[發明專利]半水工藝生產磷酸的方法

有效

• 申請號: 201210188545.0
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102674279A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李進;王佳才;李順方;趙鵬;唐曉林;吳生平;趙東
• 申請（專利權）人: 貴州川恒化工有限責任公司
• 主分類號: C01B25/226
• 分類號: C01B25/226
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 梁鑫

技術領域

本發明屬于濕法磷酸生產領域，具體涉及一種半水工藝生產磷酸的方法。

背景技術

濕法磷酸工藝是以無機酸(主要是硫酸)分解磷礦制造磷酸的過程，即用硫酸與磷礦反應生成硫酸鈣結晶和磷酸溶液，再進行液固分離，得到磷酸。

從目前的已知文獻和資料表明，除無水法流程尚未有工業化裝置外，其他流程均有工業化裝置建成并投入運行，在各種流程中，采用二水法的裝置占85％；而就目前的研究而言，在濕法磷酸的生產中，直接得磷酸濃度大于40％(以P₂O₅計)的流程只有半水法流程和半水二水流程。半水二水法流程相對半水法流程來說，流程相對過長，能耗較高。

濕法磷酸生產工藝的區分是以反應料漿中硫酸鈣結晶的不同來進行的，以生成的二水硫酸鈣(CaSO₄.2H₂O)，半水硫酸鈣(CaSO₄.0.5H₂O)、和無水硫酸鈣(CaSO₄)來分為二水法(DH法)、半水法(HH法)、無水法(AH法)、半水—二水法(HDH)和二水—半水法(DHH)等流程。

目前半水物法濕法磷酸生產工藝主要有西方石油公司擁有的單槳雙槽半水物流程、挪威諾斯克-海德羅公司研發的多槳雙槽半水物流程及N.K.K-魯姆斯方槽半水物流程三種。

西方石油公司的單槳雙槽半水物流程是將反應部分分別在預混槽、溶解槽和結晶槽中完成，返回淡磷酸和磷礦粉加入到預混槽中進行預混反應，預混料漿溢流進溶解槽中，并與從結晶槽溢流而來的料漿進行溶解反應；溶解槽中反應料漿通過溶解槽底部輸送泵送進結晶槽，同時將硫酸加入結晶槽中，從而完成料漿的結晶過程；結晶料漿通過一個中間貯槽后送去過濾分離。

挪威諾斯克-海德羅公司的多槳雙槽半水物流是將反應部分分別在兩個分解槽和一個中間貯槽中完成，磷礦粉和經真空閃蒸冷卻后的、來自第二個分解槽的料漿在第一個分解槽中完成第一階段的分解反應，然后溢流到第二個分解槽中；硫酸和返回淡磷酸同時加入到第二個分解槽中，繼續完成第二階段的分解反應過程，第二個分解槽中的料漿一部分經真空閃蒸冷卻后循環到第一個分解槽，另一部分溢流進中間貯槽并送去過濾分離；

N.K.K-魯姆斯方槽半水物流程是將反應過程集中在一個方形槽體中完成，并通過隔離分區的形式分別設置為預混區與分解區，磷礦粉、返回淡磷酸、硫酸與從分解區循環而來的料漿一同加入到預混區，完成預混反應，分解區料漿一部分循環到預混區，一部分送去過濾分離。

此三種流程主要存在以下不足：

⑴半水物法濕法磷酸反應所需的四個階段分區不明顯，不利于磷礦的充分反應和半水硫酸鈣結晶的長大，從而使得分解及洗滌效果變差，磷石膏中P₂O₅含量達到1.5～2％以上，整體磷收率低，一般只能達到89～92％。

⑵硫酸直接加入反應槽中，在硫酸加酸處容易形成硫酸的局部過飽和，容易形成較多細小的半水硫酸鈣結晶，后段過濾分離及洗滌效果差，影響整體磷收率。

⑶為了盡量提高磷收率，一般采用濕法排渣，不便于磷石膏的轉運輸送以及后期的循環利用。

⑷為了生產既定的42～45％P₂O₅濃度的磷酸，返酸量小，反應料漿固含量控制在38％左右，料漿粘度大，不利于過濾分離與洗滌。

⑸反應料漿液相中硫酸根濃度控制在2.0～3.5wt％，硫酸消耗高，生產成本高。

⑹反應溫度控制基本在98～103℃，設備材質及設備防腐要求高，設備腐蝕嚴重。

因此，現需對現有的半水磷酸工藝進行改進，以克服上述缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可提高磷收率的半水工藝生產磷酸的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：半水工藝生產磷酸的方法，包括如下步驟：

a、磷礦粉與來自結晶槽的回漿在預混槽中進行預反應，控制回漿中的硫酸與加入磷礦粉中的CaO的摩爾比為0.4～0.6︰1；

b、預反應后的料漿連續進入分解槽進一步反應；

c、分解槽的料漿再連續進入結晶槽，同時，磷酸溶液和硫酸充分混合后連續加入結晶槽，兩者反應形成結晶；其中，控制結晶槽內料漿酸液中的硫酸根質量與酸液的質量比為1.5～2.0％；

d、結晶槽的料漿連續進入養晶槽促進晶體進一步成長，同時，結晶槽的料漿還進入預混槽作為步驟a所述的回漿；