一种湿法磷酸装置降磷石膏磷损的高值化清洁生产工艺的制作方法

本发明涉及磷酸，具体是涉及贫化的磷矿石资源生产湿法磷酸降磷石膏磷损处理技术。

背景技术：

二水物湿法磷酸装置由于对磷矿石具有较好的适应性优势，且可设计30万吨以上的大型装置满足国内大型磷肥装置、磷精细化工装置对原料磷酸的需求，所以在园区设计建设时是必不可少的配套设计装置。

众所周知，湿法磷酸装置每生产1吨p2o5会产生近5吨的磷石膏。以30万吨装置为例，年副产磷石膏近150万吨，若磷石膏中的总磷含2%，则意味着全年会被磷石膏带走30000吨p2o5，总磷经济损失将近6000多万元，若将总磷下降到1.2%，全年消耗将节约2400余万元。鉴于此，各大磷化工园区均把控制磷酸装置磷石膏磷损作为降消耗降成本的关键工作来抓。

贵州省提出“以渣定产”的磷化工绿色发展理念。磷石膏中的总磷含量是决定磷石膏品质的关键指标，但磷矿山因长期开发富矿减少，资源贫化后在二水法磷酸生产中矿适应性下降，磷石膏结晶细小、过滤性能差、磷石膏磷损大的矛盾已明显表现出来，创新应用新技术降磷损就显得极其重要。

过去二水法磷酸装置降磷损，通常围绕反应工艺条件、过滤工艺条件的选择开展，以期生产出结晶形状整齐、均匀、粗大的磷石膏晶体。实际情况，当所用磷矿石出现严重贫化后，即使反应工艺指标、过滤工艺指标完全控制在设计范围内也会出现过滤性能差的状况，使用新工艺、新技术、新方法就非常必要。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对磷矿石资源贫化和现有技术存在的短板提供了一种湿法磷酸装置降磷石膏磷损的高值化清洁生产工艺。

实现本发明降磷石膏磷损新工艺的技术手段，包括以下步骤：

(1)将原料磷精矿按生产设定负荷的比例添加进反应槽，料浆工艺指标控制值：料浆密度1.49~1.515g/ml，滤液密度1.28~1.30g/ml,so330~35g/l,含固量29~30%；

(2)磷酸料浆用泵送到过滤机的加料箱，加料箱的进料端管道上方设计有絮凝剂加料口，絮凝剂与进入加料箱的磷酸料浆混合后均匀的分布到过滤机的滤盘中，抽真空进行液固分离；

(3)过滤机上磷石膏在卸渣时游离水>30%，总磷>2%,过滤机滤饼吸不干或假干；

(4)在过滤机的二洗水箱中加入90%与生产负荷匹配满足水平衡所需用量的酸性洗涤水；

(5)从浓缩工序换热器排地沟的冷凝液总管上配制一条dn50的碳钢管到过滤机新增末级洗水箱，在末级洗水箱中加入冷凝液，补足与生产负荷匹配满足水平衡所需用量10%的洗涤水。

上述步骤(1)中，所述原料磷精矿为倍伴氧化物（r2o3+mgo）含量>2.5%，磷精矿粒度<72.88um占比75%。

上述步骤(2)中：设计的絮凝剂加入口在过滤机料浆加料箱的进料端管道上方3米处。

上述步骤(3)中：取过滤机磷石膏样品置于bt-9300h型激光粒度分布仪下分析，所述反应生成的磷石膏结晶形状以<85.34um小而薄的菱形晶体和扁平晶体为主，大颗粒的聚合晶体或晶簇占比16%，大结晶与小结晶共存，缺少中间粒级的结晶，料浆工艺指标均稳定控制在参考值范围内，但形成的磷石膏滤饼吸不干或假干。

上述步骤(4)、(5)中：在二洗水箱之后3个盘位置新增末级洗水箱加入冷凝液，冷凝液的用量为与生产负荷匹配满足水平衡所需用量的10%。大于80℃的冷凝液均匀分布到磷石膏滤饼表面，热彭胀作用使滤饼内部形成沟渠、孔隙率增大，黑色油性的有机质不再粘附在滤布表面，滤布干净清洁，滤饼中的洗涤水真空抽吸流动性非常好，快速进入滤盘真空箱流入稀酸洗涤泵进口，过滤机上磷石膏在卸渣时游离水<25%，总磷<1.2%,过滤机磷石膏滤饼视觉平整、手搓感游离水明显变低，湿法磷酸磷石膏品质大幅提升，磷石膏建材用原料质量得到保障，贫化的磷矿石资源实现了高值化清洁生产。

