一种各环节处理速度均衡的磷矿制备系统的制作方法

本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种各环节处理速度均衡的磷矿制备系统。

背景技术：

磷矿是一种不可再生的资源，我国磷矿资源虽然比较丰富，但磷矿的品位较低，大部分磷矿必须经过选矿富集后才能用于生产磷酸以及高浓度磷肥等，由于磷矿中的杂质较多，导致我国磷矿的实际被利用率较低。在将磷矿制备磷精矿的工艺中，其包括多个处理环节，各环节处理速度不均衡会导致物料在制备系统出现物料堆积或者是某些环节设备闲置。

cn201510575517.8公开了一种连续生产五氧化二磷的方法，所述方法至少包括磷矿石的还原反应和磷单质的氧化反应，通过中央控制单元基于流化反应器内所述还原反应和所述氧化反应的实际情况并按照使得所述还原反应和所述氧化反应均在非正压的条件下完成的方式来调节所述流化反应器内的气流。该方法中仅涉及生产五氧化二磷的方法，并未涉及磷矿中磷精矿的制备和碳酸钙和碳酸镁的制备。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种各环节处理速度均衡的磷矿制备系统。具体技术方案如下。

一种各环节处理速度均衡的磷矿制备系统，所述磷矿制备系统包括多个处理单元，所述处理单元包括磷矿煅烧单元、磷矿湿法球磨单元、磷矿浸取单元、碳化单元和压滤单元；

所述磷精矿制备系统中，磷矿在所述磷矿煅烧单元中煅烧后，进入所述磷矿湿法球磨单元进行湿法球磨得到磷矿浆液，所述磷矿浆液在所述磷矿浸取单元中浸取，浸取完成后通过所述压滤单元获得含钙镁溶液和磷精矿，所述含钙镁溶液在所述碳化单元中碳化形成包括碳酸钙和碳酸镁的固液混合物；

所述磷矿制备系统还包括控制单元，所述控制单元控制所述磷矿制备系统中的所有处理单元的处理量、处理速度和处理条件，以使所述磷矿制备系统的处理量能够达到预设值。

优选的，所述控制单元还能够获取所述磷矿制备系统的每一处理单元中所匹配的设备参数值，并根据所述设备参数值确定所述磷矿制备系统的处理量的最大预设值，然后根据所述最大预设值控制所述磷矿制备系统的实际处理量。

优选的，所述磷矿制备系统的处理量的最大预设值超过所述磷矿制备系统的实际处理量的10％-20％。

优选的，所述控制单元还根据所述设备参数值确定所述磷矿制备系统能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的最大百分比值，然后根据所述最大百分比值控制所述磷矿制备系统能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的实际百分比值。

优选的，所述磷矿制备系统能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的最大百分比值超过所述磷矿制备系统能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的实际百分比值的10％-20％。

优选的，所述磷矿制备系统能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的实际百分比值为15-25％。

优选的，所述压滤单元中包括第一压滤环节和第一洗涤环节，所述第一压滤环节和所述第一洗涤环节用于处理所述磷矿浸取单元中浸取后的固液混合物。

优选的，所述磷矿制备系统还包括浓缩单元，所述浓缩单元包括第一浓缩单元和第二浓缩单元，所述压滤单元中包括第二压滤环节和第二洗涤环节，所述第二压滤环节和所述第二洗涤环节用于处理所述碳化单元中碳化反应后的固液混合物；

所述碳化单元产生的固液混合物经过所述第二压滤环节进行压滤和所述第二洗涤环节进行洗涤，所述第二压滤环节对所述碳化单元产生的固液混合物进行压滤产生的滤液经过所述第一浓缩单元进行压滤浓缩，得到浓缩滤液，所述第二洗涤环节对所述碳化单元产生的固液混合物进行洗涤产生的洗涤液经过所述第二浓缩单元进行洗涤浓缩，得到浓缩洗涤液；

所述压滤浓缩和所述洗涤浓缩产生的水蒸气进行冷凝并经过冷凝回收获得冷凝水；

所述浓缩滤液用于所述磷矿浸取单元，所述浓缩洗涤液用于所述磷矿湿法球磨单元和/或所述磷矿浸取单元，所述冷凝水用于所述压滤单元。

优选的，所述控制单元控制所述第一浓缩单元产生的浓缩滤液的处理量与所述磷矿浸取单元中所加入的硝酸铵溶液的量相等或者相差第一预设范围值，还控制所述浓缩滤液中的硝酸铵的质量浓度与所述磷矿浸取单元中所加入的硝酸铵溶液中的硝酸铵的质量浓度相等或者相差第二预设范围值。

本发明的有益效果：本发明提供的各环节处理速度均衡的磷矿制备系统10通过控制各处理单元的处理条件，避免出现有的处理单元跟不上其他处理单元的处理效率，而导致闲置，或者能够避免出现其中的处理单元处理量过快过大，而导致处理物料堆积的问题，控制各处单元的处理量能够相互匹配，也就是处理速度平衡，以使磷矿制备系统的处理量实现可控。

