1.5万吨磷酸毕业设计15ktaP2O5二水湿法磷酸系统工艺设计毕业论文
“湿法二水—半水法制磷酸”工艺流程
二水石膏转化采用硫酸、磷酸混合反应的方式进行。
上步离心分离得到的固相物料（磷石膏）进入二级串联的一级转化槽，在外加的 硫酸和适量回用的磷酸存在下，反应转化为半水物硫酸钙。反应中产生的少量含氟气 体（G-2）,经微负压系统送入上步工序设置的含氟反应尾气洗涤系统，采用文丘里洗涤
酸。反应方程式为：
CqF(PQ)3+ 5H2SQ+2H2Q==3fPQ+ 5CaSQ4.-2H2Q+HFT
为避免反应生成的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；第二步是硫酸与磷酸 一钙反应生成磷酸和硫酸钙，反应方程式为：
CaF(PQ)3+ 7H3PQ+2H2。== 5Ca(H2PQ)2+HFT
半水石水料浆离暂存，
-8磷酸装置生产工艺流程图
0
成品
热磷酸储罐暂存，
然后分别去饲
*废气
菇废气
一级（1#）
回用磷
二级（2#）
回用磷
G-4
半水物洗涤过
车间滤
气液-
过滤用水
*过滤尾气
洗涤、冲洗
1论—
洗涤
*过滤
滤机
车间滤
2饲料级磷酸氢钙(DCP装置工艺流程
工艺流程介绍
采用“硫酸湿法磷酸法”工艺，主要包括净化脱硫、净化脱氟、中和离心烘干 和母液中和沉淀处理4个工段，工艺流程简述如下：
（G-3）送入闪蒸尾气洗涤塔。采用循环水对闪蒸尾气喷淋洗涤净化，净化后的气体由
水环式真空泵抽出后排放。水环式真空泵采用一次水作为补充水，排放的废液送入车 间滤布洗涤水槽，作为滤布冲洗水用。
1.5万吨磷酸毕业设计15ktaP2O5二水湿法磷酸系统工艺设计
1.5万吨磷酸毕业设计15ktaP2O5二水湿法磷酸系统工艺设计毕业论文目录设计任务书 (Ⅳ)开题报告 (Ⅵ)1 综述 (1)1.1我国磷酸工业现状 (1)1.2磷酸工业生产类型 (2)2 湿法磷酸生产的基本原理 (3)2.1湿法磷酸生产的化学反应 (3)2.1.1 化学反应 (3)2.1.2 磷矿中杂质的影响 (3)2.2硫酸钙晶型和生产方法分类 (4)2.2.1 硫酸钙的晶型 (4)2.2.2 湿法磷酸生产方法 (4)2.3硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2O与CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O体系的相平衡及转化动力学.5 2.3.1硫酸钙的结晶形态 (5)2.3.2硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2O三元体系的相平衡 (6)2.3.3硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元体系的相平衡 (7)2.3.4 CaSO4－H3PO4－H2O体系转化动力学 (8)2.4磷矿在磷酸硫酸混合溶液中的浸取和分解过程 (10)2.5 硫酸钙的结晶 (10)2.6 生产工艺条件 (10)2.7 生产工艺流程 (12)3 湿法磷酸物料衡算 (14)3.1 全系统平衡 (14)3.1.1 进料 (15)3.1.2 出料 (15)3.1.3 逸出废气 (15)3.1.4 机械损失 (16)3.1.5 磷石膏 (16)3.2 对酸解系统作平衡 (16)3.2.1 进料 (16)3.2.2 