項(xiàng)目九磷肥生產(chǎn)ppt課件

1、無機(jī)化工消費(fèi)技術(shù)與操作才干目的：1.能根據(jù)濕法磷肥、熱法磷肥的化學(xué)反響原理，分析濕法磷肥、熱法磷肥的影響要素，并進(jìn)一步分析其消費(fèi)工藝條件；2.能根據(jù)消費(fèi)條件分析實(shí)施相應(yīng)的工藝條件所配備的設(shè)備構(gòu)造；3.能根據(jù)消費(fèi)條件分析實(shí)施相應(yīng)的工藝條件所設(shè)置的消費(fèi)流程及工藝改良方向；4.能根據(jù)消費(fèi)特點(diǎn)分析實(shí)踐消費(fèi)過程中的操作要點(diǎn)；5.能根據(jù)原料的特性，分析消費(fèi)條件的調(diào)整方案。工程九 磷肥消費(fèi)一、磷肥消費(fèi)概述 磷肥和氮肥、鉀肥并稱為農(nóng)作物需求補(bǔ)充量最多的三大營(yíng)養(yǎng)元素肥料。各種營(yíng)養(yǎng)元素在作物生命代謝過程中各有其特殊的作用，彼此不能相互替代。例如氮、磷、鉀三種元素是組成蛋白質(zhì)和原生質(zhì)等不可短少的組分，鉀參與作物的氧

2、化復(fù)原作用，磷參與作物碳水化合物的構(gòu)成、轉(zhuǎn)化作用。磷是組成原生質(zhì)、核細(xì)胞的重要元素，它能促進(jìn)作物開花結(jié)果、籽實(shí)早熟，并提高籽實(shí)的質(zhì)量。 作物吸收的營(yíng)養(yǎng)必需是溶解態(tài)的，即要求化肥施與土壤中時(shí)，其營(yíng)養(yǎng)呈離子或分子形狀，能溶于土壤的水中或作物根系分泌的弱酸中，被作物吸收。磷肥中的磷通常以H2PO4-、HPO42-、PO43-和P2O74-四種方式存在。而土壤中的磷大部分為不溶或難溶性磷，不易被作物吸收，需進(jìn)展化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為易被作物吸收的水溶性或枸溶性的磷化合物。 序號(hào)酸法磷肥名稱分解酸產(chǎn)品主要組成產(chǎn)品含磷量 /有效P2O5%全稱簡(jiǎn)稱1普通過磷酸鈣普鈣，過磷酸鈣H2SO4Ca(H2PO4)2H2O +

3、 CaSO412202重過磷酸鈣重鈣H3PO4Ca(H2PO4)2H2O40503富過磷酸鈣富鈣H2SO4 + H3PO4Ca(H2PO4)2H2O + CaSO425354沉淀磷酸鈣（磷酸二鈣）沉鈣（氫鈣、二鈣）H2SO4 + HClCaHPO42H2O36385氨化過磷酸鈣_H2SO4Ca(H2PO4)2H2O+NH4H2PO4142023N%表1 主要酸法磷肥的簡(jiǎn)單比較表一、磷肥消費(fèi)概述 磷肥根據(jù)消費(fèi)方法不同有酸法磷肥和熱法磷肥之分，另有磷復(fù)肥如磷酸銨。根據(jù)磷肥中磷化合物的溶解性不同又分為水溶性磷肥磷肥磷肥、枸溶性磷肥和難溶性磷肥三類。酸法磷肥和熱法磷肥的主要種類如表1和表2所示。序號(hào)名

4、稱代號(hào)主要有效組分化學(xué)性質(zhì)有效P2O5有效磷提取液1鈣鎂磷肥FMP-Ca3(PO4)2堿性12182%檸檬酸2鋼渣磷肥-Ca4P2O9CaSiO3堿性14182%檸檬酸3鈣鈉磷肥-CaNaPO4堿性2329中性檸檬酸銨4脫氟磷肥DFP-Ca3(PO4)2堿性2042中性檸檬酸銨5偏磷酸鈣CMPCa(PO4)n堿性6468中性檸檬酸銨表2 主要熱法磷肥比較表二、磷肥消費(fèi)原料簡(jiǎn)介 磷礦石是消費(fèi)磷酸、磷肥的主要原料。天然磷礦石可分為磷灰石和磷塊巖兩大類，它們的主要成分均是氟磷酸鈣Ca5F(PO4)3。 磷灰石是火山成巖，由熔融的巖漿冷卻結(jié)晶而成，具有六方雙錐晶型構(gòu)造，不含結(jié)晶水，顏色有灰白色、灰綠色