附图说明

图1为本发明提供一种各环节处理速度均衡的磷矿制备系统的结构框图。

图2为压滤单元的结构框图。

图3为浓缩单元的结构框图。

具体实施方式

以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

请参阅图1，本发明提供一种各环节处理速度均衡的磷矿制备系统10，所述磷矿制备系统10包括多个处理单元(图中未示出)，所述处理单元包括磷矿煅烧单元100、磷矿湿法球磨单元200、磷矿浸取单元300、碳化单元400和压滤单元500。

所述磷精矿制备系统10中，磷矿在所述磷矿煅烧单元100中煅烧后，进入所述磷矿湿法球磨单元200进行湿法球磨得到磷矿浆液，所述磷矿浆液在所述磷矿浸取单元300中浸取，浸取完成后通过所述压滤单元500获得含钙镁溶液和磷精矿，所述含钙镁溶液在所述碳化单元400中碳化形成包括碳酸钙和碳酸镁的固液混合物。

磷矿中包括碳酸钙、碳酸镁和磷盐，其中一般以白云石(caco3·mgco3)、方解石(caco3)和氟磷灰石(ca5f(po4)3)的形式存在。在磷矿煅烧单元100中，碳酸钙煅烧后生成氧化钙和二氧化碳，碳酸镁煅烧后生成氧化镁和二氧化碳，也就是说形成的煅烧磷矿中包括氧化钙和氧化镁以及脱氟磷盐。氧化钙和氧化镁在磷矿湿法球磨单元200中分别形成氢氧化钙固体和氢氧化镁固体，氢氧化钙固体和氢氧化镁固体在磷矿浸取单元300中浸取形成钙离子和镁离子，然后钙离子和镁离子在碳化单元400中形成碳酸钙和碳酸镁。可以理解的是，在工艺上处理磷矿并最终获得碳酸钙和碳酸镁，根据磷矿制备场地大小的不同、磷矿来源量的不同、以及各处理单元对应的设备处理量的不同，磷矿制备系统10的处理量是不同的。因此为了能够达到企业对于磷矿生产的要求，需要对磷矿制备系统10的处理量实现可控。

所述磷矿制备系统10还包括控制单元600，所述控制单元600控制所述磷矿制备系统10中的所有处理单元的处理量、处理速度和处理条件，以使所述磷矿制备系统10的处理量能够达到预设值。也就是说通过控制单元600来实现磷矿制备系统10的处理量的可控。其中处理量的预设值可根据实际生产需求来设定。其中处理条件包括温度、压力、ph值等条件。可以理解的是，处理量、处理速度和处理条件为处理因素中的其中三种，本发明中包括但不限于上述三种处理因素。

本发明提供的各环节处理速度均衡的磷矿制备系统10通过控制各处理单元的处理因素，避免出现有处理单元跟不上其他处理单元的处理效率，而导致闲置，或者能够避免出现其中的处理单元处理量过快过大，而导致处理物料堆积的问题，控制各处单元的处理量能够相互匹配，也就是处理速度平衡，以使磷矿制备系统10的处理量实现可控。

在进一步的实施例中，所述控制单元600还能够获取所述磷矿制备系统10的每一处理单元中所匹配的设备参数值，并根据所述设备参数值确定所述磷矿制备系统10的处理量的最大预设值，然后根据所述最大预设值控制所述磷矿制备系统10的实际处理量。可以理解的是，在磷矿制备系统10中的每一处理单元中均有各自对应的设备，控制单元600获取处理单元中的设备参数值的方法包括在安装系统中各设备时，将各设备参数值储存在控制单元600中。可以理解的是，每一种设备均对应其自身能够处理的最大值，例如在磷矿煅烧单元100中，其包括回转窑，磷矿在回转窑中的煅烧，而在特定的生产工厂中，回转窑的直径、长度、转速范围、最大转速以及回转窑与平面的角度设置等，这些设备参数决定了回转窑能够煅烧磷矿的最大处理量。因此控制单元600根据所述磷矿制备系统10中的每一处理单元中的设备参数值能够确定所述磷矿制备系统10的处理量的最大预设值。可以理解的是，当设备使用达到一定时间后其处理效率会下降，因此控制单元600还根据各处理单元中对应的设备的损失率调整处理单元的处理量。可以理解的是，控制单元600还根据每一处理单元中的物料损失率和添加量来调整处理单元的处理量。然后控制单元600再根据最大预设值控制所述磷矿制备系统10的实际处理量，使磷矿制备系统10中的每一处理环节充分利用，以使各处理单元处理速度达到均衡，使整个磷矿制备系统10高效运行。

在进一步的实施例中，所述磷矿制备系统10的处理量的最大预设值超过所述磷矿制备系统10的实际处理量的10％-20％。也就是说，磷矿制备系统10中的实际处理量不能太高，太高会导致每一处理单元中的设备加快磨损或者运转失效，但是实际处理量也不能太少，太少则不能充分利用系统中每一处理单元，出现部分处理单元限制，浪费设备资源。