出料 (17)3.3 对过滤部分作平衡 (17)3.3.1 进料 (17)3.3.2 出料 (17)3.4 对二次洗涤作平衡 (18)3.4.1 进料 (18)3.4.2 出料 (18)3.5 对一次洗涤作平衡 (18)3.5.1 进料 (18)3.5.1 出料 (18)3.6 P2O5平衡 (19)3.7 总物料平衡表及物料平衡图 (19)4 湿法磷酸热量衡算 (21)4.1反应热的计算 (21)4.2稀释热的计算 (24)4.3 热量衡算 (24)4.3.1 输入热量 (24)4.3.2 输出热量 (25)5 主要设备的工艺计算 (27)5.1酸解槽 (27)5.1.1 已知条件 (27)5.1.2 酸解槽的基本计算 (27)5.1.3 酸解槽的主要几何尺寸计算 (28)5.1.4 搅拌器的计算 (30)5.2盘式过滤机 (31)6 三废与治理 (38)6.1尾气回收 (38)6.2废水处理和稀酸的利用 (38)7 主要设备的技术特征 (39)致谢辞 (40)参考文献 (41)附录学院化学与材料工程系毕业设计（论文）任务书学院化学与材料工程系毕业设计（论文）开题报告1 综述1.1 我国磷酸工业现状我国是一个拥有13亿人口的大国，但人均耕地面积不足2亩，仅为世界人均耕地面积的二分之一；加上耕地逐年减少，人口逐年增加，而随着人民生活水平的提高，粮食消费又不断上升。
15万吨湿法磷酸生产工艺-萃取和过滤工艺
云南广播电视大学云南国防工业职业技术学院毕业设计作者：崔文涛 学生卡： 20091119142 学院：化学工程学院 专门行业： 精细化工生产技术标题： 15万吨湿法磷酸生产工艺--提取和过滤过程顺序导向器：（名字） （专业技术工作）审稿人：（名字） （专业技术工作）2012年年2月张永明 高级讲师 高级讲师 张永明概要该设计主要介绍了使用硫酸分解磷矿石（湿法磷酸）来生产磷酸的方法。
设计的主要内容包括三个部分：总体设计，过程设计和非过程设计。
通用部分详细介绍了产品规格，原料选择，整个工厂生产路线的选择以及磷酸在国民生产中的重要性。
工艺部分主要分析湿法磷酸生产，结晶工艺，生产方法选择，工艺条件确定，设备选择，材料平衡计算，热平衡计算和设备计算的基本原理。
非过程部分主要介绍地表水污染，空气污染和废气污染的处理。
根据设计，绘制了湿法硫酸车间的生产工艺流程图。
关键词：湿法磷酸，工艺设计，工艺计算。
抽象本设计主要介绍采用硫酸分解磷矿（水法磷酸）系统作为磷酸。
设计的主要内容有设计概述，技术设计和非技术设计三个部分。
总评部分详细介绍了产品规格，原材料的选择，整个工厂生产路线的选择以及磷酸在全国生产中的重要性。
工艺部分主要是分析水法磷酸生产的基本原理，结晶工艺，生产方法的选择，工艺条件的确定，设备的选择，物料平衡，热刻度臂用设备计算。
非工艺部分主要介绍了地下水污染，空气污染和废气污染的处理情况。
根据设计绘制了水法硫酸车间的生产流程图。
关键字：磷酸水法，工艺设计，工艺设计目录第ne章介绍 (6)1.1湿法磷酸生产的发展 (6)第一二章概述 (6)2.2磷酸的性质 (6)2.2.1磷酸物理性质 (6)2.2.2磷酸化学性质 (6)2.3硫酸 (6)2.3.1硫酸的性质 (6)2.3.2硫酸使用 (6)2.4工艺路线和要求 (6)第一三章节流程生产流程 (13)3.1湿法磷酸生产的基本原理 (6)3.1.1湿法磷酸生产中的主要化学反应 (6)3.2 湿法磷酸的生产阶段水平称重 (6)3.2.1硫酸钙CaS4-H3P-H2三元体系相平衡 (6)3.2.2硫酸钙CaS4-H3P-H2S4-H2四元体系中的相平衡 (6)3.2.3硫酸钙CaS4-H3P-H2三元体系中的转化动力学 (6)3.3磷酸的形成过程 (6)3.3.1磷矿酸解工艺 (6)3.3.2硫酸钙的结晶过程 (6)3.4湿法磷酸生产方法选择示范 (6)3。