5、、紫色或咖啡色。純的磷灰石含P2O5為42.24%。磷灰石分散在礦石中，高檔次的磷灰石在自然界中不多，但磷灰石結(jié)晶完好，顆粒較粗，易于用浮現(xiàn)方法富集。 磷塊巖是水成巖，主要由海水中的磷酸鈣堆積而成，常與石灰?guī)r、礦巖、頁巖等共生在一同，其含磷礦物主要以微細(xì)的磷灰石顆粒分散在礦石中。磷塊巖普通為非晶形或隱晶形，常含有結(jié)晶水或與碳酸鹽構(gòu)成復(fù)合物，其構(gòu)造式通?？杀硎緸镃a5F(PO4)nCaCO3mH2O。 磷礦的檔次是按照P2O5的含量來劃分的，普通將含量高于30%的為高檔次磷礦，低于20%的為低檔次磷礦，介于二者之間的為中檔次磷礦。磷肥消費(fèi)對(duì)磷礦中的P2O5的含量有一定要求，高檔次磷礦可直接加工成

6、磷肥，中低檔次磷礦普通須經(jīng)選礦富集后才干加以利用。 二、磷肥消費(fèi)原料簡(jiǎn)介二、磷肥消費(fèi)原料簡(jiǎn)介 磷礦的富集常用浮選法。浮選是根據(jù)磷礦中有用礦物磷灰石與脈石如石英對(duì)水潤(rùn)濕性的不同而將它們分別的。磷灰石常以0.2左右的顆粒以星狀分散于礦石中。選礦時(shí)，將礦石粉碎并加水磨成礦漿，添加浮選劑以提高磷灰石的憎水性或脈石的親水性，向礦漿中鼓入空氣，磷灰石附在氣泡上浮在礦漿外表，構(gòu)成穩(wěn)定的泡沫層，分出并脫水而得磷精礦，脈石那么成尾礦。 磷礦中含有多種雜質(zhì)，其中對(duì)消費(fèi)影響最大的的是鐵、鋁、鎂三種，其次是碳酸鹽、有機(jī)物、分散性泥質(zhì)和氟等。 磷礦中的CaO含量以CaO/ P2O5比值反映。CaO/ P2O5比值決議了

7、消費(fèi)單位質(zhì)量P2O5所耗費(fèi)的硫酸量。其CaO含量直接影響消費(fèi)濕法磷酸的消費(fèi)本錢和過濾設(shè)備的消費(fèi)才干，故消費(fèi)中要求CaO/ P2O5比值為質(zhì)量比1.31，摩爾比3.33。超越此值，易呵斥額外的硫酸耗費(fèi)，故除去磷礦中多余的CaO是濕法磷酸消費(fèi)中急需處理的問題。 磷礦中的倍半氧化物R2O3主指Fe2O3、Al2O3的含量。鐵、鋁主要來自粘土，經(jīng)過挑選、磁選可除去大部分的倍半氧化物雜質(zhì)。濕法磷酸消費(fèi)中，它們不僅干擾硫酸鈣結(jié)晶的生長(zhǎng)，還使磷酸構(gòu)成淤渣，尤其在磷酸濃縮階段更為嚴(yán)重，構(gòu)成沉淀或隨石膏排出，都將降低P2O5的收率，另生成鐵、鋁的復(fù)雜的磷酸鹽微細(xì)結(jié)晶，添加溶液和料漿粘度的同時(shí)，還將使過濾負(fù)荷添加

8、，以及在利用此磷酸加工磷肥中帶來不良的后果。 磷礦中MgO的含量。磷礦中的鎂鹽經(jīng)一系列的化學(xué)反響后，普通會(huì)全部溶解于磷酸中，濃縮時(shí)也不易析出，它們一方面使磷酸粘度猛烈增大，影響硫酸鈣結(jié)晶的均勻生長(zhǎng)，添加過濾和料漿濃縮的負(fù)荷；另一方面會(huì)增大SO42-離子的濃度，呵斥硫酸耗費(fèi)添加和硫酸鈣結(jié)晶困難。所以在磷礦進(jìn)入酸解之前要控制好磷礦中的MgO的含量，磷礦中MgO的含量已成為酸法加工評(píng)價(jià)磷礦質(zhì)量的重要目的之一。二、磷肥消費(fèi)原料簡(jiǎn)介二、磷肥消費(fèi)原料簡(jiǎn)介 硅及酸不溶物的含量。適量SiO2的存在，不僅可以耗費(fèi)有毒的HF，且可減輕對(duì)設(shè)備的腐蝕；但過量的是有害的，由于呈膠狀的硅酸會(huì)影響磷石膏的過濾和添加磷礦的硬

9、度，降低磨機(jī)的消費(fèi)才干，添加磨機(jī)的磨損。 有機(jī)物和碳酸鹽的含量。有機(jī)物和碳酸鹽的存在，會(huì)添加酸解過程中氣泡的生成量，這會(huì)降低酸解槽的利用率，同時(shí)還給磷礦的反響、料漿的保送及料漿的過濾帶來不利的影響。 其它組分。氟的存在主要是對(duì)設(shè)備的腐蝕加劇，所以在濕法磷酸消費(fèi)中要留意氟的含量，作為設(shè)備資料選擇的根據(jù)。對(duì)于磷礦中的稀有元素應(yīng)留意對(duì)人體的損傷而要加以留意。義務(wù)一 酸法磷肥消費(fèi)過程的組織 用無機(jī)酸硫酸、鹽酸、磷酸等分解磷礦制造出的磷肥統(tǒng)稱為酸法磷肥或稱濕法磷肥，酸法磷肥包括普經(jīng)過磷酸鈣、重過磷酸鈣、富過磷酸鈣和磷酸氫鈣以及氨化過磷酸鈣等多種，它們的比較如前述表1所示。義務(wù)一主要引見普經(jīng)過磷酸鈣、重過

