[发明专利]一种改进型二水湿法磷酸生产系统及磷酸制备方法

说明书

本发明提供了一种改进型二水湿法磷酸生产系统及磷酸制备方法。在现有二水法生产湿法磷酸装置上通过增加调整二水生产工艺参数、增加半水生产装置来实现湿法磷酸装置的二水‑半水法生产工艺。本发明通过对系统和工艺的改进，直接生产出浓度36%‑40%的磷酸，同时磷的回收率由94%增加到98%，半水磷石膏中游离P₂O₅含量由原0.8‑1.5%降低到0.2%‑0.4%，结晶水由原14%‑16%降低到4%‑8%；改进型二水湿法磷酸生产系统生产的成品磷酸为浓度36%‑40%的磷酸，磷的回收率达到98%。节约了下游利用磷酸的能耗、为磷石膏的综合利用创造了更好的条件。

技术领域

本发明专利属于节能、环保技术领域，具体的说是一种能降低装置能耗，减少排放物中杂质以便于再利用的二水湿法磷酸改进型生产装置及生产工艺。

背景技术

湿法磷酸生产流程按照生成硫酸钙结晶形态的不同分为无水物流程、半水物流程、二水物流程、半水-二水物流程和二水-半水物流程。

经过多年的快速发展，我国磷肥产销已位居世界第一的同时，磷酸的产能也在不断的扩大。与国外情况有所不同，国内磷肥行业使用的主要原料磷酸几乎全部采用二水法流程生产。

现有技术的二水法生产磷酸工艺存在两个根本性问题难以解决，一方面是生产的湿法磷酸浓度局限在30%以下，必须经过浓缩加工才能用于磷肥生产，或必须在肥料加工过程工将水分蒸出；另一个方面是其副产物二水磷石膏中由于残留了大量的磷和硫，其直接利用价值低，即使加工成建筑材料或者重新焙烧制成硫酸，也必须进行前段处理，此过程要耗费大量的能量从而导致成本上升，而且过程中容易造成二次污染。

在传统化工行业面临转型升级的当下，完全否定原有装置进行彻底的改造可能性不大，但在原有装置基础上进行磷酸工艺路线的改造显得尤为重要，综合考虑各种工艺方案的优缺点，选择能耗低、环境友好的改造路线将成为该类型的企业未来的发展方向，只有能耗低、尽早实现资源综合利用率才能使得该行业得到健康可持续发展。

发明内容

针对二水法磷酸生产带来的不利影响，为了便于装置改造同时保持现有装置的正常生产，本发明提供的一种二水湿法磷酸改进型生产工艺，是在现有的二水磷酸装置的工艺基础上通过调整生产工艺参数，同时增加半水生产工艺而实现装置二水-半水法生产。

一种改进型二水湿法磷酸生产系统包括反应槽1、消化槽2、二水料浆泵3、二水过滤机4、二水过滤分离器5、二水过滤真空泵7。含水率25～30%的磷矿浆和硫酸在反应槽1中进行反应，反应后的料浆进入消化槽2，同时来自后续单元的返回磷酸也进入消化槽2，消化槽2中的料浆通过料浆泵3输送至二水过滤机4；二水过滤机4通过过滤真空泵7维持负压，经过滤后得到滤液，所述滤液即为成品磷酸；滤渣为二水石膏，二水石膏作为下一工序原料；

还包括半水转化槽8、半水料浆泵9、半水过滤机10、半水过滤真空泵15、第一半水过滤分离器11和第二半水过滤分离器12；二水过滤机4的出渣口通过溜管连通着半水转化槽8，半水转化槽8上设有补加硫酸管道，半水转化槽8的出料口通过半水料浆泵9和管道连通着半水过滤机10的进料口，所述第一半水过滤分离器11和第二半水过滤分离器12串联在半水过滤机10上；第一半水过滤分离器11的出液口通过回磷酸泵13和管道分别连通着消化槽2和半水转化槽8；第二半水过滤分离器12的出液口通过过滤洗涤泵14和返回管道连通着半水过滤机10；

所述二水石膏直接进入半水转化槽8，同时补加硫酸和返回磷酸，半水转化槽8的料浆通过半水料浆泵9输送至半水过滤机10；半水过滤机10通过半水过滤真空泵15来维持负压；经第一半水过滤分离器11和第二半水过滤分离器12分离出的滤渣为成品半水磷石膏，所述半水磷石膏中游离五氧化二磷（P₂O₅）的含量为0.2%-0.4%，结晶水为4%-8%；所述改进型二水湿法磷酸生产系统的磷的回收率达到98%；