1、,濕法磷酸生產(chǎn)基本原理,1,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,目錄 1 濕法磷酸基本原理 1.1 濕法磷酸原理結(jié)構(gòu)圖 1.2 化學(xué)反應(yīng)原理 1.3 硫酸鈣結(jié)晶原理 1.3.1 硫酸鈣晶型和晶習(xí) 1.3.2 硫酸鈣結(jié)晶熱力學(xué)原理 1.3.3 硫酸鈣結(jié)晶動(dòng)力學(xué)原理 1.3.4 硫酸鈣在四元系統(tǒng)相平衡 2 硫酸鈣結(jié)晶過程 2.1 晶核生成對結(jié)晶過程影響 2.2 晶核生長對結(jié)晶過程的影響 2.3晶核生成和晶體成長在硫酸鈣結(jié)晶過程體現(xiàn) 3 工業(yè)操作條件及雜質(zhì)對二水硫酸鈣結(jié)晶過程影響 3.1 工業(yè)操作條件對二水硫酸鈣結(jié)晶影響 3.2 磷礦中雜質(zhì)對二水硫酸鈣結(jié)晶過程影響 4主要工藝指標(biāo)計(jì)算 5

2、參考文獻(xiàn),2,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,濕法磷酸生產(chǎn)基本原理,化學(xué)反應(yīng)基本原理,硫酸鈣結(jié)晶原理,硫酸鈣結(jié)晶熱力學(xué)原理,硫酸鈣結(jié)晶動(dòng)力學(xué)原理,1.1 濕法磷酸原理結(jié)構(gòu)圖,3,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,1.2 化學(xué)反應(yīng)原理,1.2.1 濕法磷酸定義 用酸(H2SO4、HNO3、HCl等)分解磷礦制得磷酸的方法，濕法磷酸最基本和常見的是用H2SO4分解磷礦制取磷酸。 1.2.2 H2SO4分解磷礦的主要化學(xué)反應(yīng)式 磷礦與循環(huán)料漿(或返回系統(tǒng)的磷酸)進(jìn)行預(yù)分解反應(yīng)： Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 = 5Ca(H2PO4)2 + HF (A) 磷酸二氫鈣

3、料漿與稍過量的硫酸進(jìn)行萃取結(jié)晶反應(yīng)： 5Ca(H2PO4)2 + 5H2SO4 + 5nH2O = 5CaSO4nH2O +10H3PO4 (B) (A) +(B)的總反應(yīng)為： Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 5nH2O = 5CaSO4nH2O +3H3PO4 + HF 1.2.3 濕法磷酸生產(chǎn)的控制方向,最大P2O5 收率,磷礦P2O5轉(zhuǎn)化率,P2O5過濾洗滌率,結(jié)晶粗大整齊易過濾洗滌,硫酸鈣水合結(jié)晶穩(wěn)定,4,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,1.3 硫酸鈣結(jié)晶原理,1.3.1 硫酸鈣的晶型(不同硫酸鈣水合結(jié)晶)和晶型(各種硫酸鈣水合結(jié)晶的外形),硫 酸 鈣 晶 型

4、,CaSO42H2O,-CaSO40.5H2O,CaSO4,薄片狀結(jié)晶:晶體面積大，孔隙率小，不易過濾。,雙晶體或多晶體:較好的過濾洗滌性能，晶間包藏大。,斜方六面單晶體:有一定厚度，較佳過濾洗滌性能。,針狀晶體:過濾速度快，洗滌困難，濾餅含濕量大。,針狀聚合晶體:過濾性好，晶間包藏大，不易洗滌。,球狀聚合晶體:顆粒晶體粗大均勻，孔隙率大，有較好的過濾洗滌性能。,細(xì)小長方形片狀晶體:結(jié)晶細(xì)小，過濾洗滌困難。,5,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,1.3.2 硫酸鈣結(jié)晶的熱力學(xué)原理 1.3.2.1 硫酸鈣在CaSO4-H3PO4-H2O三元體系相平衡,ef線半水物與無水物轉(zhuǎn)化平衡線

5、CaSO40.5H2O CaSO4 + 0.5H2O 轉(zhuǎn)化平衡點(diǎn)磷酸濃度與溫度關(guān)系式 T1=-0.153P+0.00667P2-0.000533P3+107 Cd線-半水物與二水物轉(zhuǎn)化平衡線 CaSO40.5H2O +1.5H2O CaSO42H2O 轉(zhuǎn)化平衡點(diǎn)磷酸濃度與溫度關(guān)系式 T1=-0.032P+0.0506P2+265.4 二水物的穩(wěn)定區(qū)域在cd線以下 濕法二水物流程極限溫度在c點(diǎn)處，極限磷酸濃度在d點(diǎn)處。,6,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,根據(jù)圖3和圖4可以看出cd線以下CaSO42H2O的穩(wěn)定區(qū)域是相對的。存在CaSO4的穩(wěn)定相。 圖2中ab線二水物與無水物轉(zhuǎn)化平

6、衡線 CaSO42H2O CaSO4 + 2H2O 圖2中cd線-半水物與二水物轉(zhuǎn)化平衡線 CaSO40.5H2O +1.5H2O CaSO42H2O 區(qū)域?yàn)槎锓€(wěn)定區(qū)；區(qū)域?yàn)闊o水物穩(wěn)定區(qū)；區(qū)域?yàn)闊o水物穩(wěn)定區(qū)。,7,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,cd線以上區(qū)域?yàn)镃aSO4穩(wěn)定區(qū)，轉(zhuǎn)化順序：,CaSO42H2O,CaSO40.5H2O,CaSO4,abcd線區(qū)域?yàn)镃aSO4穩(wěn)定區(qū)，轉(zhuǎn)化順序：,CaSO40.5H2O,CaSO42H2O,CaSO4,ab線以下區(qū)域?yàn)镃aSO42H2O穩(wěn)定區(qū)，轉(zhuǎn)化順序：,CaSO40.5H2O,CaSO4,CaSO42H2O,根據(jù)CaSO4-H3P