10、磷酸鈣的消費(fèi)過程的組織。一、普經(jīng)過磷酸鈣消費(fèi) 普經(jīng)過磷酸鈣是一種工業(yè)化最早、運(yùn)用最廣泛的磷肥，普通簡(jiǎn)稱過磷酸鈣，亦稱普鈣。過磷酸鈣是一種灰白色、灰黑色或淡黃色的疏松粉末，其主要成分是水合磷酸二氫鈣Ca(H2PO4)2H2O和難溶的無水硫酸鈣，還有少量的游離磷酸、游離水分、磷酸鐵鋁、磷酸一氫鈣即磷酸二鈣、磷酸二氫鎂、磷酸一氫鎂、二氧化硅和未分解的磷礦等。一、普經(jīng)過磷酸鈣消費(fèi) 過磷酸鈣質(zhì)量的高低是由所含植物能吸收的有效磷以P2O5表示的多少來決議的，有效磷包括水溶性磷和枸溶性磷兩部分。水溶性磷包括Ca(H2PO4)2H2O和游離磷酸以及Mg(H2PO4)2H2O，枸溶性磷包括CaH2PO42H2O

11、、MgH2PO4 3H2O以及FePO4和Al PO4。過磷酸鈣的質(zhì)量規(guī)范如表3所示。表3 過磷酸鈣質(zhì)量規(guī)范 HG 2740-95指標(biāo)名稱指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品有效P2O5含量/% 游離P2O5含量/% 水分含量/%18.05.012.016.05.514.014.05.514.012.05.615.01制造普經(jīng)過磷酸鈣的化學(xué)反響一、普經(jīng)過磷酸鈣消費(fèi) 制造普經(jīng)過磷酸鈣是用硫酸分解磷礦粉，經(jīng)過混合、化成、熟化工序完成的。其主要化學(xué)反響為： 2Ca5(PO4)3F+7H2SO4+3H2O 3Ca(H2PO4)2H2O+7CaSO4 +2HF實(shí)踐上，上述反響是分兩個(gè)階段進(jìn)展的。第一階段是硫酸分解磷礦

12、生成磷酸和半水硫酸鈣，該反響在化成室中完成的。 Ca5(PO4)3F+5H2SO4+2.5H2O 3H3PO4 +5CaSO40.5H2O +HF 這是一個(gè)快速的放熱反響，普通在半個(gè)小時(shí)或更短時(shí)間即可完成，反響物料溫度迅速升高到100以上，隨著反響的進(jìn)展，磷礦不斷被分解，硫酸逐漸減少，CO2、SiF4和水蒸氣等氣體不斷逸出，固體硫酸鈣結(jié)晶大量生成，使反響料漿在幾分鐘內(nèi)就可以變稠，分開混合器進(jìn)入化成室后，便很快固化。1制造普經(jīng)過磷酸鈣的化學(xué)反響 “化成作用是使?jié){狀物料轉(zhuǎn)化成一種外表枯燥、疏松多孔、物理性質(zhì)良好的固體狀物料也稱鮮肥。固化過程進(jìn)展的好壞，主要取決于所生成的硫酸鈣結(jié)晶的類型、大小和數(shù)量

13、，在正常消費(fèi)條件下，料漿中首先析出的是細(xì)長(zhǎng)針狀或棒狀的半水硫酸鈣結(jié)晶，它們交叉生長(zhǎng)，堆積成“骨架，使大量液相包裹在晶間空隙中，構(gòu)成固體狀物料。在反響條件下，半水硫酸鈣結(jié)晶會(huì)很快轉(zhuǎn)化為無水硫酸鈣：2CaSO40.5H2O 2CaSO4 +H2O 無水硫酸鈣是一種細(xì)小致密的結(jié)晶，不能構(gòu)成普鈣固化的骨架，而且脫出的水分會(huì)使料漿變稀，更不利于固化。因此要選擇適宜的反響條件，使CaSO40.5H2O能堅(jiān)持較長(zhǎng)的穩(wěn)定時(shí)間，以保證反響物料構(gòu)成完好的固體構(gòu)造。磷礦中含有的硅酸鹽是有利于料漿的固化的，這是由于它們?cè)诜错懞罂梢詮牧蠞{中析出構(gòu)成網(wǎng)狀的硅凝膠，便于構(gòu)成骨架。 1制造普經(jīng)過磷酸鈣的化學(xué)反響 第二階段是當(dāng)

