所述轴流泵的出口管内与分布管连通，所述轴流泵的出口管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
作为优选的技术方案，所述矿浆分布器的加浆管伸入与所述闪蒸冷却器连通管内与分布管连通，所述闪蒸冷却器连通管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
作为优选的技术方案，所述矿浆分布器的加浆管伸入与所述回浆管内与分布管连通，所述回浆管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
作为优选的技术方案，从所述混合器的酸插入管加入酸，所述酸为磷矿发生萃取反应的酸，所述酸为硫酸、硝酸、盐酸其中的一种。
作为优选的技术方案，在矿浆、酸加入管道设有流量计；方便根据需要或参数分析调整各点矿浆、硫酸、回磷酸加入量，稳定萃取槽中料浆的含固量及SO3浓度和P2O5浓度等工艺参数，确保萃取槽始终保持最佳反应条件，达到最佳反应效果，获得磷矿更高萃取率，实现更低磷石膏非溶磷。
由于采用了上述技术方案一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，包括萃取槽、料浆泵、轴流泵、闪蒸冷却器、若干矿浆专用分布器与若干混合器，所述萃取槽的第一室顶部与若干混合器的连通，所述萃取槽的第四室与料浆泵连通，所述萃取槽的第二室一侧与所述轴流泵的进口连通，所述轴流泵的出口与所述闪蒸冷却器连通，所述闪蒸冷却器的出口与所述萃取槽的回浆管连通，矿浆的添加通过矿浆专用分布器加入到所述萃取槽的顶部、轴流泵的进口、轴流泵的出口、闪蒸冷却器或所述闪蒸冷却器至所述回浆管上的一种或任意几种方式加入。
与现有相对比，本发明的优点：
(1)明显降低磷石膏中的非溶磷，经实际生产测定，在同等矿浆质量、同样萃取工艺指标的前提下，使用该发明工艺后，磷石膏的非溶磷(含不溶磷和枸溶磷)下降0.15-0.25％，即：每产生100吨磷石膏，就比原来少带走0.15-0.25吨P2O5，亦即：每生产一吨磷酸(100％P2O5)，磷石膏带走的P2O5就减少0.0075-0.0125吨；按此比例计算，每生产10000吨磷酸就较之前节约P2O5(100％)75-125吨，相当于30％P2O5磷矿250-415吨，若30％P2O5磷矿价值按300元/吨计算，每则每生产10000吨磷酸，可节约75000-124500元；
(2)扩展磷石膏的综合利用途径和利用量，实现了企业的可持续发展，并创造了较好的环境效益。在当前严苛环保监管要求下和“以渣定产”循环发展要求下，磷酸的生产量取决于磷石膏综合利用量，要求磷酸生产企业产生的磷石膏要全部综合利用；同时磷石膏的堆存存在较大环境污染风险和安全风险，环境保护部门和应急管理部门对磷石膏渣库的监管要求非常高，非常严，企业对渣场的投入也非常大，造成产品无形成本增加；因此，磷石膏的综合利用成为当前磷酸生产企业当前的难题和瓶颈；而制约磷石膏综合利用途径和利用量的根源是磷石膏的品质，影响石膏品质的主要因素是石膏中的P2O5和F含量，石膏中的F和水溶性P2O5可以通过洗涤处理达到要求指标，石膏中的非溶磷(主要是枸溶磷)无法通过洗涤去除，成为制约石膏利用的障碍；因此该发明工艺从工艺过程来降低磷石膏中夹带的非溶磷的意义深远，价值不可估量；
(3)提高了矿浆的萃取率，使用该发明工艺后，萃取率在原基础上提高0.05-0.1％；每生产一吨磷酸，可节约磷矿0.0085-0.0165吨，每生产一万吨磷酸可节约磷矿85-165吨。
附图说明
图1为实施例1的流程框架图；
图2为实施例2的流程框架图；
图3为本发明实施例的混合器结构示意图；
图4为本发明实施例的矿浆专用分布器的结构示意图；
1-萃取槽；10-第一室；11-第二室；12-回浆管；13-第四室；2-料浆泵；3-轴流泵；4-闪蒸冷却器；5-矿浆专用分布器；50-加浆管；51-分布管；6-混合器；60-酸插入管；61-磷酸管。
具体实施方式
为了弥补以上不足，本发明提供了一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺以解决上述背景技术中的问题。
