利用磷酸渣生产水溶性NPK复合肥的装置的制作方法

利用磷酸渣生产水溶性npk复合肥的装置
技术领域
[0001]
本实用新型涉及化工生产技术领域，具体涉及利用磷酸渣生产水溶性npk复合肥的装置。


背景技术：

[0002]
磷酸作为一种重要的化工原料，用量较大。目前国内外常用生产磷酸的方法主要有两种：热法磷酸和湿法磷酸。热法磷酸主要采用电解磷矿石生产磷酸，能耗高，污染大；湿法磷酸目前主要采用硫酸萃取的方式，以强制弱获得磷酸，能耗相对较低，是目前国内磷酸生产的主要方式。
[0003]
湿法磷酸中二水物法由于其能耗低，对矿选择性小、易于操作的特点为国内外企业常用制取磷酸的方法。但二水物法由于其萃取得到的酸浓较低，酸中p2o5一般在20%-30%，为了得到合格的净化磷酸，满足生产对酸浓的要求，需要对酸进行浓缩、脱砷、脱氟等一些列操作，由此产生了大量的磷酸渣。目前，对湿法磷酸产生的磷酸渣主要是成产低端磷肥（主要是普钙等）或复合原料外销。由于酸渣产量较大，普钙消耗量较小，仍有大量磷酸渣堆存，对企业的生存造成影响。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于提供一种利用磷酸渣生产水溶性npk复合肥的装置，解决酸渣产量较大，普钙消耗量较小，仍有大量磷酸渣堆存，对企业的生存造成影响的问题。
[0005]
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
[0006]
一种利用磷酸渣生产水溶性npk复合肥的装置，
[0007]
包括通过输料管道依次连接的氢氧化钾储罐、浸取罐、浸取料浆固液分离设备、脱氟罐、脱氟料浆离心罐、浓缩罐、结晶料浆离心罐，其中，
[0008]
所述浸取罐上还设置有磷酸渣进料口和氨水进料口，所述磷酸渣进料口下方依次设置有固定盘和能够上下移动的活动网盘，所述固定盘上表面沿直径增加的方向逐渐向下倾斜、下表面和活动网盘上表面相适配，所述固定盘的直径小于活动网盘的直径；
[0009]
所述脱氟罐与浸取料浆固液分离设备的液相出口连通，所述脱氟罐还设置有硫酸钠加料口和硅粉加料口；
[0010]
所述浓缩罐与脱氟料浆离心罐的液相出口连通。
[0011]
作为优选的，所述活动网盘沿直径增加的方向逐渐向上倾斜。
[0012]
作为优选的，所述活动网盘与电动伸缩杆的一端连接，所述伸缩杆的另一端穿过固定盘固定在浸取罐上。
[0013]
作为优选的，所述结晶料浆离心罐的固相出口连接有npk复合肥收集罐，所述结晶料浆离心罐的液相出口与浓缩罐的进料口连接。
[0014]
作为优选的，所述浸取料浆固液分离设备的固相出口通过输料管道依次连接有酸解罐、中和罐、中和料浆固液分离设备，所述中和料浆固液分离设备的液相出口与所述硫酸
钠加料口连接。
[0015]
作为优选的，所述脱氟料浆离心罐的固相出口与酸解罐的进料口连通。
[0016]
作为优选的，所述酸解罐顶端设置有气相出口，所述气相出口连接有出气管，所述出气管连接有硅氟酸吸收罐、且所述出气管末端伸入所述硅氟酸吸收罐的液面以下。
[0017]
作为优选的，所述硅氟酸吸收罐的液面下设置有气体分散板，所述气体分散板上设置有通孔，所述出气管末端位于所述气体分散板下方，所述出气管末端连通有水平设置的出气筒，所述出气筒上布满出气孔。
[0018]
作为优选的，所述出气管与能够围绕出气管转动的出气筒通过轴承连接，所述出气孔全部设置在所述出气筒转动的后侧。
[0019]
作为优选的，所述中和料浆固液分离设备的固相出口设置有二水石膏收集罐。
[0020]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少是如下之一：
[0021]
