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半水-二水湿法磷酸生产半水料浆发黏的原因分析与解决措施

文档作者：钟鸥，周华波文档来源：云天化嚣际化王羧爨有限公司		点击数：	更新时间： 2024年08月29日
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·28·
磷肥与复肥
Phosphate&amp;amp; Comfmund Ferti王izer
201l弗7月
第26卷第4期
半水一二水湿法磷酸生产半水料浆发黏的
原因分析与解决措施
钟鸥，周华波
(云天化嚣际化王羧爨有限公逶复磷分公霭磷酸厂，云南努远稻16羽)
[摘要]半水一二水滠法磷酸生产因磷矿品质不稳定，熏艺指标控制范围窄，易引起半水料浆发黏。影响装置
生产。通过提蕊磷矿品质、稳定萃取料浆液相剩余硫酸浓度及合理控制循弼料装量等方法实现了装蘸正常、稳定运行。
[关键词】涅法磷酸囊产；半拳一二黎法；磷舻品质；半水将蒙发黏；源透分橱；措施
[中图分类号]TQl26。3+5 [文献标志码]A [文章编号]1007—6220(2011)04一0028一03
C箍糖se a珏alys．s on始e垃毽hemi姆d鹣ted sl毯r疆主珏WPA prodH蕊蛐
by hemi—dihydrated and its countermeasures
ZHONG Ou。ZHOU Hua—bo (强唧轴嘻c矗￡搿触，蕊礤融瓤戳矗凸御蕊，，，y跏赫龉溉懈穰函磁兹劈m黏矗瓠，毛斑，娜，
yun摊吼661600，吼打m)
Abst糊Ict： Based on the unstable phosphate mck quality and the narmw ran8e of process indicators control
in呵矿王》A pl稍uction by量le辩li—dihydl糍￡f越， ￡圭le helnihyd聪ted sl珏芏!y is easy s量icki髓g to af是c量llnit泌d硅clio矬。
7rhl．ough implIoving￡he quaiity of phosphate l静ck， sta}菇lizing sul壬．uric acid concentl．ation in extraction pulp，
and contl．oUing cycle pulp quantity， the nomlal and stable operation of equipment can be realized．
Key’朝o《嗵s：wet—proeess phosphoric aci堪(wPA)pfoduction； hemi—dihydrated method；fplality《phosp圭l毪te
mek； sli￡婪ing hemih姆糖￡ed sluf黟；ea珏se黼蠢ysis； counlem狍asllres
半水一二水露结晶浓磷酸生产工艺指标控制范
围较二水物流程小，操作不如二水物流程篱便，磷
矿品质稍有波动，装置的不适应性就表现出来。主
要表现为半水料浆容易发黏，过滤比较困难，装置
最终被迫停车调攘斟浆，造成较大缀济损失。
1湿法磷酸生产的萃取过程
1．1物料的反应原理
在湿法磷酸生产过程中，不论采用何种工艺，
磷矿石在磷酸溶液中分解都是分两步进行。
第一步：磷矿首先被磷酸分解，生成磷酸一钙
(此过程在预萃槽中进行)，反应方稷式为：
c妒(P0．)3+7H，0．一5ca(H：P04)2十HFt。(1)
第二步：磷羧一钙继续与硫酸反应生成磷酸溶
液及硫酸钙结晶(在分解槽中磷矿中的cao约
70％反应生成半水物，约30％以磷酸一钙的形式存
在于料浆孛)，反应方程式为：
5ca(H妒04)2+5H2S04十nH扣—一10H3P04+5c8s04-，I／5H20I。(2)
在不同的反应条件下，硫酸钙可以3种不同的水
会结爨形态扶磷酸溶液中泼淀盘来，悲反应式魏下：
cB毋(P嘎)，《}璃睫+甄}骖=。一3珏即t+5C8s毡·nH20 l+HF l。《3>
磷矿分解后生成的氟氢酸与二氧纯硅或硅酸盐
作用生成氟硅酸，反应式为：
6HF+Si氇一H参i氏+2H归。(4)
