一种二水法湿法磷酸生产工艺方法.pdf

发明内容

本发明的目的在于提供一种由硫酸萃取磷矿生产磷酸的二水法湿法磷酸
工艺方法及设备。该方法中硫酸与磷矿的反应及消化能在一个设备中完成，
尾气洗涤后放空符合环保标准。生产装置投资省且能适应含硅高的磷矿原料
的生产场合。

达到上述目的的一种由硫酸萃取磷矿生产磷酸的二水法湿法磷酸工艺方
法，包括原料硫酸与磷矿进行萃取反应，磷酸料浆过滤分离，反应部分的尾
气洗涤过程，硫酸与磷矿的反应和消化过程在同一台多室反应/消化槽中完
成，采用料浆外部循环真空冷却移出反应热量，以生成稀磷酸，反应部分的
尾气进行多次洗涤，使之符合环保排放要求。特征在于反应料浆从反应室到
消化室的溢流在设备内实现，反应部分的尾气通过文丘里洗涤器和喷淋旋风
洗涤塔用水进行多次洗涤，使排放的尾气符合环保标准，文丘里洗涤器液/
气比为1/1000～3.0/1000m³液体/m³气体，喉管气流速度控制为50～100m/s，
喷淋旋风洗涤塔喷淋密度为25～35m³/(m²·h)。

该尾气洗涤的最后一级用水，也可以用2～10％wt石灰乳进行洗涤，用
水洗涤时，可以加入硫酸，以调节洗涤液PH值，PH值控制在2～4，提高氟
洗涤率。用2～10％石灰乳进行洗涤时，石灰乳可与稀氟硅酸直接进行中和
反应，除氟率高。

本发明中所用的反应/消化槽的结构型式为多个外形尺寸相同的方形小
格室的组合，格室数量和尺寸依据装置生产能力以及反应料浆总停留时间而
确定。其有效容积一般在1.5～2.5m³/(tpd P₂O₅)。反应/消化槽内壁垂直方向
为倾斜式，水平方向为圆弧形，反应区搅拌器为双层搅拌桨，消化区搅拌器
为单层搅拌桨。

所述的反应/消化槽中反应温度控制为75～85℃，反应料浆在反应/消化
槽中总停留时间3.8～5.5小时，P₂O₅反应收率达到96～98％。

所述的原料硫酸在反应/消化槽中多室加入，反应料浆液相中P₂O₅浓度
控制在22.0～28.5％wt，SO₄^2-浓度控制在2.0～3.0％wt，石膏过滤强度达到
4.0～5.0t P₂O₅/(d·m²)。

其反应热量通过外部真空低位闪蒸冷却循环回路移出，反应料浆从反应/
消化槽反应区的最后一室出来，通过一台卧式循环泵将料浆送到一台闪蒸冷
却室，负压下闪蒸冷却，从闪蒸冷却室出来的料浆回流至反应/消化槽反应区
的第一室。在-0.2～-0.5Kpa负压下闪蒸冷却，低位闪蒸冷却循环回路的流
量与去过滤机的料浆流量之比为30～40，闪蒸冷却室进出料浆温度差控制在
2～3℃。

本发明的优点是：

(1)采用本发明建设的生产装置，其工艺设备易于制造，装置布置紧凑；

(2)采用本发明建设的生产装置，比同规模传统生产装置节省总投资约
30％；

(3)因硫酸多点加料，可以精确调整不同格室中SO₄^2-浓度，有效控制
SO₄^2-浓度均匀，改善磷石膏结晶状况，使生产装置能够适应反应活性较差的
磷矿，并且提高原料利用率；

(4)采用本发明建设的生产装置，适应以含硅高的磷矿矿源作为生产原
料的场合；

(5)本发明闪蒸冷却蒸发出来的水份，在一台预冷凝器用水进行冷凝，
冷凝下来的水用于磷石膏洗涤，回收了热量，在过滤部分不需额外加入蒸汽，
能够有效降低生产装置新鲜水消耗，实现生产装置工艺水的综合利用，能够
充分有效利用原料磷矿与硫酸反应产生的热量，降低生产装置能源消耗。