7、O4-H2O系統(tǒng)相平衡圖，簡明濕法磷酸生產(chǎn)中，所采用的工藝流程和工藝條件的關(guān)系。 采用二水物流程，工藝條件應(yīng)控制在abcd區(qū)域內(nèi)，cd線是二水物流程極限 二水物穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，溫度過低，不利于磷礦分解和硫酸鈣結(jié)晶，且要移走大量熱，在實(shí)際工業(yè)上難于實(shí)現(xiàn)。,很快,很慢,很慢,很快,8,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,1.3.3硫酸鈣結(jié)晶的動(dòng)力學(xué)原理,表一 80時(shí)二水物轉(zhuǎn)化為無水物的完全轉(zhuǎn)化期,潛期-舊相保持不變，主要進(jìn)行新相萌發(fā)，轉(zhuǎn)化過程實(shí)際沒有開始。 轉(zhuǎn)化期-舊相開始轉(zhuǎn)化為新相，直到完全轉(zhuǎn)化為止。 磷酸有延緩半水物向二水物轉(zhuǎn)化趨勢，即低磷酸濃度下，二水結(jié)晶順利。 磷酸有促進(jìn)二水轉(zhuǎn)化為無

8、水物趨勢，但二水轉(zhuǎn)化為無水物轉(zhuǎn)化期較長，在生產(chǎn)上無實(shí)際意義。,9,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,表二 80各個(gè)平衡點(diǎn)對應(yīng)的SO3%和P2O5%值,根據(jù)所用磷礦通過實(shí)驗(yàn)測得，二水物工藝中優(yōu)惠SO3%=3% 80下，生產(chǎn)30%P2O5對應(yīng)SO3%=-1.15%，而實(shí)際控制SO3%=3%,狀態(tài)點(diǎn)A1將落在平衡點(diǎn)A上，處于半水物介穩(wěn)區(qū)，無法實(shí)現(xiàn)二水工藝流程。 80下，生產(chǎn)28%P2O5對應(yīng)SO3%=0.62%，而實(shí)際控制SO3%=3%,狀態(tài)點(diǎn)B1將落在平衡點(diǎn)B上，處于半水物介穩(wěn)區(qū)，無法實(shí)現(xiàn)二水工藝流程。 80下，生產(chǎn)25%P2O5對應(yīng)SO3%=3.28%，而實(shí)際控制SO3%=3%,狀態(tài)

9、點(diǎn)C1將落在平衡點(diǎn)C下，處于二水物穩(wěn)定區(qū)，但C1距平衡點(diǎn)C太近，轉(zhuǎn)化推動(dòng)力小，轉(zhuǎn)化控制區(qū)域窄，不利于工業(yè)化二水工藝流程。 80下，生產(chǎn)22%P2O5對應(yīng)SO3%=6%，而實(shí)際控制SO3%=3%,狀態(tài)點(diǎn)D1將落在平衡點(diǎn)D下，處于二水物穩(wěn)定區(qū)，D1點(diǎn)SO3%比D點(diǎn)SO3%濃度3%，能夠進(jìn)行穩(wěn)定二水物流程生產(chǎn)。 當(dāng)溫度和磷酸濃度一定時(shí)，平衡點(diǎn)SO3%濃度比液相優(yōu)惠SO3%高23%較佳 75下，生產(chǎn)25%P2O5對應(yīng)SO3%=6%，而實(shí)際控制SO3%=3%,狀態(tài)點(diǎn)C1將落在平衡點(diǎn)C2下，處于二水物穩(wěn)定區(qū)，且C1點(diǎn)SO3%C2點(diǎn)SO3%濃度低3%，能夠進(jìn)行穩(wěn)定二水物流程生產(chǎn)。即要用二水法生產(chǎn)25%P2O

10、5時(shí)，需將溫度降到75。,10,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,1.3.4、硫酸鈣在CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元體系中相平衡,一定溫度下，濕法磷酸中有： SO42-% CaO%=Ks 圖8中，硫酸鈣溶解度隨著溶液中SO42-%的升高而降低，隨溫度降低而降低。 圖中虛線為表示剩余SO42- 濃度，也是硫酸鈣隨溫度降低理論結(jié)晶析出線，其斜率為=56/96。 剩余SO42-存在，導(dǎo)致硫酸鈣溶解度變化，即引起硫酸鈣結(jié)晶在系統(tǒng)中平衡點(diǎn)軌跡移動(dòng)。,11,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,1.3.5、硫酸鈣在CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元體系中相平

11、衡,溶液中SO3=0時(shí)，半水硫酸鈣與二水硫酸鈣轉(zhuǎn)化平衡線對應(yīng)于三元系統(tǒng)中cd線，平衡點(diǎn)移動(dòng)軌跡與三元系統(tǒng)吻合。 隨著溶液中SO3%濃度的增加，平衡點(diǎn)向著低磷酸濃度和溫度方向移動(dòng)。 曲線上方為半水物介穩(wěn)定區(qū)；曲線下方為二水物穩(wěn)定區(qū)。 隨著溶液中SO3%濃度增加，二水物穩(wěn)定區(qū)減小，半水物介穩(wěn)定區(qū)增大。,12,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,1.3.6、硫酸鈣在CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元體系中相平衡,13,學(xué)習(xí)交流PPT,2、磷礦的分解過程,1、磷礦被分解的反應(yīng)過程是液固相反應(yīng)，其反應(yīng)速度主要與反應(yīng)溫度、氫離子濃度、礦粒的有效表面積和液膜的擴(kuò)散等因素有關(guān)。 因此，提

12、高反應(yīng)溫度、氫離子濃度、礦細(xì)度增大向礦粒的有效表面積、提高攪拌強(qiáng)度以增大向礦粒表面的擴(kuò)散速度，均可以強(qiáng)化反應(yīng)過程并提高磷礦分解率。 提高磷礦分解率應(yīng)注意避免“鈍化膜的生成。因?yàn)榱蛩岱纸饬椎V時(shí)，生成的硫酸鈣結(jié)晶會(huì)在磷礦顆粒表面形成一層薄膜并包裹在顆粒表面，使磷礦的繼續(xù)分解受到阻礙，這種阻礙將會(huì)減緩磷礦的分解速度甚至終止分解過程。形成的薄膜稱為“固態(tài)膜”，如果生成的固態(tài)膜”對反應(yīng)物及反應(yīng)產(chǎn)物透過性很差，則稱為“鈍化膜”，這種現(xiàn)象為“鈍化現(xiàn)象”。 “鈍化現(xiàn)象”與H2SO4含量、磷酸中P2O5含量及反應(yīng)溫度有關(guān)，當(dāng)磷酸磷酸中P2O5含量與反應(yīng)溫度愈高時(shí)，形成“鈍化膜”時(shí)對應(yīng)的H2SO4含量越低。 二水

