年产20万吨磷酸生产模拟设计

1、年产20万吨磷酸生产模拟设计庞晶第一部分 概论 1、磷酸磷酸是一种重要的无机酸，是化肥工业生产中重要的中间产品，用于生产高浓度磷肥和复合肥料。磷酸还是肥皂、洗涤剂、金属表面处理剂、食品添加剂、饲料添加剂和水处理剂等所用的各种磷酸盐、磷酸酯的原料。作为磷肥生产的原料，是正磷酸或多磷酸的水溶液。第二部分 磷酸的生产方法 热法 湿法 热法（电炉法，高炉法，窑法） 将矿在石英SiO2的存在下，在电炉中用焦碳还原得到元素磷，然后呈蒸汽态逸出（升华），再经燃烧使之氧化生成P2O5，用水吸收生成磷酸第二部分 磷酸的生产方法 湿法 就是磷矿通过强酸酸解制得磷酸，目前常就是磷矿通过强酸酸解制得磷酸，目前常用的就

2、是硫酸，当然还有其他强酸，如硝用的就是硫酸，当然还有其他强酸，如硝酸，盐酸等。如：酸，盐酸等。如： Ca5F(PO4)3+ H2SO4+ nH2OCaSO4.nH2O+ H3PO4 + HF第三部分 二水法磷酸工艺原理 湿法磷酸生产化学反应原理 反应方程式: Ca5(PO4)3F + 5H2SO4+ 5nH2O = 5CaSO4nH2O + 3H3PO4 + HF 其中，未定变量n有三种值，分别为0、1/2、2，则对应的副产品也分为三种，分别为无水物、半水物与二水物。同时对应的生产方法也分别叫：无水法、半水法与二水法。在实际的国内乃至国际工业生产中，二水法磷酸的生产工艺占80%以上。第三部分

3、二水法磷酸工艺原理 二水法磷酸工艺原理：当n=2时，1中的方程式为： Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO42H2O + 3H3PO4 + HF 硫酸分解中磷矿分两步完成: (1)磷矿首先被磷酸分解: Ca5(PO4)3F+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF (2) Ca(H2PO4)2与硫酸反应生成磷酸: 5Ca(H2PO4)2 + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO42H2O + 10 H3PO4第四部分 工艺流程设计 二水物流程 硫酸分解磷矿制湿法磷酸时，控制硫酸钙以二水物(石膏CaSO42H2O)形式沉淀的工艺流程称为二水物流程，反应

4、式如下： Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 10H2O 3H3PO4 + 5CaSO42H2O + HF第四部分 工艺流程设计 工艺方案： 1、用硫酸分解磷矿生成磷酸料浆，控制工艺指标，获得均匀、粗大、易于过滤洗涤的二水硫酸钙结晶。 2、用强制循环低位真空蒸发冷却料浆，移走反应余热，并将含氟尾气送到洗涤系统，经处理后达标排放。第四部分 工艺流程设计 3、在真空抽吸过滤条件下，采用三次逆流洗涤工艺，将从消化槽泵送来的料浆进行液固分离和洗涤，控制工艺指标，尽可能提高过滤强度和洗涤率，达到最高的磷回收率，保证产品酸质量，并将成品稀酸送稀酸陈化槽。 4、过滤洗涤后的磷石膏用皮带运输送至磷石膏

5、堆场。第四部分 工艺流程设计 磨矿工段： 磷矿石经过第一、二鄂式破碎机，第三级反击式破碎机后，矿石粒度30mm，然后进入球磨机研磨，达到粒度为100目85，水分介于2732的磷矿浆。第四部分 工艺流程设计 反应工段： 合格的矿浆与浓硫酸经计量加入反应釜，由闪蒸冷却器对双物料进行冷却后，成熟的料浆进入消化槽，经料浆泵输入过滤机上进行过滤，反应尾气经文丘里洗涤塔洗涤后由尾气风机抽至湍球塔进行二次洗涤，最后由烟囱排出。第四部分 工艺流程设计 过滤工段： 反应成熟的料浆有泵送至翻盘式过滤机的料浆分部器内，料浆自流进入过滤机的过滤区，滤液经气液分离器，液相进入成品槽内，滤饼经过三次洗涤后，由反吹真空泵将其吹入干斗内，由皮带输入渣浆罐中，经大量回水稀释后输往渣场。 第四部分 工艺流程设计 输酸工段： 成熟的料浆经液固分离后，液相自流进入成品酸槽格，洗水进入淡酸格，成品酸由两台过程塑料泵打入澄清池内沉淀，清澈的磷酸由溢流口溢流至缓冲罐内，由成品酸泵打入磷酸储罐内，淡酸则全部由淡酸泵打入反应釜内，参与分解磷矿石的反应。第四部分 工艺流程设计 尾气工段： 来自反应釜、消化槽和来自真空过滤机的尾气一起，首先进入第一洗涤塔，在洗涤塔中用循环