年产15万吨磷酸生产工艺
化工专业课程设计课题年产15万吨的磷酸生产工艺流程学院化学化工学院指导老师王老师班级精工09 1 班学号20094560106 庄子目录第一章磷酸用途及发展情景 (1)一磷酸的用途 (1)1.用于化学肥料的生产 (1)1.1磷酸铵 (1)1.2 重过磷酸钙 (1)1.3沉淀磷肥 (1)1.4 过磷酸 (1)2.用于工业级磷酸盐的生产 (1)3.用于饲料级磷酸盐的生产 (2)4.用于食品级磷酸盐的生产 (2)5.用于医药及电子级磷酸盐的生产 (2)二 .磷酸盐的发展情景简介 (2)1.发展磷酸对我国农业生产的重要性 (2)2.以湿法磷酸为基础的高浓度磷复肥的发展情景 (3)3.副产物磷石膏的利用 (3)第二章磷酸生产原料、工艺和设备 (3)一 . 原料的供应和选择 (3)1.磷矿 (3)2.硫酸 (3)二 . 磷酸生产工艺的选择 (4)1.热法工艺 (4)2. 湿法工艺 (4)3. 国内主要磷酸工艺 (4)三 . 二水湿法磷酸工艺流程简介 (5)1. 湿法磷酸生产理论基础 (5)2. 二水物湿法磷酸生产工艺流程图（附图一）四 . 二水湿法磷酸生产的主要设备简介 (5)1 . 球磨机 (6)2 . 反应槽 (6)3. 反应槽设备装配图（附图二）4. 过滤机 (6)第三章湿法磷酸的工艺计算 (7)一 . 湿法磷酸的物、热平衡 (7)1. 二水湿法磷酸的物料衡算 (7)2. 二水湿法磷酸的热量计算 (9)二 . 湿法磷酸主要的设备的工艺简算 (13)1. 过滤机 (13)2. 反应槽 (14)第四章“三废”的处理简介 (15)一.“废气”的处理 (15)二．“废水”的处理 (16)三.“废渣”的处理 (16)参考文献 (16)第一章磷酸用途及发展情景一．磷酸的用途磷酸是三元中强酸，是由五氧化二磷与水反应得到的化合物，不易挥发，不易分解，几乎没有氧化性，具有酸的通性。
纯净的磷酸是无色晶体，熔点42.3摄氏度，高沸点酸，易溶于水。
年产15万吨湿法磷酸工程项目工艺设计
1、工艺简介
湿法磷酸工程是指利用磷矿石和硫酸发生反应生产硫酸磷酸钙，再经
缓冲搅拌，多级滤液，结晶，干燥后得到磷酸粗品的工程。
2、工艺流程
（1）选料
磷矿石、硫酸、热水、干燥剂（煤、石灰）。
（2）加料
将磷矿石和硫酸分别按一定的比例，配合热水加到反应釜中，经搅拌
反应产生硫酸磷酸钙。
（3）缓冲搅拌
将反应釜中的溶液缓冲搅拌，以调节碱度，降低PH值，使硫酸磷酸
钙溶解更好。
（4）多级滤液
将缓冲搅拌后的液体加热，升温后进行多级滤液，得到滤液和滤渣。
（5）脱水精制
将滤液加入干燥剂，经脱水精制，得到磷酸粗品。
（6）干燥
将磷酸粗品加入干燥机，经过搅拌干燥后，即可得到湿法磷酸的产品。
3、工艺操作要求
（1）选料
磷矿石、硫酸、热水、干燥剂（煤、石灰）需符合有关质量标准要求。
（2）加料
磷矿石和硫酸的比例要求根据实际情况确定，且搅拌时间要控制在一
定的范围之内，以保证反应产生硫酸磷酸钙。
（3）缓冲搅拌。
300+kta+P2+O5大型国产化湿法磷酸装置稀酸系统设计