14、硫酸完全耗費(fèi)以后，生成的磷酸繼續(xù)分解磷礦而構(gòu)成磷酸一鈣： Ca5(PO4)3F+ 7H3PO4+5H2O 5CaH2PO42H2O +HF 在化成室的后期隨著分解反響的進(jìn)展，從溶液中不斷析出CaH2PO42H2O結(jié)晶。接著還要在倉庫堆放715天稱為“熟化，到達(dá)規(guī)定規(guī)范后才干作為產(chǎn)品出廠。 磷礦中的碳酸鹽Ca、Mg、倍半氧化物Fe、Al、氟化物和有機(jī)物存在時(shí)，均與硫酸作用，而耗費(fèi)一定量的硫酸。Ca，MgCO3+H2SO4 Ca，MgSO4+H2O+CO2Fe，Al2O3+ 3H2SO4+3 CaH2PO42 3 CaSO4+Fe，Al(H2PO4)3+3H2O隨著第二階段反響的進(jìn)展和液相中P2O

15、5的濃度的降低，鐵、鋁的酸式磷酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶的中性磷酸鹽：Fe，Al(H2PO4)3+2H2O Fe，AlPO42H2O+2 H3PO41制造普經(jīng)過磷酸鈣的化學(xué)反響 FePO42H2O和AlPO42H2O均為難溶性磷酸鹽，此反響發(fā)生了水溶性的P2O5轉(zhuǎn)化成難溶性的P2O5，即有效的P2O5發(fā)生了退化作用。故要減少普鈣產(chǎn)品中水溶性P2O5的退化景象，就必需控制磷礦中的鐵、鋁的含量。2普經(jīng)過磷酸鈣的消費(fèi)條件分析 普經(jīng)過磷酸鈣制造的第一階段，都是用硫酸分解磷礦生成硫酸鈣和磷酸。隨著分解反響的進(jìn)展，生成大量細(xì)小硫酸鈣結(jié)晶的同時(shí)，料漿不斷稠厚，最后固化成為固體粉末狀。正常固化的產(chǎn)品內(nèi)含液相、疏松多孔而外

16、表枯燥的普鈣產(chǎn)品。 普通說來，硫酸分解磷礦的反響速率是很快的，磷礦石的分解速率由反響產(chǎn)物由界面層向溶液主體的分散速率決議的。在消費(fèi)過程中，磷礦顆粒與溶液的界面層構(gòu)成了過飽和度很高的硫酸鈣溶液，這導(dǎo)致生成大量細(xì)小的硫酸鈣結(jié)晶，堆積于磷2普經(jīng)過磷酸鈣的消費(fèi)條件分析礦顆粒外表上，構(gòu)成的薄膜將磷礦顆粒包裹起來，增大分散阻力，在不同程度上妨礙了反響的進(jìn)展。包裹的程度與硫酸鈣結(jié)晶的外形、大小有關(guān)。結(jié)晶顆粒越細(xì)小，其固體膜的可透性越差，為減輕致密固體膜對(duì)反響速率的影響，應(yīng)盡能夠使硫酸鈣生成粗大的結(jié)晶。 硫酸鈣結(jié)晶的外形、大小以及對(duì)磷礦顆粒的包裹程度等與硫酸的用量、濃度、溫度及礦粉粒度、攪拌強(qiáng)度、液相雜質(zhì)含量

17、均有關(guān)。 硫酸的用量 是指每分解100份質(zhì)量的磷礦所需質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%的硫酸分?jǐn)?shù)。根據(jù)磷礦中各組分的化學(xué)組成，按化學(xué)反響方程式即可計(jì)算出實(shí)際硫酸用量。 由硫酸分解磷礦生成硫酸鈣與CaH2PO42H2O的反響式可以看出，每3molP2O5需耗費(fèi)7molH2SO4，所以每份P2O5耗費(fèi)H2SO4量為： 798/3142=1.61份2普經(jīng)過磷酸鈣的消費(fèi)條件分析 同樣可計(jì)算出，每份CO2耗費(fèi)H2SO4量為98/44=2.23份；每份Fe2O3耗費(fèi)H2SO4量為98/159.7=0.61份； 每份Al2O3耗費(fèi)H2SO4量為98/101.96=0.96份。 綜合所述，每份磷礦的實(shí)際耗硫酸量為磷礦中所含

18、的P2O5、CO2、Fe2O3、Al2O3耗費(fèi)硫酸的總和。即分解磷礦的實(shí)際硫酸用量：W=1.61P2O5%+2.23CO2%+0.61Fe2O3%+0.96Al2O3%。 添加硫酸用量，可以添加磷礦顆粒與硫酸的接觸時(shí)機(jī)，加快分解反響的速率，提高分解率，同時(shí)還可以提高第二階段的反響速率；但過高的硫酸用量，會(huì)使料漿難于固化，產(chǎn)品中游離酸含量添加，使產(chǎn)品本錢添加，實(shí)踐消費(fèi)中硫酸用量普通為實(shí)際用量的1.031.05倍。 2普經(jīng)過磷酸鈣的消費(fèi)條件分析 硫酸濃度 工藝上要求硫酸濃度盡能夠高，這樣可以加快反響速率，減少液相量，又能加劇水分的蒸發(fā)，使磷酸濃度提高，有利于磷酸一鈣的生成和結(jié)晶，縮短熟化時(shí)間；另外

