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1、硫磷设计与粉体工程2010年第6期SP&BMHRELATEDENGINEERING#21#美国Badger湿法磷酸工艺技术的引进与创新朱爱军,李绵庆(广西鹿寨化肥有限责任公司,广西柳州545624)摘要:针对引进的Badger湿法磷酸工艺对含磷低、杂质高的云贵混矿原料适应差的状况,重点研究开发了该工艺的磷酸快速萃取结晶技术、浓缩清洗技术、氟吸收技术及废水/零排放0技术,并应用于生产实践,取得很好的效果。关键词:云贵混矿;Badger湿法磷酸;快速萃取结晶;浓缩清洗;氟吸收;零排放中图分类号:TQ126135文献标识码:B文章编号:1009-1904(2010)06
2、-0021-04广西鹿寨化肥有限责任公司的240kt/a磷酸二与国内引进的其他主要湿法磷酸工艺(如铵工程是国家/八五0、/九五0重点建设项目。为了Prayon工艺、R-P工艺等)的反应器相比,Badger缩短我国同国外磷酸生产先进技术的差距,该工程湿法磷酸工艺的等温反应器生产强度最大,以P2O53配套建设的120kt/a磷酸装置,引进了美国Badger计,达到1162m/(d#t)(Prayon工艺、R-P工艺33二水湿法磷酸生产技术工艺和设备(到目前为止,分别是2131m/(d#t)、2140m/(d#t);能耗最3该工艺在我国也仅有一套),设计使用的生产原料低
3、,达到01267kW/m(Prayon工艺、R-P工艺分别33为我国云南优质晋宁擦洗磷矿石,该装置于2001年是01623kW/m、01373kW/m),使得该工艺的主中期通过了72h装置性能考核。但是,在2001年要设计指标已相当先进。在此基础上再创新,起点之后,随着国内磷矿原料供应市场的变化,已难以再高,技术含量大。获得符合设计要求的优质擦洗磷矿石,基本上以使在上述特定的条件下,磷酸装置能否较大幅度用云南、贵州等地的混杂磷矿石(简称云贵混矿)为地提高P2O5萃取率和磷酸产量,关键在于反应工序主。在生产运行中该工艺对云贵混矿适应性较差,的Badger等温反应器能
4、否实现快速萃取结晶。经主要反映在年产量无法达到设计能力、磷收率低、过对该系统设备的结构特点和其实际运行数据深入浓缩系统运行周期短、氟吸收效率差、水不平衡等研究,成功开发了Badger湿法磷酸快速萃取结晶工方面。因此,从2004年以来,我们开始对引进的艺的如下关键技术。Badger湿法磷酸工艺技术进行消化、吸收和创新,111反应器内多余热量的快速移除技术重点是开发Badger湿法磷酸工艺快速萃取结晶技利用Badger等温反应器是一个特殊密闭、真空术、浓缩清洗技术、高效氟吸收技术和废水/零排操作的容器设备的特点,对因负荷大幅度提高所产放0技术,并应用于生产实践中,以解
5、决上述存在的生的多余反应热(浓硫酸稀释热和磷矿分解热)可问题。通过加大蒸发水量来移除。为此,在工艺流程中增设一台经特殊设计的高效蒸汽混合冷凝器设备,对1Badger湿法磷酸工艺快速萃取结晶多蒸发的水蒸气快速冷凝,实现快速移除多余反应[1]技术热,以维持反应温度基本不变,实现反应温度可控的由于云贵混矿的磷含量比较低、杂质量比较高,目的。112磷矿快速反应技术P2O5质量分数在28%左右,Al2O3+Fe2O3在315%~415%,MgO在115%左右,其反应活性比较差,这磷矿快速反应技术就是要针对影响磷矿与混酸(在反应器中的硫酸、磷酸的混合酸)萃取反应过程对以优质磷
6、矿为设计条件的120kt/a(P2O5,下同)Badger湿法磷酸装置的生产造成极为不利的影响。的主要因素,采取相应的技术措施,使工艺操作条件硫磷设计与粉体工程#22#SP&BMHRELATEDENGINEERING2010年第6期最优化。要原因为喷头易堵,液体分散效果差;雾沫分离器1、降低萃取反应的扩散阻力。湿法磷酸萃取是至氟硅酸循环槽下降管堵,除沫下来的氟硅酸不能受扩散控制的宏观化学反应过程,反应动力学表明,及时返回循环槽。¼氟硅酸排出采用间歇操作,酸磷矿石的颗粒越小,颗粒外溶液主体的黏度越小,扩浓波动大,影响氟吸收效率。经多年的生产实践和散阻力就越小,萃取反
7、应速度就越快。为此,应用自研究,开发和优化了如下的系统清洗和氟吸收主开发的单级球磨机体内结构改造的创新技术,对技术。引进的大型球磨机进行技术改造,在单级球磨机体211浓缩系统清洗技术内实现了湿法闭路磨矿工艺,在不改变原动力配置浓缩系统采用饱和低压蒸汽间接传热,如设计的条件下,成功地将粒度小于0114mm(100目)的或操作不当,换热器列管表面容易结垢。这是由于矿浆比例由原来的78%提高至85%,同时采取均矿溶解的杂质例如石膏和氟硅酸盐类等,随着磷酸浓等措施,降低或稳定进入系统的原料杂质量,有效地度增加,其溶解度降低造成沉积而引起结垢,从而降降低萃取反应的扩散阻力,
8、缩短萃取反
