窑法磷酸的基本原理及工业化生产的意义
磷酸工艺知识
磷酸工艺知识讲解第一讲二水湿法磷酸工艺原理一、湿法磷酸生产化学反应原理1、反应方程式：Ca5(PO4)3F + 5H2SO4+ 5n•H2O = 5CaSO4•nH2O + 3H3PO4+ HF↑磷矿石硫酸磷石膏(副产品) 磷酸(产品) 尾气其中，未定变量n有三种值，分别为0、1/2、2，则对应的副产品也分为三种，分别为无水物、半水物与二水物。
同时对应的生产方法也分别叫：无水法、半水法与二水法。
在实际的国内乃至国际工业生产中，二水法磷酸的生产工艺占80%以上。
2、二水法磷酸工艺原理：当n=2时，1中的方程式为：Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4•2H2O + 3H3PO4+ HF↑3、硫酸分解中磷矿分两步完成①磷矿首先被磷酸分解：Ca5(PO4)3F+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF② Ca(H2PO4)2与硫酸反应生成磷酸：5Ca(H2PO4)2 + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4•2H2O + 10 H3PO4由上可知，磷矿在反应槽中首先与槽内的磷酸反应，所以工艺上应将硫酸加入点放在磷矿加入点的后面位置。
4、什么叫二水湿法磷酸工艺？磷酸的工业生产方法分为热法生产与湿法生产两类。
从广义上讲，凡是用酸分解磷矿制成的磷酸，称为湿法磷酸，通常用硫酸分解磷矿，所以上述用硫酸分解磷矿，且副产品是二水物的磷酸生产工艺称为二水湿法磷酸工艺。
5、二水法工艺技术主要特点：（与半水法或其它方法相比较）①流程简单、操作稳妥可靠；②装置建厂数量最多，且单系列生产规模最大，居各种工艺之首；③对磷矿适应性强，特别对我国磷矿品位低，杂质含量高的情况尤为适用；④在较低的酸温和较低的酸浓度下操作，使得衬胶设备和不锈钢设备使用寿命延长；⑤二水石膏过滤不受过滤机类型限制，转台式、翻盘式及带式均可使用；⑥工业化磷酸装置P2O5收率一般在94%——96%之间。
二、湿法磷酸生产的原料湿法磷酸生产的主要原料是磷矿与硫酸。
磷酸生产工艺教学萃取工序
04
磷酸生产中萃取工序的 优化与改进
萃取效率的提高
选用高选择性的萃取剂
01
通过实验筛选，选择对磷酸具有高选择性的萃取剂，提高磷酸
在萃取过程中的分配系数，从而提高萃取效率。
优化萃取工艺条件
02
通过调整萃取温度、压力、混合强度等工艺参数，改善磷酸与
萃取剂之间的相溶性，从而提高萃取效率。
强化传质过程
03
05
磷酸生产中萃取工序的 常见问题与解决方案
萃取效率低
总结词
萃取效率低是磷酸生产中常见的问题，会导致磷酸纯度下降 和生产效率降低。
详细描述
萃取效率低的原因可能包括萃取剂选择不当、萃取温度和压 力控制不当、设备老化或堵塞等。为了解决这个问题，可以 优化萃取剂的选择和配比，控制好萃取温度和压力，定期检 查和清洗设备，以及更换老化的设备。
关键环节
萃取工序是磷酸生产流程中的核 心环节，其效果直接影响到最终 产品的质量和产量。
高效分离
通过萃取工序，能够高效地将磷 酸与其他杂质分离，提高产品的 纯度和收率。
降低能耗
优化萃取工序的操作条件，有助 于降低能耗和生产成本，提高整 体经济效益。
萃取工序对产品质量的影响
01
02
03
纯度提升
通过有效的萃取操作，能 够显著提高磷酸产品的纯 度，满足不同应用领域的 需求。
磷酸生产工艺教学萃 取工序
目录
• 磷酸生产工艺简介 • 萃取工序在磷酸生产中的重要性 • 磷酸生产中的萃取工序流程 • 磷酸生产中萃取工序的优化与改进 • 磷酸生产中萃取工序的常见问题与解决方
案
01
磷酸生产工艺简介
磷酸的定义与性质
01
磷酸是一种常见的无机酸，化学式为H3PO4，常温 下为无色透明液体，有腐蚀性。
磷化处理
磷化处理概述磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理，主要应用于钢铁表面磷化，有色金属（如铝、锌）件也可应用磷化。
磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。
