[实用新型]导流式湿法磷酸萃取槽

说明书

本实用新型涉及一种湿法磷酸的生产设备。

我国的湿法磷酸工艺技术研究，装置开发工作起于50年代末。六十年代南京磷肥厂建立了第一套工业装置。至今国内设计的萃取槽其结构绝大多数为两个同心的内、外圆组成。内筒装有一只搅拌浆，内外圆之间的环形空间分装数只搅拌浆(内环形的宽度决定，使整个环形空间不存在死角)，第一浆与最后一浆(环形空间内)之间装有挡墙，把两个区(第一浆与最后一浆)的液相部分隔开，挡墙的上部与外筒壁连接处开有一个长方形的回浆口，最后一区的内筒槽壁上开有溢流口，硫酸、磷酸和磷矿粉(浆)从一、二区加入，反应生成的料浆经环形区流到最后一区，其中一部分料浆进入内筒被料浆泵送下工序过滤，另一部分返回到第一区。由于设计不妥，存在磷石膏晶核生成数量不易控制，磷石膏结晶长大需要的时间长(达6～8小时)或其结晶细小，不易长得粗大整齐，难于过滤和洗涤，生产能力不高，P₂O₅收率下降等问题。

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而改进萃取槽结构，提供一种为磷石膏晶核的生成长大提供良好的条件、缩短结晶时间、提高萃取槽的生产能力、即提供生产能力大的导流式湿法磷酸萃取槽。

本实用新型的设计思想是：当萃取槽的容积一定时，要提高磷酸的生产能力和单位容积生产强度及P2O5回收率，降低电耗(动力)，必须在萃取磷酸反应过程获得粗大整齐，易于过滤洗涤的磷石膏晶体，缩短结晶时间，方可增加投料量达到提高生产能力之目的。根据结晶学的原理，晶核的生成是在溶液过饱和状态下形成。一般情况，晶核生成数量随过饱和度的升高而增大，当过饱和度不大和稳定时，或提供足够数量的晶种时，结晶容易长大。

过饱和度又与被结晶溶液中的溶质(离子)的浓度，结晶温度、单位时间加入的物料量和移走的晶体数量等有直接关系。

晶核的生成量和晶体生长速度(长大)与溶液的过饱和度成正比，与晶体有效比表面积成正比，与有效比表面处溶液浓度的更新成正比。因晶体表面处溶液中的溶质(被结晶物质)、沉淀于晶体表面之上后(晶体长大)此处溶液过饱和度消失，及时向消失处的结晶体表面提供新的过饱和溶液，方可保证晶体生长速度加快，达到单位时间结晶长大量增加之目的。

本实用新型的技术实施方案在于：在萃取磷酸过程中，加大回浆量，满足结晶的条件和要求。在同心的内外圆组成的带多只搅拌浆的萃取槽中，扩大内外圆之间的环形空间内挡墙回浆口，其尺寸：长(高)0.4～0.6h，宽0.2～0.4h(h为萃取槽深度)；在回浆口装有对称的折流挡板，以减少料浆在回浆口处的流动阻力和速度的下降，起到较好的导流作用；因此，本实用新型能有效的消除分解反应区域中Ca⁺²、SO₄^-2、H₂PO₄^-、HPO₄^-2过浓的局部，保持反应温度的均一性，防止生成过多的小晶核；为反应系统提供大量的晶种，增大了晶种的有效比表面；为细晶的溶解，局部高过饱和度的降低，晶核生成数量的减少，晶体长大的速度和单位时间的生成数量均创造了有利条件。

本实用新型与现有技术相比，大幅度提供了回浆数量，槽内回浆量由原来的10倍左右提高到300～500倍，使槽内各处料浆中硫酸浓度、磷酸浓度、反应温度基本均衡，消除局部过饱和度、减少小晶核的生成量，改善生成磷石膏晶核和晶体生长的条件，使磷石膏结晶长大的时间从原来的6～8小时缩短到3.0～4.5小时，提高了单位时间的产量，生产能力与现有技术相比提高50～70％。