本实用新型公开了一种磷酸渣生产水溶性npk复合肥联产二水硫酸钙和氟硅酸的装置，采用氨水溶液、氢氧化钾液体浸取磷酸渣，浸出液经脱氟、浓缩结晶得到水溶性npk复合肥产品；固相采用硫酸酸解并以氢氧化钙中和未反应硫酸，固液分离，滤饼为硫酸钙，作为制水泥缓凝剂或建筑石膏原料，滤液返回至脱氟工段配制硫酸钠溶液，酸解过程所产气相经水吸收生成氟硅酸溶液。本实用新型工艺简单，利用磷酸渣制取高附加值水溶性npk复合肥、硫酸钙和氟硅酸产品，无废渣产生且易于实现工业化，设备要求低，操作容易、安全。
[0022]
相比于单纯使用传统的搅拌，本申请的浸取罐内设置可以上下移动的活动网盘，可以和传统的搅拌相结合，能够使得磷酸渣中可溶成分更快更好的溶解。
[0023]
本实用新型工艺简单，易于实现工业化且无废渣产生，可制备工业级npk复合肥，且副产氟硅酸和二水硫酸钙。
[0024]
将磷酸渣中的磷石膏和氟硅酸盐分离出来，提升了npk复合肥的纯度，也使得湿法磷酸中的硫、氟资源能够得到更好的利用。
附图说明
[0025]
图1为本实用新型利用磷酸渣生产水溶性npk复合肥的装置的结构示意图。
[0026]
图2为本实用新型利用磷酸渣生产水溶性npk复合肥的装置的工作流程图。
[0027]
图3为本实用新型中活动网盘和固定盘的安装示意图。
[0028]
图4为本实用新型硅氟酸吸收罐内部结构示意图。
具体实施方式
[0029]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0030]
一种利用磷酸渣生产水溶性npk复合肥的装置，如图1-3所示，包括通过输料管道依次连接的氢氧化钾储罐、浸取罐1、浸取料浆固液分离设备2、脱氟罐4、脱氟料浆离心罐5、浓缩罐6、结晶料浆离心罐7，其中，
[0031]
所述浸取罐1上还设置有磷酸渣进料口和氨水进料口，所述磷酸渣进料口下方依次设置有固定盘14和能够上下移动的活动网盘13，所述固定盘14上表面沿直径增加的方向
逐渐向下倾斜、下表面和活动网盘13上表面相适配，所述固定盘14的直径小于活动网盘13的直径；
[0032]
所述脱氟罐4与浸取料浆固液分离设备2的液相出口连通，所述脱氟罐4还设置有硫酸钠加料口和硅粉加料口；
[0033]
所述浓缩罐6与脱氟料浆离心罐5的液相出口连通。
[0034]
本实施例中利用磷酸渣生产水溶性npk复合肥的装置工作流程如图2所示，将湿法磷酸渣与氢氧化钾液体和氨水加入浸取罐1进行磷酸浸取工序，反应完成后在浸取料浆固液分离设备2进行磷酸浸取料浆板框压滤工序，离开浸取料浆固液分离设备2的液相加入硫酸钠和硅粉进行脱氟反应，反应完成后在脱氟料浆离心罐5中经npk复合肥脱氟料浆离心分离工序，将得到的液相转移至浓缩罐6依次进行npk复合肥溶液浓缩结晶工序和npk复合肥结晶料浆离心分离工序，固相经烘干后为工业级npk复合肥。
[0035]
本实施例中，所述浸取罐1内还设置有固定盘14和活动网盘13，磷酸渣进入浸取罐1后首先落到活动网盘13上，活动网盘13上下移动的过程中，其中的可溶成分不断溶解，细小的颗粒物通过活动网盘13的网孔，落到浸取罐1的底部，在浸取罐1内搅拌装置的作用下，进一步溶解；较大的无法经过活动网盘13的颗粒在活动网盘13与固定网盘接触时，受到碾压，不断被粉碎，最终通过活动网盘13的网孔，落到浸取罐1的底部。相比于单纯使用传统的搅拌，本申请设置可以上下移动的活动网盘13和传统的搅拌相结合，能够使得磷酸渣中可溶成分更快更好的溶解。其中，本实施例中的固定盘14上表面沿直径增加的方向逐渐向下倾斜、固定盘14的直径小于活动网盘13的直径均是为了避免磷酸渣落在固定盘14而非活动网盘13上，影响溶解效果。
[0036]
本实施例中，所述活动网盘13沿直径增加的方向逐渐向上倾斜，可以将大颗粒磷酸渣汇聚到中部的固定盘14下方，方便将大颗粒磷酸渣碾碎。
[0037]
本实施例中，所述活动网盘13与伸缩杆15的一端连接，所述伸缩杆的另一端穿过固定盘14固定在浸取罐1上。本实施例中的伸缩杆可以选择电动伸缩杆15，也可以选择气动或液相伸缩杆，只要能够带动活动网盘13不断上下移动即可。其中伸缩杆的长须需要根据需要选择，且安装位置要保证活动网盘13上升到最高处时能够与固定盘14之间产生一定的挤压力。