在磷酸溶液中，氟硅酸的蒸汽分压隧磷酸浓度
及温度的提高而增大，一部分璺四氟化硅气体逸出：
擎痴F6一siRt+2}耋Fl。(5)
当有SiO：存在时，上述反应将加尉：
2H5iF6+si02—3sint+2H：O。(6)
1．2半水一品水湿法磷酸生产半水工艺
半水一二水湿法磷酸半水工艺流程觅图l。
矿粉经星形给料器均匀地给入计量秤，再经螺
旋运输机送至预萃槽，在预萃耩中与来自闪蒸液封
槽的循环料浆混合；萃取过程中矿粉先被磷酸分
解，再与硫酸反应，部分分解后的矿粉随循环料浆
【收稿日期】2010—05—3l；【修戳霸期】∞ll—04一12
[作者简介]钟鸥(19r75一)，男，云南开远人，助理工程师，磷酸
厂厂长，长期从搴磷酸生产及瞥理工作。
【通讯作者】周华波(198l一)。男，助矮王程师。
嚣一m8i|：792聪醪酮I@螭。㈣
万方数据
20{1年
第26卷第4期
钟鸥等半承一二水浸法警酸生产专水籽浆发黏鹃。一原因分析与解决措施．29．
蹰l半水一二水溅法磷酸生产半水■艺流程
的不断给入，逐步溢流至分解槽，氍溢流至结晶
槽。从硫酸贮罐经泵打来的硫酸计量后，在混酸器
与遥磷酸混合后加入到结晶接，进一步分解磷矿及
消除过饱和度，获得粗大、均匀、稳定且易于过
滤、洗涤的半水物晶体；合格的半水物晶体通过结
晶槽底流自压入过料槽，再打至过滤机进行液固分
离。
该装置于1993年5胄建成投产，设计年生产
能力为P20，60 kt，1999年与四川大学合作进行扩
能技改后，年生产能力达P鼽75 kt。2007年后磷
矿品质大幅下降，与20106年相比，p20，含量下降，
毳廷O、酸不溶物含量上势幅度较大(觅表1)。
整，通常耗时8～10h，极不利于生产。
2半水料浆发黏的原嚣分耩
2．1丰水粹浆发黏的特殊事饲分析
2．1．1 2007年8月3日10时至12时半水料浆发黏
分析发现此次事故是因结晶槽料浆中液相剩余
硫酸浓度过离所致。由于矿粉给料计量秤计量失
真，酃计量稃输出信号值大于实际给料羹，导致嚣
种物料给入爨不匹配，硫酸用量过大。此情况引起
结晶槽料浆中的液相剩余硫酸浓度严重超出工艺控
制范围(连续3妇(sO；一)高达3。o％以上)，过剩的
硫酸随循环料浆被带入萃取槽中，使物料反应加
剧，在矿粉颗粒表面生成致密的钝化膜，迫使物料
分解受阻或反应中断，最终导致料浆发黏。生产控
制指标见表2。
表2∞孵年8劳3丑臻嚣寸至撼时生产工艺搔椽控制情凝％
浅l装置生产使用磷矿年平均质鼍指标％ 2．1．2 2008年7月15日16时至19时半水料浆发黏
年份”(P舰)"(酸不溶物)”(Fk疵)l￡．(A120，)”(Mgo)埘(C抑)"(K20)"(№抑)
2006 30．84 14．24 1．5l 1．46 O．勰42．34 O．39 0．23
粼嚣t58 l基．荔1．3l |j弱覆蹈毒1．弱O嬲02毒
2瞄嚣．辩掇16 1．赫1．72 氇豁41．13 馥豫蟠
2009 29’28 17．65 l-4l 1．69 o．78 41．67 O．35 0'30
2006年磷矿品质相对较好，半水料浆发黏现
象较少，装置生产负荷能维持在32 t／h以上。
2∞7年随着磷矿品质的急黧下降，对装置影嚷樱
当明显，主要表现为：半水料浆容易发黏。过滤比
较困难，被迫停车调整料浆，造成较大经济损失。
起初因经验不足，只谯系统无法正常运行情况下才
意识刘料浆质量毒现翔题。
理论上认为，半水物结晶在反应溢度为∞～
110℃、磷酸埘(P205)40％～50％的条件下生成。
生产中籍萃取槽料浆出现发黏，会使其物料分解速
率下降，甚至中断反应，进两导致豢墨浆中的P魏
浓度无法满足工艺要求(郓磷酸第一小浓度降低，
反应活性随之降低)；若料浆发黏持续时间过长，
随着物料的不断给入，大量未被分解的矿粉在萃取
槽中会使料浆黏度增大，流动性变差，严重时还会
造成死横，过程中反威温度也会随之急捌下降。为
此，装置只得被迫停车，采取向萃取部分补人高浓
度磷酸、硫酸及对萃取槽料浆升温的方式进行调
矿粉细度不能满足生产要求，导致半水料浆发
黏。经检测，矿粉细度《O．147 mm(一100目筛)
占秘．95％左右，<0．147>

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