磷化处理工艺应用于工业己有90多年的历史，大致可以分为三个时期：发展概况奠定磷化技术基础时期磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross于1869年获得的专利。
从此，磷化工艺应用于工业生产。
在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。
一战期间，磷化技术的发展中心由英国转移至美国。
磷化技术迅速发展时期1909年美国T.W.Coslet将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。
这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展，拓宽了磷化工艺的发展前途。
Parker防锈公司研究开发的Parco Power配制磷化液，克服了许多缺点，将磷化处理时间提高到lho。
1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时间缩短至10min,1934年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。
磷化技术广泛应用时期二战结束以后，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步的发展和完善。
磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。
这个时期磷化处理技术重要改进主要有：低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连续钢带高速磷化。
当前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省能源进行。
磷化原理⒈磷化工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，称之为磷化。
⒉磷化原理钢铁件浸入磷化液（由Fe(H2PO4）2Mn(H2PO4）2Zn(H2PO4）2组成的酸性稀水溶液，PH 值为1-3，溶液相对密度为1.05-1.10）中，磷化膜的生成反应如下：吸热3Zn(H2PO4）2=Zn3(PO4）2↓+4H3PO4或吸热3Mn(H2PO4）2=Mn3(PO4）2↓+4H3PO4吸热钢铁工件是钢铁合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3形成无数原电池，在阳极区，铁开始熔解为Fe2+，同时放出电子。
磷矿制磷酸工艺
三、硫酸浸取磷矿制磷酸用硫酸分解磷矿制磷酸(湿法磷酸)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。
1.生产原理(1)化学反应②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(2)有三二水物①二水物法(DH)制湿法磷酸这是目前世界上应用最广泛的方法，有多槽流程和单槽流程，其中又分无回浆与有回浆流程，以及真空冷却与空气冷却流程。
二水物法湿法磷酸一般W(P2O5)=28～32％，磷总收率93～97％。
二水物法磷的总收率较低，原因是该法洗涤不完全；少量磷酸溶液进入硫酸钙晶体空穴中，磷酸一钙结晶后与硫酸钙结晶层交替生长；磷矿颗粒表面形成硫酸钙膜使磷矿萃取不完全。
②半水－二水物法(HH/DH)制湿法磷酸先使硫酸钙形成半水物结晶，后再重结晶为二水物。
这样可使硫酸钙晶格中的P2O5全部释放出来，P2O5总收率达98～98.5％，同时提高了磷石膏纯度，扩大了它的应用。
半水－二水物法流程根据水物Ⅱ。
二水物与α半水物溶解度曲线相交于97℃，此时两者可互相转换并保持CaSO4·2H2O＝αCaSO4·0.5H2O+1.5H2O的平衡关系，但此时平衡是介稳平衡，最终都将转变为无水物Ⅱ。
图4-2-10为CaSO4-H3PO4-H2O系统多温图。
磷酸 生产工艺
磷酸生产工艺
磷酸是一种重要的化工产品，被广泛应用于肥料、食品添加剂、清洗剂等方面。
磷酸生产工艺通常有湿法法和燃烧法两种。