13、物操作條件下，一般不會(huì)形成“鈍化現(xiàn)象”。,14,學(xué)習(xí)交流PPT,但半水物生成磷酸濃度4245%，若反應(yīng)溫度為110，則液相中H2SO4含量只能保持在2%以下，否則將生成可透性很差的固態(tài)膜，二發(fā)生“鈍化現(xiàn)象”。因此，在半水生產(chǎn)中溫度宜控制低一些，以100左右為宜。 在形成固態(tài)膜的情況下，液固相反應(yīng)過程包括以下七個(gè)步驟： 1、反應(yīng)物向礦粒擴(kuò)散； 2、反應(yīng)物擴(kuò)散透過固體表面液態(tài)膜； 3、反應(yīng)物進(jìn)一步擴(kuò)散透過固態(tài)膜； 4、反應(yīng)物與磷礦發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 5、生產(chǎn)的不溶性產(chǎn)物使固態(tài)膜增厚，而生成的可溶性產(chǎn)物擴(kuò)散透過 固態(tài)膜； 6、生成的可溶性產(chǎn)物擴(kuò)散透過 液態(tài)膜； 7、生成的可溶性產(chǎn)物擴(kuò)散到溶液主體。 在液

14、固相反應(yīng)過程中，各個(gè)步驟進(jìn)行的速度是不相同的，而總反應(yīng)速度取決于最慢步驟的速度。 當(dāng)擴(kuò)散是最慢步驟時(shí)，反應(yīng)屬于擴(kuò)散控制類型，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)是最慢步驟時(shí)，反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)控制類型。,15,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,2 硫酸鈣結(jié)晶過程 2.1 晶核生成對結(jié)晶影響 結(jié)晶微觀過程：,過飽和溶液,晶核生成,晶體生長,過飽和度,過飽和度,晶體形狀,晶體粒度,生成速率,生長速率,過飽和溶液-溶質(zhì)超過所處條件下的飽和溶解度，而未析出晶體的溶液。(不穩(wěn)定狀態(tài)) 過飽和度S=C/C0；相對過飽和度=S-1 C-過飽和溶液濃度；C0-飽和溶液濃度 晶核大小及生成速率與過飽和度關(guān)系,r-微晶(晶核)半

15、徑;M-晶體分子質(zhì)量 -晶體密度;-晶體界面比自由表面能 R-氣體常數(shù);T-絕對溫度;K-一級(jí)近似常數(shù) A-與比表面能有關(guān)的常數(shù) a-晶核生成速度(單位時(shí)間內(nèi)生成晶核數(shù)) 從公式可以看出，S越大，自發(fā)生成晶核幾率越大，且晶核生產(chǎn)速度a越大，生產(chǎn)晶核尺寸越小。,16,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,二次成核(碰撞成核)-晶體在晶漿中由于碰撞產(chǎn)生碎片，而達(dá)到臨界尺寸可以繼續(xù)生長的碎片及為新生晶核。 工業(yè)上碰撞成核方式： (1)晶體與攪拌漿間的碰撞(占總成核速度40%) (2)流體湍動(dòng)的剪切力引起晶體與晶體之間的碰撞(占總成核速度25%) (3)晶體沉降速度不同引起晶體與晶體之間的碰撞

16、(占總成核速度20%) (4)湍動(dòng)作用下晶體與器內(nèi)壁之間的碰撞(占總成核速度15%） 2.2 晶體成長對結(jié)晶的影響 微觀晶體表面是不完整，當(dāng)有晶種條件下，組成晶體的微粒將按照各自晶體結(jié)構(gòu)規(guī)律性的不斷排列生長。 晶體成長速度與過飽和以及晶體特性粒度關(guān)系式：,GM晶體生長速度(kg/m2.h)；g-晶體成長速度(m/min)；t-時(shí)間 KG-晶體生長總系數(shù)(與結(jié)晶表面，擴(kuò)散速度，表面反應(yīng)速度有關(guān)) A-晶體表面；L-晶體特征粒度； (C-C*)-過飽和度) 從公式可以看出，在溶液其他條件不變下，溶液過飽和度越大，晶核生成速度越快，晶體生長速度越快。晶體生長速度過快，對晶體粒度影響較大。 溶液過飽和

17、度過大，還將會(huì)造成晶體沿某一晶面過快生長，嚴(yán)重影響晶體外形。,17,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,2.3 晶核生成和晶體成長在硫酸鈣結(jié)晶過程中體現(xiàn) 硫酸分解磷礦簡化式： H2SO4 2H+ + SO42- (1) Ca5F(PO4)3 + nH+ 2H2PO4- + 2HF + 4Ca2+ (n-6)H+ (2) 4Ca2+ SO42- + 2H2O CaSO42H2O (3) 用上述晶體成核原理和晶體成長過程簡述硫酸鈣結(jié)晶的微觀過程。 過飽和度對硫酸鈣結(jié)晶的影響,18,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,3 、工業(yè)操作條件及雜質(zhì)對硫酸鈣結(jié)晶過程的影響(二水濕法工藝)

18、 硫酸鈣結(jié)晶過程影響因素主要有： 液相SO3%濃度 液相P2O5%濃度 反應(yīng)溫度 料漿液固比 反應(yīng)時(shí)間 磷礦細(xì)度及攪拌強(qiáng)度 磷礦中雜質(zhì)的影響 回漿量的影響,19,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,3.1.1 SO3%濃度影響,液 相 剩 余 硫 酸 根 濃 度,對產(chǎn)品和原料影響,對分解過程影響,對結(jié)晶過程影響,剩余濃度大，將增加原料硫酸消耗，影響產(chǎn)品磷酸的純度,剩余濃度過大，對磷礦產(chǎn)生包裹鈍化，分解率低,過飽和度影響,晶核生成和晶體成長影響,剩余濃度提高，減少HPO42-對SO42-的取代，減少共結(jié)晶損失,SO42-0.5%,生成薄片狀晶體，過濾困難,0.5%SO42-1.5%,雙

19、晶體或多晶體，晶間包藏大,2%SO42-3%,斜方結(jié)晶，過濾洗滌性能好,SO42-3%,針狀結(jié)晶或聚合結(jié)晶，過濾快,洗滌困難,對晶體形狀影響,較好晶形和高的分解率，需根據(jù)磷礦具體情況通過實(shí)驗(yàn)來確定工藝“優(yōu)惠SO3%”。 在穩(wěn)定的“優(yōu)惠SO3%”下，形成晶體粗大均勻。穩(wěn)定的“優(yōu)惠SO3%”通過回漿量控制。,20,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,3.1.2 回漿(循環(huán)料漿)影響 回漿作用,回 漿的 作用,提供成熟的硫酸鈣晶種，縮短結(jié)晶轉(zhuǎn)化期，使結(jié)晶粗大。,稀釋料漿,沖淡Ca2+與SO42-濃度，降低過飽和度，防止過多細(xì)小晶核生成。,對加料的波動(dòng)起緩沖作用，穩(wěn)定液相SO3%濃度。,從表