19、也可以提高氟的逸出率。但硫酸濃度過高，會(huì)使反響過快，半水硫酸鈣迅速脫水，構(gòu)成細(xì)小的無水硫酸鈣，從而既構(gòu)成不了固化骨架，又包裹了未分解的磷礦顆粒，降低了磷礦的分解率，而且因反響不完全，水分蒸發(fā)少，還會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生粘結(jié)，甚至發(fā)生料漿不固化而影響產(chǎn)品物性；硫酸濃度過低，反響緩慢、液相過多，也使產(chǎn)品物性變壞。實(shí)踐消費(fèi)中，普通采用硫酸濃度為60%75%；其詳細(xì)濃度與磷礦活性、礦粉細(xì)度和季節(jié)有關(guān)。冬天的硫酸濃度要略高于夏天。2普經(jīng)過磷酸鈣的消費(fèi)條件分析 硫酸的溫度 硫酸的溫度對(duì)磷礦粉的分解速率、轉(zhuǎn)化率、料漿固化速率以及產(chǎn)質(zhì)量量和產(chǎn)品物理性能的影響都很大。硫酸分解磷礦是放熱反響，反響熱使料漿溫度升高。溫度升高

20、時(shí)，反響速率添加，并促進(jìn)水分的蒸發(fā)和含氟氣體的逸出，從而改善過磷酸鈣產(chǎn)品的物理性能。但當(dāng)硫酸溫度過高時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)與硫酸濃度過高時(shí)一樣的不良后果，即礦粒反響外表被包裹“鈍化；溫度過低時(shí)，那么會(huì)降低磷礦的分解速率，使化成室中的過磷酸鈣不夠堅(jiān)實(shí)，以致卸料時(shí)容易崩塌。普通地，實(shí)踐消費(fèi)過程中硫酸溫度常為5570，夏季比冬季低5左右。 磷礦粉的顆粒度 礦粉顆粒度越細(xì)，反響越快、越完全，可大大縮短混合、化成和熟化時(shí)間，并可獲得較高的轉(zhuǎn)化率。但過高的礦粉細(xì)度必將降低粉碎設(shè)備的消費(fèi)才干，同時(shí)添加礦耗和消費(fèi)本錢，普通要求礦粉90%95%經(jīng)過100目篩。對(duì)磷礦粉顆粒細(xì)度的要求與礦石分解的難易程度有關(guān)，礦粉細(xì)度高時(shí)，

21、可適當(dāng)提高酸的濃度和溫度。2普經(jīng)過磷酸鈣的消費(fèi)條件分析 攪拌強(qiáng)度和混合時(shí)間 攪拌的作用是促進(jìn)液固相反響，減少分散阻力，降低礦粉外表溶液的過飽和度，使顆粒外表構(gòu)成較易浸透的薄膜，因此要有足夠的攪拌強(qiáng)度。但是假設(shè)攪拌強(qiáng)度過大，將破壞半水硫酸鈣構(gòu)成的固化骨架，同時(shí)還使槳葉機(jī)械磨損加劇，當(dāng)硫酸濃度和溫度條件不適宜時(shí)，單純依托劇烈攪拌也不能加速磷礦的分解。普通地立式混合器的攪拌葉末端線速度采用312m/s，臥式混合器的攪拌葉末端線速度采用1020m/s。 攪拌混合時(shí)間視磷礦性質(zhì)不同而不同，對(duì)易分解的磷礦可短些，對(duì)難分解的磷礦可長(zhǎng)些?；旌蠒r(shí)間還與前述各影響反響的要素有關(guān)，當(dāng)磷礦粉較粗、硫酸用量較少、硫酸濃

22、度和溫度稍低時(shí)，混合時(shí)間可長(zhǎng)一些；反之，時(shí)間那么應(yīng)短一些。但應(yīng)留意時(shí)間太短，礦粉分解速率低，料漿不易固化；時(shí)間太長(zhǎng)，料漿過于稠厚，操作困難，還能夠使物料固化在混合器內(nèi)。普通攪拌時(shí)間為26min。 3.普經(jīng)過磷酸鈣的消費(fèi)工藝流程 普經(jīng)過磷酸鈣消費(fèi)方法有稀酸礦粉法和濃酸礦漿法兩種。稀酸礦粉法是世界上常用的工藝，硫酸濃度為60%75%；濃酸礦漿法是我國(guó)開發(fā)的一種工藝，硫酸濃度為93%98%，它是將磷礦濕磨成礦漿后再參與混合器中。 過磷酸鈣的消費(fèi)主要由以下幾個(gè)工序組成：硫酸與礦粉或礦漿混合；料漿在化成室內(nèi)固化化成；過磷酸鈣在倉庫內(nèi)熟化；從含氟廢氣中回收氟。其消費(fèi)方法根據(jù)酸的濃度分為：稀酸法和濃酸法；根