一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，包括萃取槽、料浆泵、轴流泵、闪蒸冷却器、若干矿浆专用分布器与若干混合器，所述萃取槽的第一室顶部与若干混合器的连通，所述萃取槽的第四室与料浆泵连通，所述萃取槽的第二室一侧与所述轴流泵的进口连通，所述轴流泵的出口与所述闪蒸冷却器连通，所述闪蒸冷却器的出口与所述萃取槽的回浆管连通，矿浆的添加通过矿浆专用分布器加入到所述萃取槽的顶部、轴流泵的进口、轴流泵的出口、闪蒸冷却器或所述闪蒸冷却器至所述回浆管上的一种或任意几种方式加入。这种加入方式让矿浆与轴流泵抽取的反应料浆充分混合后再进入萃取槽，确保矿浆在萃取槽内分布均匀，与加入萃取槽的硫酸、回磷酸混合充分，让萃取槽内各部位的矿浆浓度更均匀、稳定，反应更完全；同时还能适当延长矿浆与硫酸、磷酸的接触反应时间，让矿浆反应更完全，萃取率更高，磷回收率进一步提高。
若干所述混合器底部延伸入所述萃取槽内的深度不用，所述混合器包括酸插入管与磷酸管，所述酸插入管的一端从所述磷酸管的顶端延伸入所述磷酸管的内部，所述磷酸管的顶端一侧设有倾斜进管，所述磷酸管的尾端设有出口，所述酸插入管的顶端设有酸进口，位于所述磷酸管内的所述酸插入管侧壁上设有若干排出孔，所述酸插入管为四氟材料酸插入管，所述磷酸管为四氟材料磷酸管。改变混合器的酸加入管的插入深度，让酸在料浆中迅速分散，提高硫酸在料浆中的分散性、稳定性，避免局部SO3浓度过高而导致“包裹现象”、“钝化现象”，避免局部SO3浓度过低、而反应不完全，避免局部P2O5浓度偏高而造成P2O5晶间损失；提高磷矿浆萃取了，减少磷石膏中夹带的不溶磷和枸溶磷。并且若干的混合器在萃取槽的不同方位，不同液面高度，使加入的酸通过混合器与回磷酸充分混合后再进入料浆，让料浆中的SO3浓度和P2O5浓度更均匀性、更稳定，进一步提高萃取槽中不同部位的矿浆、SO3、P2O5浓度稳定性，均匀性，避免局部SO3浓度过高，反应过激烈，造成局部温度过高，或“包裹现象”、“钝化现象”或“晶间损失现象”，确保反应更充分，更彻底，尽量降低磷石膏中的非溶磷。
所述混合器包括但不限于形式、材质、安装方法、安装位置等，专用于扩散、分配、混合料浆、硫酸、磷酸的各类各形式的耐腐蚀、耐磨损的设备、配件及其派生的特定专用物件。
所述矿浆分布器的加浆管伸入与所述轴流泵的进口管内与分布管连通，所述轴流泵的进口管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
所述矿浆分布器的加浆管伸入与所述轴流泵的出口管内与分布管连通，所述轴流泵的出口管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
所述矿浆分布器的加浆管伸入与所述闪蒸冷却器连通管内与分布管连通，所述闪蒸冷却器连通管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
所述矿浆分布器的加浆管伸入与所述回浆管内与分布管连通，所述回浆管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
从所述混合器的酸插入管加入酸，所述酸为磷矿发生萃取反应的酸，所述酸为硫酸、硝酸、盐酸其中的一种。
在矿浆、酸加入管道设有流量计；方便根据需要或参数分析调整各点矿浆、硫酸、回磷酸加入量，稳定萃取槽中料浆的含固量及SO3浓度和P2O5浓度等工艺参数，确保萃取槽始终保持最佳反应条件，达到最佳反应效果，获得磷矿更高萃取率，实现更低磷石膏非溶磷。
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
如图1、图3和图4所示，一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，包括萃取槽1、料浆泵2、轴流泵3、闪蒸冷却器4、若干矿浆专用分布器5与若干混合器6，所述萃取槽1的第一室10顶部与若干混合器6的连通，所述萃取槽1的第四室13与料浆泵2连通，所述萃取槽1的第二室11一侧与所述轴流泵3的进口连通，所述轴流泵3的出口与所述闪蒸冷却器4连通，所述闪蒸冷却器4的出口与所述萃取槽1的回浆管12连通，所述萃取槽1的顶部、轴流泵3的进口管、闪蒸冷却器4与回浆管12上分别设有矿浆专用分布器5，矿浆通过加料管道分别与所述矿浆专用分布器5连通进行矿浆加入。