20、中可以看到，增大回漿量，第一階段SO3%濃度有所增大；第二階段SO3%濃度降低，但大回漿量的反應(yīng)系統(tǒng)各個(gè)階段SO3%變化不大，維持在優(yōu)惠的3%左右。,降低Ca2+局部濃度過高，減少共結(jié)晶損失。,不同回漿量對反應(yīng)料漿液相SO3%稀釋穩(wěn)定情況如下表：,21,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,圖12中看出，礦粉加入?yún)^(qū)Ca2+濃度局部過濃，超過5%時(shí)將在析出硫酸鈣同時(shí)結(jié)晶析出磷酸一氫鈣，引起大量的CaHPO4共結(jié)晶損失。 礦粉加入?yún)^(qū)的Ca2+濃度隨著回漿量的增大而大幅度降低，減少了Ca2+局部過濃，降低了CaHPO4共結(jié)晶損失。,不同回漿量對反應(yīng)料漿液相CaO%稀釋情況如下：,22,學(xué)習(xí)交

21、流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,回漿量過大，將會(huì)引起料漿返混增加，使新加礦粉停留時(shí)間縮短，結(jié)晶不夠完善。 合適的回漿量由料漿中SO3%需要稀釋程度決定，且可以通過反應(yīng)槽的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和攪拌情況來調(diào)節(jié)。 回漿量(M)計(jì)算公式：,Wb-100份磷礦粉應(yīng)加入的100%H2SO4理論量 P-100份磷礦粉所獲得的石膏值(干石膏) Q-100份磷礦粉酸解反應(yīng)后所獲得酸解料漿中的磷酸溶液量 M-回漿量(循環(huán)料漿量) Q+P生成料漿量,23,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,3.1.3 液相P2O5%濃度影響 液相P2O5%濃度對工藝影響情況,液相磷酸濃度,磷酸濃度提高，可以增加P2O5單位

22、產(chǎn)量，降低濃縮成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。,合適的磷酸濃度需要通過工藝操作條件和經(jīng)濟(jì)成本綜合衡量決定。 磷酸濃度的調(diào)節(jié)，生產(chǎn)是采用返回淡磷酸的濃度和用量來實(shí)現(xiàn)，即洗水量和返回的濾液酸量。 磷酸量及濃度計(jì)算公式：,磷酸濃度提高，粘度大，離子擴(kuò)散速度慢，引起局部過飽和增大，結(jié)晶細(xì)小。,磷酸濃度高，優(yōu)惠SO3%濃度范圍變窄，不利于SO3%濃度的穩(wěn)定控制。,延緩半水物到二水物的轉(zhuǎn)化，甚至可能導(dǎo)致生成半水物，不能穩(wěn)定生產(chǎn)。,C-成品磷酸濃度，P2O5% ；K1-轉(zhuǎn)化率；K2-洗滌率；K3-機(jī)械損失 Wd-100份磷礦粉所需洗滌水量；Wc-100份磷礦所得的成品磷酸產(chǎn)量 W-100份磷礦粉所需加入的實(shí)際硫酸量 H

23、-隨石膏率渣帶走的水分(不計(jì)磷石膏結(jié)晶水) P-100份磷礦粉所得石膏值 V-100份磷礦粉逸出氣體量,24,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,磷酸濃度控制方法常采用“濃度-密度”對照法。如下表所示：,不同磷礦的雜質(zhì)含量和液相SO3%不一樣，濃度密度關(guān)系存在差異。濃度-密度對照法應(yīng)根據(jù)磷礦和具體工藝情況對照分析做出的濃度密度表更精確。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以參考以下公式進(jìn)行濃度密度的轉(zhuǎn)化計(jì)算12,25,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,3.1.4 反應(yīng)溫度(T)的影響 反應(yīng)溫度對工藝影響情況,反應(yīng)溫度,提高反應(yīng)T，分解速度快，利于離子擴(kuò)散，降低粘度，防止局部過飽和，提高分解率。

24、,工藝生產(chǎn)要穩(wěn)定進(jìn)行，需將硫酸分解磷礦放出熱量和硫酸稀釋熱部分移走，保證磷礦分解和硫酸鈣結(jié)晶和最佳溫度。合適溫度需要根據(jù)四元系統(tǒng)的相平衡和運(yùn)行控制成本綜合考慮決定。二水法一般溫度控制在7085，過程中保持溫度穩(wěn)定。 反應(yīng)溫度的控制，常采用冷卻料漿和稀釋硫酸方式來實(shí)現(xiàn)。 稀釋硫酸：不同硫酸濃度分解磷礦的反應(yīng)熱不同，隨著硫酸濃度降低，需要移走熱量大幅度降低。 硫酸稀釋極限：硫酸稀釋程度受到系統(tǒng)水平衡的影響，硫酸稀釋過低，帶入系統(tǒng)水過多，過濾系統(tǒng)中洗水量將減少，可能會(huì)造成洗滌不充分，P2O5洗滌損失大。 用洗液作為硫酸的稀釋，可以解決系統(tǒng)水平衡，但硫、磷混酸在溫度較高的情況下，腐蝕性相當(dāng)強(qiáng)，對稀釋器

25、的材質(zhì)要求較高。,提高T，增加硫酸鈣溶解度，降低過飽和度，利于晶體成長和過濾。,提高溫度，降低熱量移走動(dòng)能消耗和設(shè)備負(fù)荷。,溫度過高，二水物晶型不穩(wěn)定，增加雜質(zhì)溶解度，增加管道結(jié)構(gòu)堵塞，影響產(chǎn)品質(zhì)量。,26,學(xué)習(xí)交流PPT,低位閃蒸降溫系統(tǒng)工作原理,液體的沸點(diǎn)隨外界壓力而變化，若降低液面上的壓力，液體的 沸點(diǎn)就會(huì)降低。液面上的壓力越低，液體沸點(diǎn)就會(huì)越低。,工作原理：,萃 取 槽,循環(huán)泵,閃 蒸 室,冷 凝 器,循環(huán)水池,循環(huán)水泵,真空泵,料漿,料漿,水蒸氣,不凝氣體,利用真空將萃取料漿提至循環(huán)泵的泵 殼以上后，啟動(dòng)循環(huán)泵將萃取料漿通過 閃蒸室后回到萃取槽，實(shí)現(xiàn)料漿循環(huán)。,萃取料漿在閃蒸室內(nèi)，因