23、據(jù)化成室構(gòu)造不同分為：回轉(zhuǎn)化成流程法和皮帶化成流程法。圖1 普鈣稀酸礦粉、立式混合器、回轉(zhuǎn)化成室消費(fèi)工藝流程 圖1為稀酸礦粉法，立式混合器、回轉(zhuǎn)化成室消費(fèi)過磷酸鈣的工藝流程圖。假設(shè)熟化后期游離酸濃度超標(biāo)，因其具有腐蝕性，會(huì)給運(yùn)輸、儲(chǔ)存、施肥帶來困難。故在產(chǎn)品出廠前要進(jìn)展中和游離酸的處置。其處置方法有：添加能與普鈣中的磷酸迅速作用的固體物料如石灰石、骨粉、磷礦石等；用氣氨、銨鹽處置普鈣。中和后的普鈣物性得到改善，可以減少結(jié)塊性和吸濕性，但必需控制好氨化程度。假設(shè)參與過多的中和物料，會(huì)使產(chǎn)品中的水溶性P2O5轉(zhuǎn)化成不溶性的P2O5,從而導(dǎo)致產(chǎn)品的退化。 消費(fèi)中的含氟廢氣引入氟吸收室用水吸收，以防止

24、污染環(huán)境。在氟吸收室得到的氟硅酸溶液用鈉鹽處置可制得氟硅酸鈉、氟化鈉、氟化鋁或冰晶石Na3AlF6等副產(chǎn)品，可供冶金、搪瓷、醫(yī)藥及建筑資料工業(yè)運(yùn)用。3.普經(jīng)過磷酸鈣的消費(fèi)工藝流程圖2 普鈣濃酸礦漿法消費(fèi)工藝流程3.普經(jīng)過磷酸鈣的消費(fèi)工藝流程 圖2為濃酸礦漿法消費(fèi)普鈣的工藝流程圖。粗碎后的磷礦經(jīng)斗式提升機(jī)、貯斗圓盤加料機(jī)與由流量計(jì)計(jì)量后的清水一同進(jìn)入球磨機(jī)。濕磨好的礦漿經(jīng)振動(dòng)篩流入帶攪拌的礦漿池，再經(jīng)礦漿泵與H2SO4一同參與混合器中。出混合器料漿進(jìn)入回轉(zhuǎn)化成室或皮帶化成室，由膠帶保送機(jī)送至設(shè)置有橋式吊車的熟化倉庫。由混合器與化成室排出的含氟廢氣經(jīng)氟吸收室后放空。吸收制得的H2SiF6溶液在復(fù)鹽

25、反響器與NaCl反響后生成Na3AlF6結(jié)晶，經(jīng)離心機(jī)分別和枯燥機(jī)枯燥后，得到Na3AlF6副產(chǎn)品。二、重過磷酸鈣的消費(fèi) 重過磷酸鈣是由磷酸分解磷礦中的氟磷灰石而得到的產(chǎn)物，其化學(xué)反響式為： Ca5(PO4)3F+ 7H3PO4+5H2O 5Ca(H2PO4)2H2O +HF反響時(shí)也同時(shí)發(fā)生副反響，如生成少量的磷酸氫鈣： Ca5(PO4)3F+ 2H3PO4+10H2O 5CaHPO42H2O +HF鐵、鋁氧化物分解，消費(fèi)難溶性磷酸鹽。 (Fe，Al)2O3+ 2H3PO4+ H2O (Fe，Al)PO42H2O另外，還有碳酸鹽的分解： (Ca，Mg)CO3+2H3PO4 (Ca，Mg)(H2

26、PO4)2H2O +CO2磷礦中的酸溶性硅酸鹽分解成硅酸，硅酸又與氟化氫作用生成四氟化硅和氟硅酸，而氟硅酸又轉(zhuǎn)化為氟硅酸鹽，四氟化硅呈氣態(tài)逸出 1重鈣消費(fèi)的主要化學(xué)反響二、重過磷酸鈣的消費(fèi) 磷酸分解磷礦主要受分散控制，影響分解反響的要素有：磷酸濃度、反響溫度、混合強(qiáng)度和磷礦粉顆粒度等。 磷酸濃度 提高磷酸濃度實(shí)踐提高了氫離子的濃度，可加快反響速率，同時(shí)可降低產(chǎn)品的含水量，縮短熟化時(shí)間，減輕枯燥負(fù)荷，提高了產(chǎn)質(zhì)量量。高磷酸濃度的不利之處在于：液固比低，使液、固不易混合均勻；磷酸粘度高，使磷酸經(jīng)過反響層的分散阻力增大，降低了反響速率；使磷酸離解度減小，氫離子濃度減少，反響速率降低。磷酸濃度在26%