湿法法是目前主要的磷酸生产工艺，其工艺流程如下：
1. 磷矿石的提取：首先从矿山中采取适量的含磷石英矿石，矿石通常经过粉碎、烘干等处理。
2. 矿石的酸洗：将粉碎的矿石放入酸洗槽中进行酸洗处理，常用的酸洗剂有硫酸、氯化氢等，将矿石中的杂质如泥土、氟化物等溶解掉，使矿石纯化。
3. 溶液的净化：经过酸洗的矿石溶液中仍含有杂质如铁、镁等，需要进行净化。
通过加入适量的氢氧化钙或氢氧化钠等碱德沉淀等方法，沉淀掉不需要的杂质。
4. 磷酸的提取：将净化后的溶液加热蒸发浓缩，浓缩至一定浓度后，将溶液喷入冷却塔中，冷却塔内产生的湿润气氛中的磷酸粉末通过相对湿气的控制，得以急冷形成颗粒状磷酸。
5. 磷酸的干燥：产生的磷酸颗粒状物料通过干燥设备进行干燥，除去其中的水分。
燃烧法虽然得到磷酸的纯度较高，但由于生产过程中产生的大量的二氧化硫等有害气体对环境造成污染，所以目前很少使用。
总之，磷酸的主要生产工艺是湿法法，通过磷矿石的提取、酸洗、溶液净化、磷酸提取、干燥等步骤，最终得到纯度较高的磷酸产品。
在生产过程中，需要注意环境保护和安全生产，减少对环境的污染和安全事故的发生。
2022磷酸化工63
l 常用除尘设备：相式除尘器，高压静电除尘器〔操作温 度>200℃〕
炉气中磷蒸气的冷凝
l 一般采用两塔或多塔冷凝，以促进磷蒸气在适宜的过饱 和度下冷凝。
l 塔内气速一般：0.1～0.2m/s，过大气液别离困难。
l 塔内气体停留时间：>100min
l
l 塔出口尾气温度：<35℃，使磷的冷凝率>99％
磷的精制
l 少数粉尘分散在冷凝下来的液体磷中，为满足黄磷产品 质量标准，必须进一步精制。
l 磷液体密度1.75g/cm3，大于杂质的密度，有足够的时 间，就能使磷与杂质分开，也可参加适当助剂提高精制 效率。〔如硅藻土〕
响过程，两相间接触面积是反响的控制因素，粒度小有 利于反响，但过小使炉料透气性下降，局部焦炭富集， 不利于电炉操作。一般控制为磷矿粒度的1/2～1/3，约 4～15mm。 l 用量：焦炭用量直接影响炉渣含磷量。炉渣含磷量小， 所需焦炭就多。如果过剩焦炭多，那么会增加炉料导电 性，电极上移，炉气温度上升，炉底温度下降，出渣困
磷、磷肥、磷酸盐工业
l 磷是一种用途十分广泛的化工原料性产品， 在国民经济中占有重要地位。黄磷性质活泼， 化合性强，可生产出多种产品，目前全世界一 半以上的黄磷主要用于制成磷酸和磷酸盐，应 用于肥料工业、洗涤剂、食品工业、医药工业、 农药和电子工业、纺织、玻璃、冶金和陶瓷等 行业，对磷酸盐的需求也日益增加。此外，黄 磷的化合物可制成燃烧弹和烟幕弹等，在国防 上占有一定地位。
工艺流程图
热法黄磷工艺流程简 图
尾气水封
磷酸在发酵中的作用
磷酸在发酵中的作用
发酵是一种常见的生物过程，被广泛应用于食品和饮料生产、药物合成、能源生产等多个领域。
在发酵过程中，磷酸扮演着重要的角色。
它既是底物，也是催化剂，对于发酵反应的进行起着至关重要的作用。
磷酸在发酵过程中作为底物参与反应。
许多发酵反应需要磷酸作为底物，例如乳酸发酵和酒精发酵。
在乳酸发酵中，磷酸参与了葡萄糖分解为乳酸的过程。
在酒精发酵中，磷酸参与了葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳的过程。
磷酸作为底物提供了能量和原料，推动了发酵反应的进行。
磷酸在发酵过程中作为催化剂发挥作用。
磷酸可以催化多种发酵反应的进行，加速反应速率。
例如在乳酸发酵中，磷酸催化了葡萄糖分解为乳酸的过程中的关键反应。
磷酸催化剂可以通过降低反应的活化能，提高反应速率，从而加速发酵反应的进行。
磷酸还参与了发酵过程中的能量代谢。
在细胞内，磷酸通过磷酸化和脱磷酸化反应参与能量代谢的调控。
例如在糖酵解过程中，磷酸通过磷酸化反应将葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸。
葡萄糖-6-磷酸随后参与到乳酸发酵或酒精发酵中，生成乳酸或乙醇。
磷酸通过调控这些反应，控制着能量的产生和利用，维持细胞内的能量平衡。
磷酸在发酵中扮演着重要的角色。
它既是发酵反应的底物，也是催
化剂，同时还参与能量代谢的调控。
磷酸的作用使得发酵反应能够高效进行，产生所需的产物。