26、液面 壓力降低，料漿沸點(diǎn)降低，當(dāng) 真空度達(dá)到一定值后，料漿沸點(diǎn) 降至料漿溫度以下時(shí)，料漿產(chǎn)生 沸騰，水不斷蒸發(fā)帶走熱量，料漿 溫度降低。低溫料漿返回萃取槽， 高溫料漿又進(jìn)入閃蒸室，循環(huán)蒸發(fā) ，達(dá)到降溫的目的,根據(jù)以上工作原理，對萃取槽料漿溫度的控制，就變?yōu)榱丝刂蒲h(huán)料漿量和閃蒸室的真空度高低來實(shí)現(xiàn)。,27,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,不同濃度硫酸分解磷礦反應(yīng)熱,鼓風(fēng)冷卻料漿-通過在反應(yīng)槽中鼓入冷空氣，強(qiáng)化傳質(zhì)傳熱來實(shí)現(xiàn)。冷卻效果通過鼓泡空氣量和鼓泡管在液面深度來調(diào)節(jié)。 真空冷卻料漿-使料漿在真空環(huán)境下，發(fā)生絕熱蒸發(fā)或沸騰，蒸發(fā)水量來帶走熱。冷卻效果通過調(diào)節(jié)料漿流量和真空度(后

27、置大氣冷凝器水量)實(shí)現(xiàn)。 真空冷卻移熱關(guān)系式：,真空冷卻溫度降，需根據(jù)設(shè)備情況決定。,28,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,3.1.5 料漿液固比影響 料漿液固比(S)對工藝影響情況,料漿液固比,S過低，不利于攪拌和輸送，不利于磷礦的分解和硫酸鈣結(jié)晶長大。,料漿液固比測定方法一般采用烘烤法與密度對照法。 料漿液固比及生成料漿的容積計(jì)算公式：,S過低，增大二次成核量，導(dǎo)致結(jié)晶細(xì)小。,S過高，料漿的容積量增大，降低反應(yīng)槽生產(chǎn)能力或縮短反應(yīng)停留時(shí)間。,S-料漿液固比 R-料漿密度(g/ml) r-磷酸密度(g/ml) 2.32-二水石膏密度(g/ml),V1-100份磷礦生成酸解料漿容

28、積 Q-100份磷礦酸解后得到酸解料漿中磷酸溶液量 P-100份磷礦粉所得石膏值 -100份磷礦酸解后得到酸解料漿中磷酸溶液密度 -100份磷礦酸解后得到磷石膏密度,29,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,液固比的調(diào)節(jié)是通過改變返回淡磷酸量和濃度來控制 返淡磷酸量和濃度計(jì)算公式如下：,WA-100份磷礦粉應(yīng)返回淡磷酸量 WB-100份磷礦粉實(shí)際加入硫酸量 WP2O5-返淡磷酸中P2O5量 P-100份磷礦粉所得石膏值 Q-100份磷礦粉酸解后所得酸解料漿中磷酸溶液量 V-100份磷礦粉逸出氣體量 K1-轉(zhuǎn)化率 P2O5(Q)-磷酸溶液中P2O5%含量(成品磷酸濃度),從公式中看到，

29、料漿液固比S大，液相量Q增大，則需返回淡磷酸量WA增大。 返淡磷酸在工藝系統(tǒng)中循環(huán)，WA增大，則會(huì)增加過濾系統(tǒng)負(fù)荷。 要保證成品酸濃度不變，WA增大，則返淡磷酸濃度WP2O5增大，需要回流的濾液酸量增大。,30,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,3.1.6 攪拌強(qiáng)度影響 提高攪拌強(qiáng)度，物料混合均勻，增加反應(yīng)速度，利于離子擴(kuò)散，改善結(jié)晶條件。 攪拌強(qiáng)度過高，增加動(dòng)力消耗，可能碰碎大量晶體導(dǎo)致二次成核多，結(jié)晶細(xì)小。 在礦粉加入?yún)^(qū)、硫酸加入?yún)^(qū)和回漿區(qū)可適當(dāng)提高攪拌強(qiáng)度。 3.1.7 反應(yīng)時(shí)間的影響 反應(yīng)時(shí)間延長，單位時(shí)間內(nèi)投料量減少，過飽和度降低，利于結(jié)晶生長。 反應(yīng)時(shí)間延長，增加雜質(zhì)溶

30、解度，影響產(chǎn)品質(zhì)量和過濾效果。 反應(yīng)時(shí)間延長，單位時(shí)間內(nèi)投料量減少，降低酸解槽生產(chǎn)強(qiáng)度。 3.1.8 礦粉細(xì)度影響 提高礦粉細(xì)度，能加快反應(yīng)，提高磷礦分解率。 礦粉細(xì)度過細(xì)，增大動(dòng)力消耗，反應(yīng)過快，產(chǎn)生局部過飽和度較大，不利于結(jié)晶生長。,31,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,3.2 磷礦中雜質(zhì)對硫酸鈣結(jié)晶過程影響 3.2.1 MgO對工藝生產(chǎn)的影響 MgO在磷礦酸解過程中發(fā)生反應(yīng)式:,從反應(yīng)式看到，MgO存在，將消耗硫酸，增加成本。,生成的MgSO4全部溶解于磷酸溶液中，與Mg2+結(jié)合的SO42-將對液相”優(yōu)惠SO3%”濃度的控制產(chǎn)生干擾。 MgSO4在磷酸溶液中引起液相SO3%

31、濃度的增值為MgO的“SO3當(dāng)量濃度”。,從MgO耗酸計(jì)算可以看到，MgO耗硫酸量占理論耗酸量的百分率是磷礦中MgO/CaO的1.4倍。,32,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,從計(jì)算可以看到，生產(chǎn)磷酸濃度越濃，MgO的“SO3當(dāng)量濃度”越大，干擾越大。 我國主要磷礦MgO的“SO3當(dāng)量濃度”如下表所示,33,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,濕法磷酸生產(chǎn)中，MgO對工藝生產(chǎn)的影響可以從以下兩方面來理解。 當(dāng)液相控制優(yōu)惠SO3濃度等于MgO的“當(dāng)量SO3濃度”高時(shí)，那么磷礦中MgO剛好將液相優(yōu)惠濃度H2SO4中的SO42-結(jié)合為MgSO4。此時(shí)，磷礦中帶入的MgO,34

