一种二水湿法磷酸生产降低磷石膏不溶性磷的工艺的制作方法

1.本发明涉及湿法磷酸生产技术领域，具体而言，涉及二水法湿法磷酸生产反应系统中降低磷石膏不溶性磷的控制工艺。


背景技术：

2.二水法湿法磷酸是当前湿法磷酸生产工艺中较为成熟的一种，由于其对矿品质的广泛适应性而得到大量推广。随着磷化工的快速发展，磷资源贫化日趋严重，磷矿品质逐渐下滑，以及磷矿浆另作他用后才能回到磷酸生产装置，其中表现较为突出的是磷矿中存在大量的细粒径矿（小于 200目）和磷矿浆的ph值升高。一般情况，二水湿法磷酸设计要求反应体系中要求磷矿粒径 200目的要大于35%，ph值要保持在7左右，才能确保磷矿的萃取率达到要求。当细粒径磷矿含量增加后，会造成严重的包裹现象发生，使部分磷矿得不到分解，造成磷石膏不溶性磷增加和反应萃取率下降；当矿浆ph值大于7时，酸碱反应为剧烈反应，会造成包裹现象发生，进而使磷石膏不溶性磷增加，降低萃取率，同时设备的腐蚀增加。磷石膏的不溶性磷增加，使得磷石膏的利用变得非常困难。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是针对在磷矿品质下降，细粒径磷矿增多、ph值升高的条件下，如何降低磷石膏不溶性磷，改善磷石膏品质，提升磷酸装置磷收率的一种工艺。
4.为实现在磷矿品质下降，细粒径矿增多、ph值升高条件下，降低磷石膏不溶性磷，改善磷石膏品质，为下游磷石膏的再利用创造条件，同时提升磷酸装置磷收率，发明人经过理论分析、实验室实验和长时间的工业化试验，收集整理相关数据。发明了一种降低磷石膏不溶性磷，改善磷石膏品质，提升磷酸装置磷收率的生产工艺，具体步骤如下：
①
当磷矿粒径 200目的要小于35%和ph值大于7时，将低浓度磷酸（低于22%p2o5浓度）与磷矿进行预反应3～4小时。
5.②
在低浓度磷酸（低于22%p2o5浓度）与磷矿预反应时，其ph值控制在1～3。
6.③
第
①②
步的具体反应方程式如下：ca5f(po4)3 7h3po4=5ca(h2po4)2 hf（1）
④
将预混反应后的料浆转入磷酸装置反应系统中与硫酸进行第二级反应，确保充分反应。
7.⑤
第
④
步的具体反应方程式如下：5ca(h2po4)2 5h2so4 10h2o=5caso4·
2h2o
↓
10h3po4（2）上述方法第1、2步中，通过控制低浓度磷酸（低于22%p2o5浓度）的加入量（根据预混料浆的ph值，调节低浓度磷酸输送泵频率来调节控制流量），来调节预混料浆的ph值，预反应的时间要得到保证，控制在3～4小时，确保细粒径磷矿充分反应，在ph值1～3时，能确保反应生成大量的磷酸一钙和预混反应后的料浆为酸性，且能防止磷酸与磷矿反应生产其他形式的磷酸盐。
8.上述方法第4步中，所述通过控制硫酸气动阀来实时控制硫酸在反应槽2
#
、3
#
室的配比为2:1，在酸性预混料浆条件下，硫酸与预混料浆的反应，可减少剧烈反应带来的包裹，不仅降低了未反应矿的比例，也能改善磷石膏品质和降低不溶性磷含量。
9.本发明的有益效果：能够实现磷石膏品质的改善和不溶磷可降低0.1%，也可以提高磷酸装置的磷收率。本发明方法对改善磷石膏品质，为下游磷石膏的利用创造条件以及提高磷酸装置磷收率，给企业带来较大的经济效益，适用于所有湿法磷酸生产企业。
附图说明
10.图1是本发明的工艺流程图；图中：1-磷矿浆；2-低浓度磷酸（低于22%p2o5浓度）；3-预混器；4-预混反应槽；5-预混料浆输送泵；6-预混料浆；7-硫酸；8-磷酸反应槽。
具体实施方式
11.实施例1：本实验为模拟湿法磷酸生产的小试实验，取200g含固量为65%的磷矿浆，取10g低浓度磷酸（低于22%p2o5浓度），在常温下将低浓度磷酸（低于22%p2o5浓度）加入200g的磷矿浆中，预混反应3～4小时，测试ph值在1～3。取2000g回浆（提供晶种的原始反应料浆）、115g硫酸（浓硫酸与稀硫酸）、400g稀磷酸（返酸）；然后将预混料浆加入原始料浆中，接着将硫酸与稀磷酸加入其中，将反应器一直放在82℃水浴锅中，反应6.5小时。经过长期对原始料浆磷石膏与预混后再次反应的磷石膏不溶性磷如下：说明低浓度磷酸与磷矿预混反应后，到达了改善石膏品质，降低磷石膏不溶性磷的目的。
12.实施例2：某厂根据磷矿品质的下降，细粒径矿增多、ph值升高条件下，在反应负荷65m3/h（以硫酸流量计），将低浓度磷酸（平均值为19.8%p2o5浓度）、流量平均值17m3/h，与磷矿在预混反应槽内进行预反应3～4小时，ph值控制在1～3，将预混反应后的酸性料浆转入磷酸装置反应系统中与硫酸进行第二级反应，确保充分反应。经过对未预混和预混的磷石膏不溶性磷分析，结果如下：。