27、46%P2O5范圍內(nèi)，磷礦分解率隨磷酸濃度添加而添加，但到達(dá)某一臨界值時(shí)，因磷酸粘度的急劇增大導(dǎo)致磷礦分解率迅速下降。在有化成室的濃酸熟化法中，還應(yīng)留意磷酸濃度對(duì)料漿固化的影響，磷酸濃度過低、過高均會(huì)使料漿不能固化。另外磷酸濃度確實(shí)定還與磷礦的性質(zhì)有關(guān)。2.重鈣消費(fèi)的工藝條件二、重過磷酸鈣的消費(fèi)2.重鈣消費(fèi)的工藝條件 磷酸溫度 磷酸溫度主要影響初始的磷礦分解。磷酸濃度低時(shí)，采用較高的磷酸溫度有利于磷礦的分解；磷酸濃度高時(shí)，以采用較低的磷酸溫度較好。提高磷酸溫度，降低了磷酸粘度和添加了磷酸二氫鈣的過飽和度，但結(jié)晶速度也相應(yīng)加快，析出過多的細(xì)小的磷酸二氫鈣結(jié)晶，不利于磷礦的繼續(xù)分解。 混合強(qiáng)度和混

28、合時(shí)間 磷酸和磷礦粉混合時(shí)，其物料形狀變化依次為流動(dòng)期、塑性期、固態(tài)期。流動(dòng)期和塑性期的長(zhǎng)短與礦種、磷礦檔次、磷酸用量、反響溫度、礦粉粒度和混合強(qiáng)度等有關(guān)。由于料漿的流動(dòng)性與攪拌強(qiáng)度有關(guān)，劇烈的攪拌可延伸流動(dòng)期，而適當(dāng)添加流動(dòng)期可使酸礦充分反響，同時(shí)可改善產(chǎn)品物性并提高設(shè)備的消費(fèi)才干。降低磷酸濃度、磷酸溫度和運(yùn)用較粗顆粒的礦粉都能使混合和化成時(shí)間延伸，使磷礦分解率提高。 二、重過磷酸鈣的消費(fèi)2.重鈣消費(fèi)的工藝條件 磷礦粉顆粒度 重鈣所用礦粉細(xì)度比普鈣大，普通要求經(jīng)過200目的粒度占50%以上，但礦粉也不能過細(xì)，否那么會(huì)添加動(dòng)力耗費(fèi)，縮短混合的流動(dòng)期，從而導(dǎo)致磷礦的前期分解率高而后期分解速率緩慢

29、。 3重鈣消費(fèi)工藝過程 重鈣消費(fèi)有化成室法也稱濃酸熟化法，如圖3所示和無化成室法也稱稀酸返料法，如圖4所示。 如圖3所示，45%55%P2O5的濃磷酸在圓錐形混合器中與磷礦粉混合，酸經(jīng)計(jì)量后分四路經(jīng)過噴嘴、按切線方向進(jìn)入混合器。礦粉經(jīng)中心管下流與旋流的磷酸相遇，經(jīng)過2s 3s的猛烈混合后，料漿流入皮帶化成室。重鈣在短時(shí)間內(nèi)就能固化。剛固化的重鈣被刀切成窄條，然后經(jīng)過鼠籠切碎機(jī)切碎，送往倉庫堆置熟化。3重鈣消費(fèi)工藝過程圖3 化成室法制重鈣工藝流程 圖4所示，磷礦粉與稀磷酸在攪拌反響器內(nèi)混合，反響器內(nèi)通入蒸汽控制溫度在80100之間，從反響器流出的料漿與前往的枯燥細(xì)粉在雙輥臥式造粒機(jī)內(nèi)進(jìn)展混合并造

30、粒，得到濕的顆粒狀物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)枯燥爐，用從熄滅室來的與物料并流的熱氣體加熱，使尚未分解的磷礦粉進(jìn)一步充分反響?？菰餇t溫度控制使出料溫度為95100之間，枯燥后廢品含水量為2%3%。無化成室流程，需求4.510倍廢品作為返料，添加了動(dòng)力耗費(fèi)和設(shè)備容積。此外，對(duì)于某些難于分解的磷礦，采用較稀的磷酸，磷礦的分解率較低，制得的產(chǎn)品物理性質(zhì)欠佳。但由于流程比較簡(jiǎn)單，可用稀磷酸消費(fèi)，且不需求龐大的熟化倉庫而得到廣泛運(yùn)用。3重鈣消費(fèi)工藝過程3重鈣消費(fèi)工藝過程圖4 無化成室法制重鈣的工藝流程三、磷肥消費(fèi)過程常見缺點(diǎn)及其排除方法 內(nèi)容常見故障故障原因排除方法普鈣生產(chǎn)化成過程料漿不固化硫酸濃度過高；硫酸溫度過高；