９８．１４％ ９６．３％
２、转台真空过滤机 本工程湿法磷酸装置采用２台转台真空过滤 机，三级逆流洗涤，湿法排渣。单台的总过滤面积为
１６０
ｍ２，有效过滤面积约为１４０ ｍ２，用１８．５ ｋｗ的电
动机驱动，卸料螺旋电动机功率为３０ ｋｗ。过滤机 选用的主要材料为３１６Ｌ不锈钢。
３、低位闪冷循环泵
Ｓ Ｐ＆ＢＭＨ ＲＥＬＡＴＥＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
・３９・
管状带式输送机综述
安跃锋
（洛阳豫新冶金设备有限公司，河南洛阳４７１０００）
摘要：管状带式输送机采用密闭输送的方式，解决了通用带式输送机输送物料时倾角较小、沿途 撒料的缺点，又避免了物料受风吹、日晒和雨淋，保证了物料的质量。介绍了管状带式输送机的结构特 点、基本参数，以及对输送带的技术要求，探讨了整机的设计要点，认为将会在我国得到推广应用。
ｍｍ。搅拌桨转速６５
ｒ／ｍｉｎ，
电动机功率１６０ ｋＷ。为减小搅拌器阻力对减速机
的冲击，提高减速机的使用寿命，电动机和减速机间
采用限矩型液力偶合器。
消化槽的每个室内装有一台单层四叶桨，直径
２ ５８０
ｍｍ，转速５８ ｒ／ｍｉｎ，电动机功率７５ ｋｗ。
６生产情况
本装置在２００２年进行详细设计，２００４年底投 产至今生产操作稳定，运行可靠。生产用矿以贵州 开阳磷矿为原料，其主要生产运行数据如下：
热水，所得热水用于过滤机上的磷石膏洗涤，因而能 节约蒸汽消耗。 ４、利用磷石膏渣场回水作为预冷凝器的洗涤
过滤酸由过滤酸泵送到酸贮存工序的稀磷酸贮 槽，多余的过滤酸与逆流洗涤得到的一洗液一起作 为返回磷酸，由返酸泵送到反应工序的反应槽。由
第三段洗涤得到的三洗液由三洗泵送去作为滤饼第 二段洗涤用水，得到的二洗液由二洗泵送去作为滤
二水-半水法生产湿法磷酸的技术改造探讨
二水-半水法生产湿法磷酸的技术改造探讨摘要过磷酸钙生产过程中，可采取加大磷酸浓度及减小磷石膏中P2O5含量等生产方式，这样能显著减小浓缩能耗并改善磷石膏质量的效果。
针对这一点，本文重点描述了本厂把二水法生产磷酸工艺变成二水-半水法的相关问题，如：操作步骤、新增设备、工艺指标、技术参数等等。
通过技术调整之后，磷酸ω(P2O5)由22％上升为35％，磷石膏中ω(P2O5)由1.5％减小为0.2％以下，磷石膏中的ω (H2O结晶)由14％～l6％变为4％～8％，一年内可实现节省1.5万t煤，创造的效益达1786万元。
关键词湿法磷酸；二水法改二水一半水法；工艺技术当前，湿法萃取磷酸超过90％则选择二水法流程。
产品磷酸ω（P2O5）为20％~24％；副产二水石膏，其ω（H2O结晶）14％~16％、ω（P205）为0.8％~1.5％。
广东湛化股份有限公司是全国最大的过磷酸钙（磷肥）生产企业，副产的石膏都用在生产硫酸。
使用这类工艺二水石膏烘干为半水之后再实施配料操作，对分解、煅烧生产出来的硫酸，其石膏中的ω（P205）需在1％。
如果选择二水一半水工艺发挥出来的优势更加显著，不仅副产的石膏能达到制硫酸要求，同时生产的磷酸ω（P205）也从20％~24％变为33％~39％，使得料浆浓缩的蒸汽消耗显著减小，石膏中ω（P205）则减小到0.2％以下，石膏中ω（P2O5）回收率上升1.3％，磷利用率超过99％，且石膏烘干的煤耗可降低35％的消耗。