若干所述混合器6底部延伸入所述萃取槽1内的深度不用，所述混合器6包括酸插入管60与磷酸管61，所述酸插入管60的一端从所述磷酸管61的顶端延伸入所述磷酸管61的内部，所述磷酸管61的顶端一侧设有倾斜进管，所述磷酸管61的尾端设有出口，所述酸插入管60的顶端设有酸进口，位于所述磷酸管61内的所述酸插入管60侧壁上设有若干排出孔，所述酸插入管60为四氟材料酸插入管，所述磷酸管61为四氟材料磷酸管。
所述混合器6包括但不限于形式、材质、安装方法、安装位置等，专用于扩散、分配、混合料浆、硫酸、磷酸的各类各形式的耐腐蚀、耐磨损的设备、配件及其派生的特定专用物件。
所述矿浆分布器5的加浆管50伸入与所述轴流泵3的进口管内与分布管51连通，所述轴流泵3的进口管与所述分布管51平行，所述分布管51设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵3抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
所述矿浆分布器5的加浆管50伸入与所述闪蒸冷却器4连通管内与分布管51连通，所述闪蒸冷却器4连通管与所述分布管51平行，所述分布管51设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
所述矿浆分布器5的加浆管50伸入与所述回浆管12内与分布管51连通，所述回浆管12与所述分布管51平行，所述分布管51设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
从所述混合器6的酸插入管60加入酸，所述酸为磷矿发生萃取反应的酸，所述酸为硫酸、硝酸、盐酸其中的一种。
在矿浆、酸加入管道设有流量计；方便根据需要或参数分析调整各点矿浆、硫酸、回磷酸加入量，稳定萃取槽中料浆的含固量及SO3浓度和P2O5浓度等工艺参数，确保萃取槽始终保持最佳反应条件，达到最佳反应效果，获得磷矿更高萃取率，实现更低磷石膏非溶磷。
实施例2：
如图2、图3和图4所示，一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，包括萃取槽1、料浆泵2、轴流泵3、闪蒸冷却器4、若干矿浆专用分布器5与若干混合器6，所述萃取槽1的第一室10顶部与若干混合器6的连通，所述萃取槽1的第四室13与料浆泵2连通，所述萃取槽1的第二室11一侧与所述轴流泵3的进口连通，所述轴流泵3的出口与所述闪蒸冷却器4连通，所述闪蒸冷却器4的出口与所述萃取槽1的回浆管12连通，所述萃取槽1的顶部、轴流泵3的进口管、闪蒸冷却器4与回浆管12上分别设有矿浆专用分布器5，矿浆通过三通料管道与所述萃取槽1顶部的矿浆专用分布器5连通进行矿浆加料，矿浆通过三通加料管道与轴流泵3的进口管、闪蒸冷却器4、回浆管12上的矿浆专用分布器5连通进行加料。
矿浆通过所述矿浆专用分布器5加入。
若干所述混合器6底部延伸入所述萃取槽1内的深度不用，所述混合器6包括酸插入管60与磷酸管61，所述酸插入管60的一端从所述磷酸管61的顶端延伸入所述磷酸管61的内部，所述磷酸管61的顶端一侧设有倾斜进管，所述磷酸管61的尾端设有出口，所述酸插入管60的顶端设有酸进口，位于所述磷酸管61内的所述酸插入管60侧壁上设有若干排出孔，所述酸插入管60为四氟材料酸插入管，所述磷酸管61为四氟材料磷酸管。
所述混合器6包括但不限于形式、材质、安装方法、安装位置等，专用于扩散、分配、混合料浆、硫酸、磷酸的各类各形式的耐腐蚀、耐磨损的设备、配件及其派生的特定专用物件。
所述矿浆分布器5的加浆管50伸入与所述轴流泵3的进口管内与分布管51连通，所述轴流泵3的进口管与所述分布管51平行，所述分布管51设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵3抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