磷酸的运用不仅在食品和饮料生产中具有重要意义，也在药物合成和能源生产等领域发挥着重要作用。
进一步研究磷酸在发酵中的作用机制，有助于优化发酵过程，提高产物的质量和产量，实现资源的高效利用。
现代磷化工技术和应1
《现代磷化工技术和应用》第六章湿法磷酸第十二节盐酸法磷酸[1]- [3]－、概述相对传统的硫酸法萃取磷酸工艺而言，盐酸分解磷矿制磷酸由于不耗硫酸，同时盐酸分解磷矿生成的盐酸盐为水溶性盐，对含杂质较高的低品位磷矿有较好的适应性，因此对缺乏硫资源而磷矿品位较低的地区具有一定的优势。
在现在看来，不排放磷石膏也是其优点之一。
以色列矿业公司（IMI）于1959年开发了采用醇类溶剂液-液萃取以分离磷酸和氯化钙的专利技术，并在以色列的海法（Haifa）化学公司1968年建成了第一个用盐酸分解磷矿年产1.6万吨磷酸的工业化装置，后扩建至3万吨，其磷酸用于生产工业级和食品级磷酸盐以及控释NPK复合肥。
以后在世界各地又建立了若干工业化装置，规模较大的有以色列的阿莱德化工公司（Arad Chemical Ind. Ltd.）建设了日产500吨P2O5的工厂，产品磷酸用于生产磷肥。
美国公司（Celanese Corp & Trades Inc）在巴西建有年产1.6万吨P2O5的工厂，产品磷酸用于生产饲料级和食品级磷酸以及洗涤剂。
我国于1965年开展了盐酸分解磷矿制磷酸的工作，原化工部太原化工研究院，四川省自贡市化工研究院，大连工学院等均进行过实验室试验。
1971年上海骨胶厂与上海化工研究院协作，对盐酸分解骨炭和磷矿，液-液萃取制磷酸进行了连续试验，在此基础上于1973年建成了年产500吨58% P2O5的生产车间。
1985年姚鼎文等申请了“盐酸分解中低品位磷矿制磷酸的方法”的发明专利（CN85102768），以后在此基础上有所改进（CN200810196844.2）。
2006年7月湖北省宜城市永屹化工有限公司盐酸法制工业磷酸中试成功，2007年7月年产1000吨工业化项目投产，使用6.3～15%的中低品位磷矿，生产的工业磷酸达国家标准。
盐酸法磷酸工艺的优点在于对磷矿的迭择性低（适用所有商品级磷矿），磷收率超过98%，磷酸质量好。
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磷化学工业窑法磷酸的基本原理及工业化生产的意义曾繁端(云南磷肥工业有限公司,云南安宁650600)摘 要: 介绍窑法磷酸新工艺的基本原理以及该工艺和传统方法在产品质量,成本上的比较,认为开发窑法磷酸新工艺对磷化工具有十分重要的战略意义。
关键词: 窑法磷酸; 工艺原理; 工业化生产中图分类号: T Q126.3+5 文献标识码: A 文章编号: 1004-275X(1999)03-0010-04The Basic Principles of Kiln Process Phosphoric Acidand Its Meaning for Industrialization ProductionZENG Fan-du an(Yunnan Phosphate Fertilizer Industrial Company,Anlin650600,China)Abstract: The basic principles of new technology for kiln process phosphoric acid w ere introduced.M edium-low grade phosphate ores could be fully uti lized to produce phosphoric aci d w hich cost w as lower than that of w et process w hile quali ty w as similar to that of thermal process.K eywords: kiln process phosphoric acid; process principle; industrialization production1 窑磷酸新工艺的提出磷酸在国民经济中占有重要地位,是生产高浓度磷肥和其它磷酸盐制品的主要原料。
磷酸的传统生产工艺分为湿法和热法两种。