本发明的有益效果：

（1）本发明在过去二水法磷酸装置降磷损围绕反应工艺条件、过滤工艺条件的选择开展的基础上丰富了湿法磷酸生产对磷矿石苛刻选择的观念，本发明采用高镁磷矿石用于湿法磷酸生产，对高镁磷矿具有较好的适应性；同时为降低mgo的影响，通过提高研磨细度，浮选充分去除mgo，磷精矿粒度<72.88um占比75%。（2）本发明通过新增一条dn50碳钢输送管线将磷酸装置浓缩换热器的蒸汽高温冷凝液分离出一定量送到过滤机新增末级洗水箱，冷凝液的用量比例为与生产负荷匹配满足水平衡所需洗涤水用量的10%，大于80℃的冷凝液通过末级洗水箱均匀的分布在过滤机磷石膏滤饼表面，经长期运行数据测定统计磷石膏总磷磷损下降40%。解决了磷矿山因长期开发富矿减少，资源贫化后在二水法磷酸生产中矿适应性下降，磷石膏结晶细小，过滤效果差、磷石膏磷损大的困局。（3）本发明使过滤机上磷石膏在卸渣时游离水<25%，总磷<1.2%,磷石膏品质大幅提升，磷石膏建材用原料质量得到保障，贫化的磷矿石资源实现了高值化清洁生产，成本可控，值得广泛推广。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图中：1-过滤机；2-过滤机磷酸料浆加料箱；3-过滤机一洗水箱；4-过滤机二洗水箱；5-过滤机新增末级冷凝液洗水箱；6-石膏渣斗；7-过滤吸干分离器；8-过滤反吹密封槽；9-酸性洗涤水热水密封槽；10-浓缩冷凝液收集槽；11-换热器；12-浓缩蒸发器；13-氟回收吸收器；14-氟分离器；15-循环水大气冷凝器；16-氟回收吸收器密封槽；17-大气冷凝器密封槽；18-成品稀磷酸泵；19-返酸泵；20-稀酸洗涤泵；21-吸干风机；22-反吹风机；23-洗涤水泵；24-冷凝液输送泵；25-浓缩酸循环泵；26-成品浓磷酸泵；27-氟吸收循环泵；28-浓缩真空泵。

具体实施方式

瓮福（集团）有限责任公司马场坪瓮福化工公司磷酸运行部磷酸装置一系统。

实施例1：

（1）反应硫酸（98%）负荷以63m³/h（设计负荷）进料，将倍伴氧化物（r2o3+mgo）含量>2.5%，磷精矿粒度<72.88um占比75%的原料磷精矿按生产设定负荷的比例添加进反应槽，料浆工艺指标控制值：料浆密度1.49~1.515g/ml，滤液密度1.28~1.3g/ml,so330~35g/l,含固量29~30%。

(2)分子量1200万、配制浓度3‰的絮凝剂，加入到过滤机加料箱2（工艺流程图）进料管3米处的加入点与来自反应槽的磷酸料浆共同进入过滤机料浆加料箱内。

(3)在过滤机的二洗水箱4（工艺流程图）中加入90%与63m³/h硫酸生产负荷匹配满足水平衡所需用量的酸性洗涤水126.9m³/h。

(4)在过滤机末级洗水箱5（工艺流程图）中加入冷凝液，补足与63m³/h硫酸生产负荷匹配满足水平衡所需用量10%的洗涤水14.1m³/h。

(5)生产平稳运行6小时后取过滤机磷石膏分析游离水、总磷、水溶磷，结果为游离水：23.86%、总磷：1.2%、水溶磷：0.56%。

实施例2：

（1）反应硫酸（98%）负荷以69.3m³/h（设计负荷110%）进料，将倍伴氧化物（r2o3+mgo）含量>2.5%，磷精矿粒度<72.88um占比75%的原料磷精矿按生产设定负荷的比例添加进反应槽，料浆工艺指标控制值：料浆密度1.49~1.515g/ml，滤液密度1.28~1.3g/ml,so330~35g/l,含固量29~30%。

(2)分子量1200万、配制浓度3‰的絮凝剂，加入到过滤机加料箱2（工艺流程图）进料管3米处的加入点与来自反应槽的磷酸料浆共同进入过滤机料浆加料箱内。

(3)在过滤机的二洗水箱4（工艺流程图）中加入90%与69.3m³/h硫酸生产负荷匹配满足水平衡所需用量的酸性洗涤水140.4m³/h。

(4)在过滤机末级洗水箱5（工艺流程图）中加入冷凝液，补足与69.3m³/h硫酸生产负荷匹配满足水平衡所需用量10%的洗涤水15.6m³/h。

(5)生产平稳运行6小时后取过滤机磷石膏分析游离水、总磷、水溶磷，结果为游离水：23.2%、总磷：1.15%、水溶磷：0.49%。

实施例3：

（1）反应硫酸（98%）负荷以75.6m³/h（设计负荷120%）进料，将倍伴氧化物（r2o3+mgo）含量>2.5%，磷精矿粒度<72.88um占比75%的原料磷精矿按生产设定负荷的比例添加进反应槽，料浆工艺指标控制值：料浆密度1.49~1.515g/ml，滤液密度1.28~1.3g/ml,so330~35g/l,含固量29~30%。

(2)分子量1200万、配制浓度3‰的絮凝剂，加入到过滤机加料箱2（工艺流程图）进料管3米处的加入点与来自反应槽的磷酸料浆共同进入过滤机料浆加料箱内。

(3)在过滤机的二洗水箱4（工艺流程图）中加入90%与75.6m³/h硫酸生产负荷匹配满足水平衡所需用量的酸性洗涤水153m³/h。

(4)在过滤机末级洗水箱5（工艺流程图）中加入冷凝液，补足与75.6m³/h硫酸生产负荷匹配满足水平衡所需用量10%的洗涤水17m³/h。

(5)生产平稳运行6小时后取过滤机磷石膏分析游离水、总磷、水溶磷，结果为游离水：25.92%、总磷：1.19%、水溶磷：0.53%。

。