31、硫酸用量過多；攪拌強(qiáng)度過高；混合停留時(shí)間短適當(dāng)降低硫酸濃度；采用較低溫度的硫酸；依據(jù)硫酸濃度調(diào)節(jié)硫酸用量；適當(dāng)降低攪拌速度；適當(dāng)延長(zhǎng)停留時(shí)間。熟化過程出現(xiàn)坍塌熟化溫度過高；料漿含液過多適當(dāng)控制熟化溫度及降溫速度；適當(dāng)延長(zhǎng)化成時(shí)間重鈣生產(chǎn)料漿不固化或固化困難產(chǎn)品結(jié)塊或吸潮磷酸含量過高或過低；磷酸溫度過低或干燥造粒溫度低；產(chǎn)品中磷酸含量高；熟化倉庫不通風(fēng)或潮濕控制適宜的磷酸濃度；提高磷酸溫度或增加蒸汽量/溫度；控制磷酸用量；強(qiáng)化熟化倉庫通風(fēng)義務(wù)二 熱法磷肥消費(fèi)過程的組織 熱法磷肥是指在高溫高于1000下參與或不參與某些配料分解磷礦制得的磷肥。此類肥料均為非水溶性的緩效肥料，但肥效繼續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，不易被

32、土壤固定或流失，故肥料的總效果及利用率比較高，所以在一些硫資源缺乏、能源充足的地方，開展不需求硫酸的熱法磷肥是非常適宜的。熱法磷肥的消費(fèi)方法有熔融法和燒結(jié)法兩種，主要種類有：鈣鎂磷肥、脫氟磷肥、燒結(jié)鈣鈉磷肥、偏磷酸鈣及鋼渣磷肥等。本義務(wù)主要引見鈣鎂磷肥和脫氟磷肥的消費(fèi)工藝過程。一、鈣鎂磷肥消費(fèi) 鈣鎂磷肥是以磷礦為原料，參與助熔劑如白云石CaCO3MgCO3、硅石SiO2、蛇紋石3 MgO2SiO22H2O等，在溫度高于1400下熔融，然后將熔融體在水中迅速冷卻并烘干、磨細(xì)而得到的一種玻璃體粉末狀枸溶性肥料。一、鈣鎂磷肥消費(fèi) 鈣鎂磷肥具有農(nóng)作物所需的12%20%有效P2O5，8%18% MgO，

33、20%30% SiO2，25%30%CaO以及0.5%5%K2O、FeO、MnO等，它具有物理性質(zhì)好，不易吸潮、不含游離酸、不結(jié)塊的特點(diǎn)。 鈣鎂磷肥消費(fèi)按所用能源不同分為：高爐法以焦炭或無煙煤為燃料、電爐法以電力為能源、平爐法以燃油為能源。我國(guó)主要是以高爐法消費(fèi)鈣鎂磷肥。 鈣鎂磷肥消費(fèi)的最主要的問題是確定適宜的配料比。配料的原那么是：消費(fèi)有效P2O5含量高的產(chǎn)品；有較低爐料熔融溫度及良好的流動(dòng)性。配料時(shí)關(guān)鍵是要控制好氧化物的摩爾比，如鎂硅比MgO / SiO2、鎂磷比MgO / P2O5、余鈣堿度CaO+ MgO-3 P2O5/ SiO2等。常用的配料比為：CaOMgOSiO2P2O5=3.5

34、3.72.73.52.52.81，其中MgO / SiO2=0.981.36，余鈣堿度控制在0.81.3之間。 一、鈣鎂磷肥消費(fèi) 如圖5 為典型的高爐法消費(fèi)鈣鎂磷肥的工藝流程。磷礦石、蛇紋石或白云石和焦炭經(jīng)破碎到一定大小，并按一定比例配好裝入料車，用卷揚(yáng)機(jī)入高爐。從熱風(fēng)爐來的熱風(fēng)經(jīng)風(fēng)嘴噴入高爐。焦炭迅速熄滅而產(chǎn)生高溫，使高溫區(qū)溫度達(dá)1500以上。物料在爐內(nèi)充分熔融后，自出料口放出熔融體，并用表壓大于0.2MPa的水放射水量約為20m3/T物料，使其急冷而凝固并破碎成細(xì)小的粒子流入水淬池中。這樣的驟然冷卻，可以使熔融物的玻璃體構(gòu)造固定下來，防止氟磷灰石結(jié)晶，水淬后的濕料送入回轉(zhuǎn)枯燥機(jī)枯燥?？菰锖蟮陌霃U品普通含水0.5%以下，再送入球磨機(jī)磨細(xì)，要求細(xì)度有80%以上經(jīng)過80目篩。具有一定細(xì)度的鈣鎂磷肥才干更快地溶于土壤的弱酸溶液或作物分泌的根酸中而被作物吸收。圖5 高爐法消費(fèi)鈣鎂磷肥的工藝流程表4 鈣鎂磷肥的質(zhì)量規(guī)范指標(biāo)名稱指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品有效五氧化二磷（P2O5）含量/% 水分含量/% 堿分（以CaO計(jì)）含量/% 可溶性硅（SiO2）含量/%