32、,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,并未額外消耗硫酸，且生成MgSO4也可以提供相等量的SO42-.，不改溶液液相優(yōu)惠SO3濃度。因此，此種情況下可以理解為，MgO的存在不耗硫酸；對液相SO3%濃度控制不干擾(不考慮Mg2+干擾)。 當(dāng)液相控制的SO3濃度比MgO的“SO3當(dāng)量濃度”高時(shí)，磷礦中MgO將結(jié)合液相剩余硫酸中的部分SO42-生成MgSO4，此時(shí)MgO未額外消耗硫酸。液相中的SO42-由生成MgSO4提供的SO42-和與MgO反應(yīng)后剩余H2SO4提供的SO42-之和，液相總SO42-濃度并未改變，此時(shí)MgO帶入未干擾液相SO3濃度的控制。 當(dāng)液相控制的SO3濃度比MgO的

33、“SO3當(dāng)量濃度”低時(shí)，磷礦中MgO將結(jié)合液相剩余硫酸中全部SO42-生成MgSO4，此時(shí)MgO未額外消耗硫酸，液相中的SO42-由生成MgSO4提供的SO42-，此時(shí)MgO帶入未干擾液相SO3濃度的控制。 但過量部分MgO將消耗溶液中H3PO4中第一H+生成Mg(H2PO4)2，產(chǎn)出磷酸溶液中實(shí)際的H3PO4量將減少，若此時(shí)含MgSO4和Mg(H2PO4)2的磷酸用于后續(xù)磷酸鹽生產(chǎn)時(shí)，使磷酸的消耗升高；同時(shí)反應(yīng)系統(tǒng)中 Mg(H2PO4)2的存在，增大了HPO42-量，將會(huì)使CaHPO4隨同CaSO4結(jié)晶，P2O5共結(jié)晶損失增加。同時(shí)產(chǎn)品中Ca的含量會(huì)降低。 上述情況下，MgO的影響是：不耗硫

34、酸，不干擾SO3%濃度控制；增加了P2O5共結(jié)晶損失，降低了磷酸溶液中實(shí)際H3PO4濃度。,35,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,在上述情況下，為了保證磷酸中H3PO4濃度，降低P2O5共結(jié)晶損失，可以將液相SO3濃度控制為MgO的“SO3當(dāng)量濃度”，此時(shí)SO3濃度比優(yōu)惠SO3濃度高，要保證硫酸鈣良好的結(jié)晶條件，可以適當(dāng)?shù)慕档蜏囟?。因?yàn)楦鶕?jù)四元平衡可知低溫度下，優(yōu)惠SO3濃度較高。此法將消耗額外硫酸，最好還是在將進(jìn)反應(yīng)系統(tǒng)的磷礦中MgO含量降低到原有優(yōu)惠SO3濃度以下。 假定SO3優(yōu)惠濃度為0.0350.045g/ml，表6-5中所列磷礦中只有五種(表中有者)能適用。這也可以解釋

35、MgO的“SO3當(dāng)量濃度”比優(yōu)惠SO3濃度低時(shí)，MgO不耗硫酸，對干擾液相SO3濃度控制。 MgO在反應(yīng)過程中不耗硫酸，不對液相剩余硫酸量產(chǎn)生干擾。碳酸鎂在磷礦中含量少，且比磷酸鹽易酸解，所以碳酸鎂的酸解較磷灰石先完成，生成MgSO4，但是隨著磷灰石的酸解進(jìn)行，CaSO4溶解度極低，由于同離子效應(yīng)，MgSO4中SO42-將與Ca2+結(jié)合生產(chǎn)CaSO4沉淀，Mg2+與H2PO4-結(jié)合以Mg(H2PO4)2形式存在于溶液中，不能同H2SO4發(fā)生反應(yīng)。 Mg在溶液中存在形式，可以通過實(shí)驗(yàn)來測定是以MgSO4還是Mg(H2PO4)2存在。,36,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,3.2.2

36、 Fe、Al及F的影響 Fe、Al及F在磷酸酸解過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)如下：,從反應(yīng)式可以看到，磷礦中氧化鐵和氧化鋁與磷酸反應(yīng)生成相應(yīng)磷酸鹽，部分會(huì)隨石膏結(jié)晶沉淀，導(dǎo)致磷損失增加。 反應(yīng)中逸出的生成的HF將嚴(yán)重腐蝕設(shè)備管道。 在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，F(xiàn)e3+、Al3+、F-及SiF62-離子對結(jié)晶影響，如下圖所示：,37,學(xué)習(xí)交流PPT,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,F-對半水吸收轉(zhuǎn)化有明顯的促進(jìn)作用，加速轉(zhuǎn)化，生成細(xì)小的針狀結(jié)晶；SiF62-對轉(zhuǎn)化表現(xiàn)不明顯。因此可在反應(yīng)中加入活性SiO2來減緩F-對結(jié)晶的影響，還可以減輕HF對設(shè)備管道腐蝕。 HF與Al3+共存時(shí)，對半水吸水轉(zhuǎn)化起了明顯的延緩作用，生成片狀結(jié)

37、晶。因此磷礦中適當(dāng)?shù)腁l2O3也可以消除HF的影響?？赡苁怯捎谏闪薃lF63-、AlF62-等復(fù)雜離子影響。 Fe3+在與F-、SiF62-離子共存時(shí)，對結(jié)晶過程的影響不明顯。但是Fe3+的存在對磷酸溶液粘度影響較大，,38,學(xué)習(xí)交流PPT,3.2、半水濕法磷酸工藝條件的選擇,3.2.1、半水濕法磷酸有誘人的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,1、用硫酸分解磷礦石可直接制取含P2O5 42%左右的磷酸；,2、生產(chǎn)流程短，減少磷酸的濃縮過程； 3、在濃磷酸介質(zhì)條件下可以獲得較好過濾性能的半水石膏結(jié)晶。,半水濕法磷酸生產(chǎn)也存在以下問題： 1、半水濕法磷酸生產(chǎn)對磷礦石質(zhì)量要求較高； 2、半水