具体分析结果如下：1 二水一半水法湿法磷酸工艺流程先进行分解反应，主要材料为磷矿浆、硫酸、滤洗液，主要反应场所在第l 反应槽完成，前后反应时间持续在1.5h~2h，磷矿浆与硫酸的加入量在投料总量中的比例达80％。
一次反应液进入第2反应槽中，并在第2反应槽中添加适量的磷矿浆与硫酸，这样可以保证分解反应更加全面，前后反应时间持续在1.5h~2h，磷矿浆与硫酸的加入量在投料总量中占20％，温度大小8O℃~93℃。
湿法磷酸净化论文文摘
湿法磷酸净化论文文摘黄美英的论文—四川大学湿法磷酸由于原料和工艺特点，导致其含杂质高，一般用于制造磷肥。
如要制取优质的磷酸盐产品，则还需进一步加以净化。
国内外对湿法磷酸的净化作了许多研究，比较成功的还是国外的溶剂萃取法，并已经应用于工业化生产，国内在这方面也有所研究，但仅限于小试规模，未见成功的工业化中试报道。
而国外比较成熟的湿法磷酸净化技术又十分保密，技术转让费很高。
因此有必要开发自己的湿法磷酸净化专有技术，以适应国内快速发展的湿法磷酸工业，满足工业磷酸和食品磷酸日益增长的需求。
本文针对贵州宏福有限公司提供的浓缩湿法磷酸进行了净化研究，开发了一条新的湿法磷酸净化工艺：即采用磷酸三丁酯作为萃取剂，以贵州宏福公司的浓缩湿法磷酸为原料，经预处理，萃取、洗涤、反萃，获得的净化磷酸达到了工业级热法磷酸标准。
其工艺流程如下图所示，该工艺具有以下优点：采用了一次性对原料磷酸进行脱色、脱硫及脱氟综合处理，其效果优于分步进行的效果，简化了工艺；以磷酸三丁酯作为萃取剂，对萃余酸和反萃酸不需要进行溶剂回收，简化了流程、降低了能耗、节约了成本。
原酸预处理实验结果表明，反应温度为60℃；反应时间为4.5小时；搅拌速度为300 rpm；E型活性炭加入量：0.5％(按酸质量计)：磷矿：1.24倍理论量；碳酸钠：为理论量的120％；碳酸钡：在反应停止前7分钟加入等条件下对摘要酸进行综合预处理，得到的预处理酸能满足溶剂萃取法对原酸组成的要求。
通过实验研究成功地开发了新的湿法磷酸净化装置一振动筛板塔，获得了含杂质洗涤酸前处理，洗涤浓缩反萃一部分反萃酸去洗涤产品酸优化的结构参数:他们的开孔率和板间距之比分别为:萃取:53%/7cm;洗涤:53%/sem;反萃:45%/6em。
利用本研究获得的工艺参数和操作条件，进行了工业化中试的设计和放大，建成了3000吨/年PZO;的工业化中试装置，中间实验证明，获得的净化磷酸能达到工业级热法磷酸的标准，每吨产品P2O5的原料净化成本约为250元，说明本研究开发的净化湿法磷酸工艺在经济上是可行的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.5万吨磷酸毕业设计15ktaP2O5二水湿法磷酸系统工艺设计毕业论文目录设计任务书 (Ⅳ)开题报告 (Ⅵ)1 综述 (1)1.1我国磷酸工业现状 (1)1.2磷酸工业生产类型 (2)2 湿法磷酸生产的基本原理 (3)2.1湿法磷酸生产的化学反应 (3)2.1.1 化学反应 (3)2.1.2 磷矿中杂质的影响 (3)2.2硫酸钙晶型和生产方法分类 (4)2.2.1 硫酸钙的晶型 (4)2.2.2 湿法磷酸生产方法 (4)2.3硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2O与CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O体系的相平衡及转化动力学 ·· 52.3.1硫酸钙的结晶形态 (5)2.3.2硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2O三元体系的相平衡 (6)2.3.3硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元体系的相平衡 (7)2.3.4 CaSO4－H3PO4－H2O体系转化动力学 (8)2.4磷矿在磷酸硫酸混合溶液中的浸取和分解过程 (10)I2.5 硫酸钙的结晶 (10)2.6 生产工艺条件 (10)2.7 生产工艺流程 (12)3 湿法磷酸物料衡算 (14)3.1 全系统平衡 (14)3.1.1 进料 (15)3.1.2 出料 (15)3.1.3 逸出废气 (15)3.1.4 机械损失 (16)3.1.5 磷石膏 (16)3.2 对酸解系统作平衡 (16)3.2.1 进料 (16)3.2.2 出料 (17)3.3 对过滤部分作平衡 (17)3.3.1 进料 (17)3.3.2 出料 (17)3.4 对二次洗涤作平衡 (18)3.4.1 进料 (18)3.4.2 出料 (18)3.5 对一次洗涤作平衡 (18)3.5.1 进料 (18)3.5.1 出料 (18)3.6 P2O5平衡 (19)II3.7 总物料平衡表及物料平衡图 (19)4 湿法磷酸热量衡算 (21)4.1反应热的计算 (21)4.2稀释热的计算 (24)4.3 热量衡算 (24)4.3.1 输入热量 (24)4.3.2 输出热量 (25)5 主要设备的工艺计算 (27)5.1酸解槽 (27)5.1.1 已知条件 (27)5.1.2 酸解槽的基本计算 (27)5.1.3 酸解槽的主要几何尺寸计算 (28)5.1.4 搅拌器的计算 (30)5.2盘式过滤机 (31)6 三废与治理 (38)6.1尾气回收 (38)6.2废水处理和稀酸的利用 (38)7 主要设备的技术特征 (39)致谢辞 (40)参考文献 (41)附录III合肥学院化学与材料工程系毕业设计（论文）任务书IVV合肥学院化学与材料工程系毕业设计（论文）开题报告VIVIIVIII1综述1.1我国磷酸工业现状我国是一个拥有13亿人口的大国，但人均耕地面积不足2亩，仅为世界人均耕地面积的二分之一；加上耕地逐年减少，人口逐年增加，而随着人民生活水平的提高，粮食消费又不断上升。
在这种情况下，为了保证粮食的供给，提高粮食单产是最有效的措施之一。
生产是一个能量和物质的转化和循环过程。
留在农业内部再循环部分是很小的，大部分随农产品的收获而转移到社会的各个方面。
因此必须从外部投入必要的能量和物质作为补偿。
在各种能量和物质的投入中，在有机肥和无机肥的相结合的前提下，化肥投入的能量和物质约占全部投入的50%，对农业增产所起的作用约占40%。
故施用化肥经常是提高粮食单产的关键。
我国土壤含磷元素一般都不能满足农作物的要求，这已成为农业增产的一大障碍。
根据调查，全国21亿亩耕地中，严重缺磷（<5ppm）地约占7亿亩，中等缺磷（〈10ppm）约占11亿亩。
目前施化肥的N:P2O5:K2O=1:0.28:0.06,远低于国际水平（1：0.5：0.4）。
造成这种状况的主要原因是我国化肥中磷肥和含磷量高的复合肥料所占比例太低。
例如临安是最受欢迎的高浓度氮磷复肥，在发达国家其产量已占磷肥总产量的70%以上，但在我国还不足3%。
发达国家化肥消费总量中约有50%～80%是高浓度肥料和复合肥料，而国产化肥大部分为低浓度单质肥料，平均含纯养分24.5%，只相当于发达国家的一半。