湿法工艺用硫酸分解磷矿石制得磷酸,这种工艺要求磷矿石品位高,质量好,但制得的磷酸浓度低,杂质含量高。
热法工艺是在电炉中用焦炭还原磷矿石,制得黄磷,再将黄磷燃烧氧化,制得P2O5,经水化吸收制取磷酸。
这种工艺,可以利用中低品位磷矿石,生产的磷酸浓度高,质量好,为加工高品级的下游产品提供了优越的条件。
由于电价上扬,热法制酸成本迅速上升。
近年来,我国饲料工业发展迅速,但用热法酸来制造饲料添加剂,成本高,企业无利可用图。
用湿参考文献[1] 屈庆,刘光恒 预测三元系超额焓的一种新方法[J] 物理化学学报,1997,13(9):790[2] 刘光恒,屈庆 用FRKS状态方程关联高度非对称二元系超额焓[J] 化工学报,1998,49(2):230[3] Saove G.Equili brium constants from a modified Redlich-Kong equation of s tate[J].Chem Emg Sci,1972,2:1197 [4] Liu Guangheng,Lim C J,Lielmesa j.U se of th e binary interaction parameter function for van der Waals type EOS in VLE calculations[J].Thermochim Acta,1993,224:1[5] Reid R C,Prausnitz J M,Poling B E.T he properties of Gasesand Liquids.4th edn[M].M cGraw Hill,New York,1987[6] Knapp H,etal.Vapor-liquid Equilibri a for M ixtures of LowBoiling S ubstances.Ch emistry Data Series,Vol.VI.DECHEM A,Frankfurt,1982[7] Reamer H H,Sage B H.Phase behavior in the hydrogen-ammonia system[J]J Chem Eng Data,1959,4(2):152 [8] Krich evsk i i I R,Efremova G D.Phase and volume relation inliquid-gas at high press ure V.ammoniamethane[J].Zhur Fia Khim,1953,27:1682[9] Konoki K,et al.Experimental study of vapor-liquid equilibria for multicomponent systems containing liquid ammonia [J].J Chem Eng JPN,1972,52(2):103(收稿日期:1999-03-22)法磷酸制造,要求脱氟,生产成本高,因而氢钙生产企业效益并不高。
长期以来,由于受到矿产资源和电力的限制,用传统方法生产的磷酸,或质量差,或价格昂贵,因而严重地妨碍我国高浓度磷肥和磷酸制品工业的发展。
这只有依赖于科技进步,寻求一条能充分利用中低品位磷矿,低成本生产磷酸的新工艺,新路子,才能从根本上解决问题。
窑法磷酸其工艺特点表现在不用硫,少用电,对中低品位磷矿石有很大的适应性,开发此项技术,可以在很大的程度上解决制磷酸在资源供需上的各种矛盾,降低制造成本,提高磷酸的质量,满足我国经济发展的需要。
2 窑法磷酸基本原理和工艺过程2 1 基本原理窑法磷酸新工艺和电热法工艺有着相同的基本原理。
即都是先用焦炭把磷矿中的磷还原成气态元素磷,进而氧化和水合成磷酸,反应式如下:Ca3(PO4)2+5C+3S i O2高温P2+5CO+3CaS iO3(1)H=22421kJ/kg P2P2+52O2P2O5H=-26097kJ/kg P2(2)P2O5+3H2O2H3PO4(3)由于窑法磷酸工艺和热法磷酸工艺基本一致,都是把磷还原升华,然后再氧化,水合,排除了很多杂质(这是与湿法工艺的显著的区别),因而能制得高纯度、高浓度的磷酸。
但在热法生产中,反应(1)和反应(2)、(3)为分别进行的,反应(1)为黄磷生产过程,反应(2)、(3)为制酸过程。