38、石膏具有不穩(wěn)定的性質(zhì)以及反應(yīng)溫度高，對材質(zhì)耐腐蝕性能要求高。 3、在濃磷酸條件下： 磷礦石溶解、反應(yīng)的優(yōu)化工藝條件，卻不利于磷石膏的結(jié)晶成長； 磷石膏的結(jié)晶成長的優(yōu)化工藝條件，卻不利于磷礦石溶解。,因此半水濕法磷酸萃取工藝采取雙槽和多槽生產(chǎn)：即溶解槽、分解槽、結(jié)晶槽。在溶解槽按照磷礦石溶解、反應(yīng)的優(yōu)化工藝條件控制，結(jié)晶槽按照磷石膏的結(jié)晶成長的優(yōu)化工藝條件控制。,39,學(xué)習(xí)交流PPT,3.2.2、半水濕法磷酸工藝指標(biāo)選擇,a、養(yǎng)晶槽料漿溫度： 98-102,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,從CaSO4H3PO4H2O三元系統(tǒng)分析， 反應(yīng)溫度和酸中P2O5%一樣是半水物磷酸 系統(tǒng)在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的必要條

39、件之一。,提高反應(yīng)溫度，將降低磷酸料漿的粘度， 有利于離子擴(kuò)散，降低過飽和度，有利于 結(jié)晶成長。也加速了磷礦的反應(yīng)進(jìn)程。 但提高反應(yīng)溫度后，也對磷礦轉(zhuǎn)化率提高 和設(shè)備腐蝕等帶來不利影響。 綜合考慮，反應(yīng)溫度控制在98-102 是 比較適宜的。,b、養(yǎng)晶槽液相P2O5% ： 4042% 磷酸中的液相P2O5% 過高對磷礦的分解和半水物結(jié)晶的成長都是不利的，但在半水物系統(tǒng)中磷酸中的液相P2O5% 必須高于40%，料漿的過濾速率才更理想。,40,學(xué)習(xí)交流PPT,c、溶解槽、養(yǎng)晶槽的液相(SO42-)濃度 ：,溶解槽在(SO42-)不足的條件下進(jìn)行，故以液相中CaO的濃度來表示 溶解槽液相中CaO的濃

40、度： 1.01.5%； 養(yǎng)晶槽液相(SO42-)濃度 ： 2.02.5%。,為獲得較高的磷礦分解率和易于過濾的 半水物磷酸鈣結(jié)晶，磷礦分解應(yīng)在硫酸不 足的條件下進(jìn)行，即有過量的CaO存在 （控制在1.01.5%）； 而為使半水物磷酸鈣結(jié)晶長大，易于過 濾，應(yīng)在硫酸過量的條件下進(jìn)行，控制液 相(SO42-)在2.02.5%范圍內(nèi)。,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,41,學(xué)習(xí)交流PPT,3.2.3、半水萃取工藝流程簡圖,1#、2# 溶解槽,1#、2# 分解槽,1#、2# 養(yǎng)晶槽,閃蒸室,液封槽,混合槽,料漿循環(huán)泵,過濾料漿泵,磷精礦,濃硫酸,返回淡酸,冷凝器,閃蒸真空泵,液封槽,去帶式過濾機(jī),去尾氣

41、處理工序,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,返回循環(huán)料漿,冷卻循環(huán)料漿,42,學(xué)習(xí)交流PPT,3.2.4、結(jié)晶槽游離硫酸根離子波動(dòng)的原因分析及對策,1、來自溶解槽料漿的影響： 這方面的影響主要從質(zhì)和量兩方面進(jìn)行分析： 1.1、來自溶解槽料漿質(zhì)量的影響： 即是加入礦粉質(zhì)量的影響。因?yàn)榈V粉的組成元素相當(dāng)多，也相對較復(fù)雜 然而消耗硫酸主要是礦中的CaO和MgO。 其實(shí)，由于磷礦中含鎂脈石被硫酸分解后生成可溶性的硫酸鎂(MgSO4)，全部留于溶液中，這將增大料漿液相中SO3 濃度，從而干擾硫酸根的穩(wěn)定控制，最終影響結(jié)晶，導(dǎo)致過濾效果變差。 2.1、來自溶解槽料漿量的影響： 從溶解槽進(jìn)入結(jié)晶槽這部分料漿對硫

42、酸根的波動(dòng)影響的原因有以下4點(diǎn)： 1、料漿體積流量的波動(dòng)： 循環(huán)料漿的波動(dòng)，礦粉的波動(dòng)，將造成料漿體積流量的波動(dòng)。所以在操作時(shí)必須穩(wěn)定控制這兩個(gè)要素。不論其中哪一個(gè)因素變動(dòng)，都會(huì)影響結(jié)晶槽硫酸根濃度的波動(dòng)，當(dāng)波動(dòng)的因素增加時(shí)，系統(tǒng)將更加混亂，變得難以判斷，無法下手調(diào)節(jié)。 所以在操作過程中，往往將可粉的加入量給定，再來調(diào)節(jié)循環(huán)料漿量。 不能兩者一起調(diào)節(jié)，那樣會(huì)很被動(dòng)，結(jié)晶槽料漿液相的硫酸根濃度也控制 不穩(wěn)定。,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,43,學(xué)習(xí)交流PPT,2、循環(huán)料漿密度的影響 必須嚴(yán)格控制結(jié)晶槽料漿固含量指標(biāo)，不能隨意調(diào)控，這部分的影響也是礦粉的波動(dòng)、循環(huán)料漿的波動(dòng)引起的，但不是那么的明

43、顯。 3、料漿固含量的影響 固含量直接制約著反應(yīng)速度的快慢，當(dāng)其升高超過一定程度時(shí)，料漿的粘度增大，流動(dòng)性變差，反應(yīng)速度減慢。 當(dāng)降低到一定程度時(shí)，過飽和度過高，晶核生成數(shù)量過多，結(jié)晶細(xì)小，影響過濾效果。 在操作中，造成溶解槽固含量波動(dòng)的原因還是礦粉和循環(huán)料漿的問題，只有穩(wěn)定控制這兩點(diǎn)，才能進(jìn)一步穩(wěn)定控制結(jié)晶槽中的硫酸根濃度。 4、溶解槽進(jìn)入結(jié)晶槽料漿中液相硫酸量的影響 溶解槽的分解條件不適合晶體的成長條件。在分解過程中半水物能夠 穩(wěn)定存在的條件是液相硫酸不足。然而影響溶解槽 液相硫酸變化的因素有：礦粉的變化及礦粉的加入量的多少，循環(huán)料漿中液相硫酸含量的多少及體積流量，加入結(jié)晶槽內(nèi)回磷酸的量及