因此在相当长的一段时间里，为了适应农业增产的需要，磷复肥应是我国化肥发展的重点。
磷酸是生产高浓度磷复肥的重要原料。
可以说高浓度磷复肥的生产水平，主要依赖于磷酸工业的发展。
磷酸的生产方法分热法和湿法两类，但由于前者能耗高，价格贵，故世界各地的磷酸工业仍以湿法为主。
我国湿法磷酸工业起步比较晚，上海化工研究院自1953年开始对磷酸生产进行了大量的开发研究工作，并于60年代中期在南京化学工业公司建成了年产2万吨磷酸的试验工厂。
同时还对半水物流程和半水-二水再结晶流程进行了开发。
但目前全国主要生产厂仍以二水物流程生产湿法磷酸。
我国磷矿储量仅次于前苏联、美国和摩洛哥而居世界第四位，但富矿很少，80%是中、低品位矿，其中还有80%是难选的磷块岩（在我国也称胶磷矿），兼之长期以来对矿山建设重视不够，使我国磷肥工业的发展受到很大影响。
最近16 年,我国磷肥工业迅速发展,总生产能力上升到约11 000 kt/ a ( P2O 5计,下同) ,2002 年产量达到8 060 kt ,跃居世界第二位。
在此期间,磷肥产品结构调整初见成效,高浓度复合肥料中的磷肥占磷肥总产量的比例从原来的3 %猛增到45 % ;而高浓度磷复肥主要由磷酸铵和重过磷酸钙构成,它们都与湿法磷酸直接- 1 -相关,用磷酸作为中间产品加工而成。
2002 年,我国磷酸生产能力已达到5 530kt ,形成了具有相当规模的一个大行业。
随着磷酸和磷肥产量的不断增长,磷酸和磷肥的生产技术也有了很大进步,并成功地应用于许多工厂和各种工艺中,为提高产量、改善产品质量、降低消耗、治理污染、改善环境以及提高企业经济效益和社会效益发挥了极为重要的作用。
1.2磷酸工业的生产类型以硫酸分解磷矿制造磷酸的方法称湿法。
湿法磷酸于1870-1872年间在德国首次投产以来，迄今已有100多年的历史。
根据硫酸分解磷矿生成不同水合结晶形态的硫酸钙，又可将湿法磷酸的生产分为二水物法、半水物法、和无水物法。
无水物法虽可制得高浓度磷酸，但反应温度高，设备腐蚀严重，且无水硫酸钙结晶细小，过滤困难，故很难在工业上使用。
二水物法具有操作控制容易，对设备材质要求较低和对磷矿适应性较强等特点，因此获得了广泛采用。
目前二水物法的生产能力约占湿法磷酸总生产能力的90%以上。
二水物法生产的磷酸含P2O528%～32%，通常都将其浓缩到40%～54%后再用于磷铵和重过磷酸钙等的生产。
为了减少能量消耗和简化生产过程，人们总希望能直接生产出高浓度的磷酸。
上世纪70年代以来，美国西方石油公司开发出了新的半水物流程，即OXY-半水物流程，可直接生产出含42%P2O5的磷酸。
但半水物法也存在磷矿的P2O5转化率低和介稳态半水物易再结晶引起操作困难等缺点。
其后虽然相继出现了半水-二水及二水-半水流程，使半水物法得到改善，但由于他们对磷矿质量及生产技术的要求都比较高而难于普遍推广。
- 2 -2湿法磷酸生产的基本原理2.1湿法磷酸生产的化学反应用硫酸（硫酸、硝酸、盐酸等）分解磷矿制得的磷酸统称为湿法磷酸，而用硫酸分解磷矿的方法是磷酸生产中应用最广泛的方法，在技术上最成熟，经济上最合理，其产量在磷酸产量中占绝对优势。
2.1.1化学反应硫酸浸取分解磷矿是液固相反应过程，反应式为：Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O→3H3PO4+5CaSO4·nH2O+HF （2-1）反应过程中为避免磷矿颗粒表面被硫酸钙包裹，延缓或阻碍反应的进行：实际上是用循环磷酸料浆来分解磷矿，即用磷酸与硫酸的混酸来分解磷矿。