黄磷生产消耗大量的电,因而磷酸价高。
窑法磷酸新工艺,把磷的还原和氧化在同一个设备内进行,即在一个转窑内完成。
利用(2)式氧化放出的热,完全可以供(1)式还原所需的热。
在理论上计算,能耗低,因而磷酸价格低。
在窑法磷酸工艺中,氧化和还原所需的条件是完全相反的。
为了保证(2)式反应的进行,必须有充分的O2存在;但为了保证(1)式反应进行,必须尽量减少O2,CO2等氧化性气体的存在。
因而,窑法磷酸工艺关键问题在于在同一设备内如何把氧化区和还原区有效地隔离开,保证(1)式的还原反应和(2)式的氧化反应顺利进行,很多国家的科学家都在积极寻求解决办法。
美国ORC公司于1983年提出了一种用回转窑制取磷酸的新工艺(Kiln Phosphoric Acid, KPA工艺),该工艺可以用中低品位磷矿石、硅质和炭质还原剂直接制取磷酸,但由于ORC公司对氧化区和还原区的隔离这一关键问题未能很好解决,因而KPA工艺未能工业化。
我国科技工作者从1984年开始研究窑法磷酸新工艺,并从1988年开始,将用于冶金工业的冷固球团和直接还原回转窑技术与我国的磷矿资源特点相结合,提出了一条新的制磷酸工艺路线!!!CDK窑法磷酸新工艺。
我国科技工作者的技术核心在于∀复合球团#,即在磷矿、硅石、焦炭磨细造球以后,再在球体表面上用某种粘结剂裹上焦炭粉做成包裹层,构成双层球团(称∀复合球#),以包裹层把氧化区和还原区隔离开,便可在同一设备内完成磷的还原和氧化的全过程,并且充分利用了磷氧化时所放出的热量。
我国科技工作者这一重大的突破,使窑法磷酸这一构思新颖、节省能源的磷酸生产新工艺,向工业化生产迈出坚实的一步。
2 2 工艺过程窑法磷酸工艺流程如图1所示。
按工艺流程可以分为原料准备、球团制备、回转窑还原氧化制取P2O5、窑气收酸4个部分。
原料准备包括工艺原料磷矿石、硅石煤、粘合剂原料的堆放、破碎、储存、粉磨及均化。
配料装置分芯球料和外层料两个配料系统。
采用DCS计算机自动控制配料。
芯球料为磷矿石、硅石、无烟煤。
外球料为硅石、无烟煤。
球团制备采用双层复合球团制备方法,经细磨均化后的原料分芯球混合料和外球混合料,经自动控制计量,分别加入一定的粘结剂搅拌后送入润磨机,润磨后的芯球料及外球料分别送到仓里,芯球料经计量后进入圆盘造粒机造球,造球加入粘结剂溶液,从造球盘出来的球团称为芯球,芯球靠自重力流入对应的二次阶梯球盘造球机,同时通过计算机计量加入外球料,继续喷入粘结剂进行包裸外壳,称为二次造球。
干燥固结后的成品球由链板干燥机后部溜槽溜入直接还原回转窑内制取P 2O 5。
球团由窑尾加入,经预热升温到1300∃,自身还原释放出P 4蒸气,P 4在窑内空间又被氧化成P 2O 5,氧化放出的热反过来供给还原。
根据热平衡计算,工艺达到稳定以后,窑内球团中P 2O 5还原所需1300∃温度可由氧化反应产生的热量自身维持。
收酸车间包括含磷尾气水化吸收制取磷酸,从电除雾的含氟气体中吸收制取氟硅酸,用氟硅酸制取氟硅酸钠3部分。
图1 CDK 窑法磷酸新工艺工艺流程示意图2 3 窑法磷酸新工艺主要技术成果我国科技工作者,在窑法磷酸这一领域内,经过近10a 的努力,多次反复试验,获得了重大的技术成果,用含P 2O 517.55%的低品位磷矿石,得到85%还原挥发率和82%的磷酸直收率。
能以较简单的方法,从低浓度含尘尾气中制得浓度为85%的商品磷酸。
1 完成了磨砂试验,润磨试验,粘结剂合成试验,双层复合球团制备试验,开发出满足工艺要求的造球设备;2 完成了球团干燥,预热和回转窑还原氧化的工程开发试验;3 完成了尾气收酸工艺和设备的工程开发,解决了收酸装置的防腐和除雾问题。
获得了下一步工业装置收酸工序所需的工艺和设备设计数据。
3 经济效益分析根据试验数据和经济资料,窑法磷酸与国内通常的热法、湿法磷酸质量指标对比如表1。
表1 窑法磷酸与热法、湿法磷酸质量指标结比化学组分w/%H 3PO 4FeAlM gFSO 42-窑法磷酸800.0780.0050.00460.1020.01热法磷酸75~850.002--0.0020.006湿法磷酸270.510.360.322.122.46以上对比表明,窑法磷酸的质量远远优于湿法磷酸;而与热法磷酸的质量是非常接近的。