44、回磷酸中的硫酸含量。,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,44,學(xué)習(xí)交流PPT,由于以上原因的影響，溶解槽的硫酸含量產(chǎn)生了相應(yīng)的變化，而變化最為嚴(yán)重的是液相硫酸根含量的升高。當(dāng)硫酸根含量升高且達(dá)到一定程度時(shí)，將產(chǎn)生包裹現(xiàn)象，料漿再流到結(jié)晶槽時(shí)，表現(xiàn)為不耗酸，如此反復(fù)的循環(huán)，最終將被迫停車進(jìn)行調(diào)整。所以在控制中，應(yīng)從多方位進(jìn)行思索，控制應(yīng)有超前意識(shí)，才能達(dá)到預(yù)期效果 2、來自冷卻循環(huán)料漿的影響 循環(huán)料漿是從結(jié)晶槽內(nèi)帶出來進(jìn)行冷卻后的料漿，它與結(jié)晶槽內(nèi)部的游離硫酸根含量基本一致，不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。 產(chǎn)生影響的原因主要是循環(huán)料漿量的變化，當(dāng)其增大或減少時(shí)，都會(huì)對溶解槽內(nèi)的料漿產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。 所以進(jìn)入溶

45、解槽的循環(huán)料漿的質(zhì)和量都必須嚴(yán)格按照工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，若控制嚴(yán)重失衡時(shí)，溶解槽內(nèi)可能出現(xiàn)板結(jié)或得不到穩(wěn)定的半水物晶體，裝置只有被迫停車處理后重新開車。 在裝置剛投產(chǎn)之初，由于沒有理解透新工藝的操作要點(diǎn)，溶解槽及結(jié)晶槽板結(jié)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，所以對循環(huán)料漿的監(jiān)控調(diào)節(jié)是重中之重。,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,45,學(xué)習(xí)交流PPT,3、 結(jié)晶槽加入硫酸的影響 結(jié)晶槽加入的硫酸量是最大、最主要的影響因素，同時(shí)也是調(diào)節(jié)結(jié)晶槽硫酸根最有效的手段，其造成影響有2個(gè)直接因素，即硫酸濃度的變化和加入量的多少。 (1) 不能很好地控制硫酸增、減的幅度，其原因是掌握不好酸、礦比，究其根源就是不能及時(shí)提供礦粉的分析數(shù)據(jù)

46、。在生產(chǎn)中，應(yīng)得到礦粉的全分析數(shù)據(jù)后，再組織生產(chǎn)比較好。據(jù)調(diào)查，大多數(shù)工廠的主要操作人員根本不知道當(dāng)班生產(chǎn)的礦石處于什么狀態(tài)，只是為了控制工藝指標(biāo)而調(diào)整工藝指標(biāo)，處于相當(dāng)被動(dòng)的地位。 (2) 當(dāng)進(jìn)行增、減硫酸時(shí)，忽略了進(jìn)入轉(zhuǎn)化槽的硫酸量所造成的間接影響。若增、減幅度較小且時(shí)間較短時(shí)，影響不大，反之則危害較大。 (3) 增、減硫酸時(shí)，同樣忽略了加入返酸槽的硫酸量，而這部分的影響反應(yīng)最靈敏。,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,46,學(xué)習(xí)交流PPT,4 、加入養(yǎng)晶槽返酸的影響 加入結(jié)晶槽返酸的影響主要有兩方面，其一是量的控制，即加入結(jié)晶槽返酸的體積流量，造成加入量不穩(wěn)定的因素有：管道及流量計(jì)管壁結(jié)垢導(dǎo)致

47、量不準(zhǔn)；進(jìn)入結(jié)晶槽的返酸量的調(diào)節(jié)不及時(shí)；生產(chǎn)系統(tǒng)無法保證返酸量而負(fù)荷調(diào)整又不及時(shí)，所以應(yīng)根據(jù)裝置的生產(chǎn)負(fù)荷及結(jié)晶槽料漿固體含量適時(shí)、全面、穩(wěn)定地調(diào)控返酸的加入量。其二是質(zhì)的問題，即返酸中的硫酸根濃度，一定要嚴(yán)格控制。 5、 從結(jié)晶槽中取至溶解槽料漿的影響 從整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)來看，其影響主要是取至溶解槽的這部分料漿，這也是一個(gè)質(zhì)和量的問題，歸根到底是取出量的多少造成結(jié)晶槽的液位波動(dòng)而間接影響其SO3濃度的波動(dòng)。 6 、結(jié)晶槽液位波動(dòng)造成的影響 對于一個(gè)恒定容積的結(jié)晶槽來說，當(dāng)料漿中的固體含量恒定(相對波動(dòng)不大)時(shí)，液位的升、降，就直接意味著液相量的升、降，此時(shí)若按常規(guī)的控制方法進(jìn)行增、減硫酸的加入量

48、，那將無法得到預(yù)期的效果。 所以在控制時(shí)，應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定控制進(jìn)、出物料的量，達(dá)到操作平衡穩(wěn)定，盡量不要使液位忽高忽低。然而在實(shí)際操作中，在恒高液位或恒低液位下，采用相同的控制方法進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，前者更方便，且易于控制。因?yàn)橐何豢刂频妮^高時(shí)，它調(diào)節(jié)緩沖的余地就大，反之則小。 實(shí)際操作過程，液位一般控制在結(jié)晶槽高度的 70% 左右較為理想。,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,47,學(xué)習(xí)交流PPT,3.2.5、半水濕法磷酸生產(chǎn)過程中的結(jié)垢問題,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,結(jié)垢問題在二水物和半水物濕法磷酸生產(chǎn)中均存在，并非是半水 濕法磷酸生產(chǎn)的特有問題。 二水物濕法磷酸生產(chǎn)中的結(jié)垢物主要是K2SiF6、 Na2SiF6與石膏等 的混合物，在濾液和一洗區(qū)較為嚴(yán)重； 半水物濕法磷酸生產(chǎn)中的結(jié)垢物主要組成是二水石膏，在二洗、三 洗區(qū)域較為嚴(yán)重（主要是穿濾的半水石膏，在稀磷酸中迅速轉(zhuǎn)化為二水 石膏所致）。 此外濕法磷酸生產(chǎn)中的結(jié)垢與生產(chǎn)用礦的化學(xué)組成有較大關(guān)系,因半水石膏在稀磷酸和溫度降低的情況下，轉(zhuǎn)化為二水石膏 的速度很快。故在生產(chǎn)過程中，要求盡可能的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，避 免頻繁開、停車。,48,學(xué)習(xí)交流PPT,4、萃取料漿的過濾分離,貴州川恒化工股份有限責(zé)任公司,濕法磷酸生產(chǎn)的過濾設(shè)備用得比較廣泛的有翻