反应分两步进行，第一步是磷矿和循环料浆（或返回系统的磷酸）进行预分解反应，磷矿首先溶解在过量的磷酸溶液中生成磷酸一钙：Ca5F(PO4)3+7H3PO4→5Ca(H2PO4)3+HF （2-2）预分解反应的目的主要是防止磷矿与浓硫酸直接反应，避免在磷矿粒子表面生成硫酸钙薄膜而阻碍磷矿的进一步分解。
同时也有利于硫酸钙过饱和度的降低。
第二步即以上述的磷酸一钙料浆与稍过量的硫酸反应生成硫酸钙结晶与磷酸溶液：5Ca(H2PO4)3+5H2SO4+5nH2O→10H3PO4+5CaSO4·nH2O （2-3）2.1.2磷矿中杂质的影响磷矿中所含杂质对湿法磷酸的生产工艺过程和产品质量有显著影响。
①氟: 磷矿中的氟在酸解时会生成HF，再与磷矿中活性SiO2形成氟硅酸。
氟存留在磷酸中会增大磷酸溶液的腐蚀性，大部分氟以SiF4形态逸出，回收加工为氟盐，并消除了污染。
② SiO2: 磷矿中含有少量SiO2，有利于生成的HF转化为挥发性低和腐蚀性弱的氟硅酸。
若SiO2过高，会增大设备、管道和搅拌浆的腐蚀，并增加料浆粘度，降低分离硫酸钙时的过滤强度。
③碳酸盐: 磷矿中通常会有少量石灰石等碳酸盐矿物，主要成分为CaCO3、MgCO3。
CaO在酸解时生成CaSO4，增大硫酸的消耗定额；MgO全部进入磷酸溶液中，中和掉磷酸中的第一个氢离子，并增加溶液粘度，对结晶、过滤、浓缩过程不利。
碳酸盐分解时放出CO2,使溶液形成泡沫，造成逸出损失。
④铁、铝化合物: 磷矿中的铁、铝杂质会增大磷酸溶液的粘度，降低酸的质量，并在浓缩时在设备中结垢，并可能与磷酸形成淤渣，造成P2O5损失。
⑤钾、钠化合物: 磷矿中钾、钠离子首先与氟硅酸反应生成氟硅酸钾、钠，会在反应、过滤及浓缩系统的设备与管线中析出结垢，在贮存系统中形成淤渣，导致装置开车率下降与P2O5损失增大。
⑥锶、镧等稀土金属化合物: 磷灰石在矿中的稀土金属氧化物对半水物硫酸钙转化为二水物起延缓作用。
⑦氯、碘: 氯和碘是萃取磷酸中最不希望存在的杂质，它们会使磷酸溶液具有极强的腐蚀性。
应避免这两种杂质进入磷酸生产系统。
2.2硫酸钙的晶型和生产方法分类2.2.1硫酸钙的晶型在湿法磷酸生产过程中，根据液相中磷酸与硫酸的浓度，系统的温度不同，有三种硫酸钙的水合物结晶与溶液处于平衡状态，它们是二水物CaSO4·2H2O(二水石膏)、半水物α-CaSO4·0.5H2O(α半水石膏)和无水物CaSO4II(硬石膏II)。
相应地生产上述三种基本方法即为二水物法、半水物法和无水物法。
反应中生成的HF与磷矿中带入的SiO2生成H2SiF6。
6HF+SiO2=H2SiF6（2-4）少量的H2SiF6将与SiO2反应生成SiF42H2SiF6+SiO2=3SiF4↑+2H2O （2-5）可见，气相中的氟主要以SiF4的形式存在，用水吸收后生成氟硅酸水溶液并析出硅胶沉淀3SiF4+(n+2)H2O=2H2SiF6+SiO2·H2O↓（2-6）磷矿中的铁、铝、钠、钾等杂质将发生下述反应：（Fe,Al）2O3+2H3PO4=2(Fe,Al)PO4+3H2O （2-7）(Na,K)2O+H2SiF6=(Na,K)2SiF6+H2O （2-8）镁主要存在于碳酸盐中，磷矿中的碳酸盐，如白云石、方解石等首先被硫酸分解并放出CO2。