[0038]
本实施例中，所述结晶料浆离心罐7的固相出口连接有npk复合肥收集罐，所述结晶料浆离心罐7的液相出口与浓缩罐6的进料口连接，母液返回浓缩罐6进行npk复合肥溶液浓缩结晶工序。
[0039]
本实施例中，所述浸取料浆固液分离设备2的固相出口通过输料管道依次连接有酸解罐3、中和罐9、中和料浆固液分离设备8，所述中和料浆固液分离设备8的液相出口与所述硫酸钠加料口连接。
[0040]
浸取料浆固液分离设备2分离出的固相转移至酸解罐3中，加入硫酸进行氟硅酸钠酸解工序，再加入氢氧化钙乳液，在中和料浆固液分离设备8经中和料浆板框压滤工序进行固液分离，固相为二水石膏，作为制水泥缓凝剂原料，液相返回至脱氟罐4循环利用。
[0041]
本实施例中，所述脱氟料浆离心罐5的固相出口与酸解罐3的进料口连通，将得到的脱氟沉淀渣加入至氟硅酸钠酸解工序。
[0042]
本实施例中，所述酸解罐3顶端设置有气相出口，所述气相出口连接有出气管，所
述出气管连接有硅氟酸吸收罐10、且所述出气管末端伸入所述硅氟酸吸收罐10的液面以下。
[0043]
其中酸解罐3中进行的氟硅酸钠酸解工序产生气相以水吸收得氟硅酸溶液，可以输送至工业级氟硅酸钠生产工段。
[0044]
本实施例中，所述硅氟酸吸收罐10的液面下设置有气体分散板11，如图4所示，所述气体分散板11上设置有通孔，所述出气管末端位于所述气体分散板11下方，所述出气管末端连通有水平设置的出气筒12，所述出气筒12上布满出气孔。
[0045]
本实施例中的硅氟酸吸收罐10内设置有分散板和出气筒12，出气筒12上布满出气孔，起到对气相的初步分散，然后气体经过分散板，实现对气体的二次分散，使得气液接触面积增加，吸收效果更好。
[0046]
本实施例中，所述出气管与能够围绕出气管转动的出气筒12通过轴承连接，所述出气孔全部设置在所述出气筒12转动的后侧。
[0047]
由于出气孔全部设置在所述出气筒12转动的后侧，气体离开出气筒12时，会给出气筒12一个反向的推力，使得出气筒12围绕出气管转动，起到对夜想的搅动作用，更有利于固液的充分接触，提高液相对气体的吸收效率。
[0048]
本实施例中，所述中和料浆固液分离设备8的固相出口设置有二水石膏收集罐，二水石膏可以作为制水泥缓凝剂原料。
[0049]
利用本实施例中的利用磷酸渣生产水溶性npk复合肥的装置生产npk复合肥：
[0050]
将p2o5含量为14%的磷酸渣与质量分数为22%的氨水溶液、质量分数为18%的氢氧化钾液体进行磷酸浸取工序1，其中磷酸浸取工序1的反应温度为50℃，反应时间为1.5h，磷酸渣中磷酸与nh3·
h2o摩尔比为1:0.475，磷酸与koh摩尔比为1:0.6，反应完成后再经磷酸浸取料浆板框压滤工序2，液相加入硅粉、硫酸钠溶液进行npk复合肥溶液脱氟工序4，所加钠离子与液相氟离子摩尔比为0.5:1，反应完成后进行npk复合肥脱氟料浆离心分离工序5，脱氟沉淀渣加入至氟硅酸钠酸解工序3，液相进行npk复合肥溶液浓缩结晶工序6和npk复合肥结晶料浆离心分离工序7，母液返回npk复合肥溶液浓缩结晶工序6，固相经烘干得到水溶性npk复合肥，检测指标为：p2o5: 52.1%，n: 7.1%，k2o: 23.3%。
[0051]
经工序1和2的固相加入质量分数为92%硫酸进行氟硅酸钠酸解工序3，硫酸与固相中氟硅酸钠摩尔比为2.6:1，氟硅酸钠酸解工序3的反应温度为120℃，反应时间为1.5h，再以氢氧化钙乳液调节反应后料浆ph至6.5，经中和料浆板框压滤工序8，实现固液分离。其中氟硅酸钠酸解工序3产生气相以水吸收得氟硅酸溶液，输送至工业级氟硅酸钠生产工段，固相为二水石膏，作为制水泥缓凝剂原料，液相返回至npk复合肥溶液脱氟工序4的硫酸钠配制槽
[0052]
尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。