在进一步的实施例中，所述控制单元600还根据所述设备参数值确定所述磷矿制备系统10能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的最大百分比值，然后根据所述最大百分比值控制所述磷矿制备系统10能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的实际百分比值。可以理解的是，根据磷矿的品种的不同，每种磷矿中的所含有的碳酸钙和碳酸镁的总质量百分比不同。但磷矿中碳酸钙和碳酸镁的总质量含量一般比较大，在制备磷精矿的同时还需要控制碳酸钙和碳酸镁的生产。而且碳酸钙和碳酸镁的含量直接影响磷矿煅烧单元、磷矿浸取单元以及碳化单元等多个处理单元的处理效率，例如当碳酸钙和碳酸镁的含量较大时，磷矿在磷矿煅烧单元100中的回转窑中需要停留更长时间以将磷矿充分煅烧，因此回转窑的设备参数也决定了能够处理的磷矿中的碳酸钙和碳酸镁的总质量含量值。然后控制单元600再根据所述最大百分比值控制所述磷矿制备系统10能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的实际百分比值，以使磷矿制备系统10中的每一处理环节充分利用，使整个磷矿制备系统10高效运行。

在进一步的实施例中，所述磷矿制备系统10能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的最大百分比值超过所述磷矿制备系统10能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的实际百分比值的10％-20％。同样的，磷矿制备系统10能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的实际百分比值不能太高，太高会导致其对应的处理单元中的设备加快磨损或者运转失效，并且磷矿的处理效率会下降，但是实际处理量也不能太少，太少则不能充分利用系统中每一处理单元，出现部分处理单元限制，浪费设备资源。

在进一步的实施例中，所述磷矿制备系统10能够处理的磷矿中的含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量的实际百分比值为15-25％。也就是说，所述磷矿制备系统10优选的是处理含碳酸钙和碳酸镁的总质量含量为15-25％的磷矿，处理该种磷矿能够使系统运行效率更快，处理效果更好。

请参阅图2，在进一步的实施例中，所述压滤单元500中包括第一压滤环节510和第一洗涤环节520，所述第一压滤环节510和所述第一洗涤环节520用于处理所述磷矿浸取单元300中浸取后的固液混合物。

请参阅图3，在进一步的实施例中，所述磷矿制备系统10还包括浓缩单元700，所述浓缩单元700包括第一浓缩单元710和第二浓缩单元720，所述压滤单元500中包括第二压滤环节530和第二洗涤环节540，所述第二压滤环节530和所述第二洗涤环节540用于处理所述碳化单元400中碳化反应后的固液混合物。

所述碳化单元400产生的固液混合物经过所述第二压滤环节530进行压滤和所述第二洗涤环节540进行洗涤，所述第二压滤环节530对所述碳化单元400产生的固液混合物进行压滤产生的滤液经过所述第一浓缩单元710进行压滤浓缩，得到浓缩滤液，所述第二洗涤环节530对所述碳化单元400产生的固液混合物进行洗涤产生的洗涤液经过所述第二浓缩单元720进行洗涤浓缩，得到浓缩洗涤液。所述压滤浓缩和所述洗涤浓缩产生的水蒸气进行冷凝并经过冷凝回收获得冷凝水。可以理解的是，处理单元还包括冷凝水回收单元800，所述冷凝水回收单元用于处理冷凝水。所述浓缩滤液用于所述磷矿浸取单元300，所述浓缩洗涤液用于所述磷矿湿法球磨单元200和/或所述磷矿浸取单元300，所述冷凝水用于所述压滤单元500。

在磷矿浸取单元300中需要对氢氧化钙和氢氧化镁进行浸取，其需要具有较大浓度的铵离子浓缩滤液进行浸取反应，将浓缩滤液加入到磷矿浸取单元300进行浸取反应，以使在碳化单元500产生的浓缩滤液能够回收利用，以控制磷精矿制备系统10中的液体平衡，减少液体量的浪费。磷矿湿法球磨单元200中需要对磷矿加入液体进行球磨，采用加入液体进行湿法球磨可以降低在球磨粉碎磷矿时粉尘的产生，且加入液体可以使球磨更均匀，浓缩洗涤液可加入到磷矿湿法球磨单元200中，以进一步控制磷精矿制备系统10中的液体平衡。在压滤单元500中需要用纯度较高的水进行洗涤，因此冷凝水可用于压滤单元500。碳化单元400是在整个磷精矿制备系统10最后一个处理单元，因此在碳化单元400中积累了大量水。通过上述设置，将碳化单元400中的液体(包含大量的水)经过浓缩，并将浓缩液体和冷凝水再次利用，使得磷精矿制备系统10可以实现系统中产生的液体在循环生产中保持平衡，减少废水产生，在一些实施例的情况下可以实现没有废水产生。

在进一步的实施例中，所述控制单元500控制所述第一浓缩单元720产生的浓缩滤液的处理量与所述磷矿浸取单元300中所加入的硝酸铵溶液的量相等或者相差第一预设范围值，还控制所述浓缩滤液中的硝酸铵的质量浓度与所述磷矿浸取单元300中所加入的硝酸铵溶液中的硝酸铵的质量浓度相等或者相差第二预设范围值。以使碳化单元400与磷矿浸取单元300的处理效率相当，进一步控制磷矿制备系统10中内部处理平衡。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。