所述矿浆分布器5的加浆管50伸入与所述闪蒸冷却器4连通管内与分布管51连通，所述闪蒸冷却器4连通管与所述分布管51平行，所述分布管51设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
所述矿浆分布器5的加浆管50伸入与所述回浆管12内与分布管51连通，所述回浆管12与所述分布管51平行，所述分布管51设有分布孔，所述分布孔≥2。确保矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合更均匀，浓度更稳定，反应更充分，获得更高的磷回收率。
从所述混合器6的酸插入管60加入酸，所述酸为磷矿发生萃取反应的酸，所述酸为硫酸、硝酸、盐酸其中的一种。
在矿浆、酸加入管道设有流量计；方便根据需要或参数分析调整各点矿浆、硫酸、回磷酸加入量，稳定萃取槽中料浆的含固量及SO3浓度和P2O5浓度等工艺参数，确保萃取槽始终保持最佳反应条件，达到最佳反应效果，获得磷矿更高萃取率，实现更低磷石膏非溶磷。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，其特征在于：包括萃取槽、料浆泵、轴流泵、闪蒸冷却器、若干矿浆专用分布器与若干混合器，所述萃取槽的第一室顶部与若干混合器连通，所述萃取槽的第四室与料浆泵连通，所述萃取槽的第二室一侧与所述轴流泵的进口连通，所述轴流泵的出口与所述闪蒸冷却器连通，所述闪蒸冷却器的出口与所述萃取槽的回浆管连通，矿浆的添加通过矿浆专用分布器加入到所述萃取槽的顶部、轴流泵的进口、轴流泵的出口、闪蒸冷却器与所述回浆管上的一种或任意几种方式加入；上述方式加入让矿浆与轴流泵抽取的反应料浆混合后再进入萃取槽；
若干所述混合器底部延伸入所述萃取槽内的深度不同，所述混合器包括酸插入管与磷酸管，所述酸插入管的一端从所述磷酸管的顶端延伸入所述磷酸管的内部，所述磷酸管的顶端一侧设有倾斜进管，所述磷酸管的尾端设有出口；所述酸插入管的顶端设有酸进口，位于所述磷酸管内的所述酸插入管的侧壁上设有若干排出孔，所述酸插入管为四氟材料酸插入管，所述磷酸管为四氟材料磷酸管。
2.如权利要求1所述的能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，其特征在于：所述矿浆专用分布器的加浆管伸入所述轴流泵的进口管内与分布管连通，所述轴流泵的进口管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。
3.如权利要求1所述的能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，其特征在于：所述矿浆专用分布器的加浆管伸入所述轴流泵的出口管内与分布管连通，所述轴流泵的出口管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。
4.如权利要求1所述的能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，其特征在于：所述矿浆专用分布器的加浆管伸入所述闪蒸冷却器连通管内与分布管连通，所述闪蒸冷却器连通管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。
5.如权利要求1所述的能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，其特征在于：所述矿浆专用分布器的加浆管伸入所述回浆管内与分布管连通，所述回浆管与所述分布管平行，所述分布管设有分布孔，所述分布孔≥2。
6.如权利要求1所述的能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，其特征在于：从所述混合器的酸插入管加入酸，所述酸为磷矿发生萃取反应的酸，所述酸为硫酸、硝酸、盐酸其中的一种。
7.如权利要求1所述的能降低磷石膏非溶磷的湿法磷酸工艺，其特征在于：在矿浆、酸加入管道设有流量计。
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