技术特征：
1.一种二水湿法磷酸生产降低磷石膏不溶性磷的工艺，其特征在于，具体步骤如下：
①
当磷矿粒径 200目的小于35%，ph值大于7时，将低浓度磷酸与磷矿进行预反应3～4小时；
②
在低浓度磷酸与磷矿预反应时，其ph值控制在1～3；
③
第
①②
步的具体反应方程式如下：ca5f(po4)3 7h3po4=5ca(h2po4)2 hf（1）；
④
将预混反应后的料浆转入磷酸装置反应系统中与硫酸进行第二级反应，确保充分反应；
⑤
第
④
步的具体反应方程式如下： 5ca(h2po4)2 5h2so4 10h2o=5caso4·
2h2o
↓
10h3po4（2）。2.根据权利要求1所述的二水湿法磷酸生产降低磷石膏不溶性磷的工艺，其特征在于，所述低浓度磷酸，为p2o5浓度低于22%。3.根据权利要求1所述的二水湿法磷酸生产降低磷石膏不溶性磷的工艺，其特征在于，第1、2步中，通过控制低浓度磷酸的加入量来调节预混料浆的ph值，预反应的时间要得到保证，控制在3～4小时，确保细粒径磷矿充分反应，在ph值1～3时，能确保反应生成大量的磷酸一钙和预混反应后的料浆为酸性，且能防止磷酸与磷矿反应生产其他形式的磷酸盐。4.根据权利要求1所述的二水湿法磷酸生产降低磷石膏不溶性磷的工艺，其特征在于，第4步中，所述通过控制硫酸气动阀来实时控制硫酸在反应槽2
#
、3
#
室的配比为2:1。

技术总结
本发明公开了一种二水湿法磷酸生产降低磷石膏不溶性磷的工艺，该工艺针对粒径 200目的小于35%的磷矿，pH值大于7时，将低浓度磷酸与磷矿进行预反应3～4小时；pH值控制在1～3；然后将预混反应后的料浆转入磷酸装置反应系统中与硫酸进行第二级反应，确保充分反应。本发明能够实现磷石膏品质的改善和不溶性磷可降低0.1%，也可以提高磷酸装置的磷收率。本发明方法对改善磷石膏品质，为下游磷石膏的再利用创造条件以及提高磷酸装置磷收率，给企业带来较大的经济效益，适用于所有湿法磷酸生产企业。业。


技术研发人员：周智武 肖银兵 李莎 任兢 张德灼 冉春勇
受保护的技术使用者：瓮福（集团）有限责任公司
技术研发日：2022.09.26
技术公布日：2022/11/8