【正文】 第 3 頁(yè) 共 23 頁(yè) 原材料： (1)磷礦 中國(guó)磷礦資源比較豐富。全國(guó) 26 個(gè)省 (區(qū) )有磷礦產(chǎn)出。探明儲(chǔ)量的礦區(qū)有 412 處 ，總保有儲(chǔ)量礦石 152 億噸 ， 居世界第 2 位。從分布看，以湖北、云南為多，分別占 22%和21%； 貴州、湖南次之。以上 4 省合計(jì)占全國(guó)儲(chǔ)量的 71%。 我國(guó)重要磷礦床有云南昆陽(yáng)磷礦、貴州開(kāi)陽(yáng)磷礦、湖北王集磷礦、湖南瀏陽(yáng)磷礦、四川金河磷礦、江蘇錦屏磷礦 、大浦磷礦等。 磷礦 礦床類型以沉積磷塊巖型為主，儲(chǔ)量約占 80%； 多為 磷灰石礦床、沉積變質(zhì)型磷礦床次之；鳥(niǎo)糞型磷礦探明儲(chǔ)量極少。我國(guó)磷礦的成礦時(shí)代主要為震旦紀(jì)和早寒武世，前震旦紀(jì)、古生代也有磷礦產(chǎn)出。 “ 海州式 ” 磷礦。分布于海州至大浦一帶，主要工業(yè)礦體集中在錦屏、陶灣、新浦、大浦、顧莊等地，王寨、小李莊、穆跳、新浦南部也有礦點(diǎn)。 海州式磷礦礦體形態(tài)呈層狀、似層狀、透鏡狀，產(chǎn)于大理巖、云母片巖中，與圍巖呈過(guò)渡關(guān)系，規(guī)模大者斷續(xù)長(zhǎng) 2021m 多 ，一般長(zhǎng) 200～ 800m。 礦體延深 550 m 多 ，平均厚度23m。礦石品位較高，含 P2O5一般在 ～ %，最高達(dá) %。 (2)硫酸 本設(shè)計(jì)采用濃度為 92%H2SO4，由火車送來(lái)，卸車后貯存在硫酸大罐中，經(jīng)泵送至本裝置硫酸計(jì)量槽內(nèi)。 (3)成品 包裝袋 采用規(guī)格為 50kg 的編織袋，外購(gòu)。 (4)原料需要量 名稱及規(guī)格 單位 每小時(shí)量 磷精礦 (P2O5 ： %) t 硫酸 (92% H2SO4 ) t 包裝袋 (50kg/個(gè) ) t 2 裝置的運(yùn)輸量： 運(yùn)入：磷礦 硫酸 包裝袋 13500t/y 運(yùn)出：磷酸（ P2O5計(jì)） 26000t/y 磷石膏 原材料的供應(yīng)與產(chǎn)品貯存、運(yùn)輸條件 廠區(qū)布置如圖（附后） [2] “ 三廢 ” 治理 (1)廢氣 磷礦中含有 F 約 %，在磷礦萃取反應(yīng)時(shí)，氟的分布因磷礦種類及所用的工藝不同而有所不同，以二水法為例，呈氣態(tài)逸出的氟約占磷礦含氟量的 2～ 12%，留在磷酸中的約為 20～ 75%，石膏中約占磷酸含氟量的 15～ 25%，排出的氟的形態(tài)，主要以四氟化硅 (SiF4) 第 4 頁(yè) 共 23 頁(yè) 存在，排出的氣量同反應(yīng)熱的排出方式有關(guān)。 萃取反應(yīng)排出的含氟尾氣，在吸收器內(nèi)用水將四氟化硅 (SiF4)吸收生成氟硅酸溶液，然后送污水處理站處理，經(jīng)洗滌后的尾氣由排氣筒放空。 (2)廢水 磷酸生產(chǎn)中當(dāng)濾盤翻轉(zhuǎn)傾倒石膏后，殘存在濾盤濾布上的磷石膏需用水沖洗，以 使濾布再生。沖洗后產(chǎn)生含有少量磷石膏的含 P2O5,F 的污水，將污水封閉循環(huán)使用，即將沖洗濾盤后的污水通過(guò)稀漿槽經(jīng)旋流器將少量顆粒較大的磷石膏先行分離進(jìn)入稠漿槽，含有細(xì)小磷石膏顆粒的漿液 (沉降速度很慢 )，由漩流器頂部流出流入混合槽，在此加入已配制好的絮凝液，使污水中的石膏細(xì)顆粒形成絮團(tuán)狀沉降，然后進(jìn)入沉降槽進(jìn)行第二次分離。由底部流出的稠漿也流入稠漿槽。清液 (含顆粒＜ 200mg/Kg 的液體 )溢流至清液槽。該清液繼續(xù)用來(lái)沖洗濾盤的濾布，循環(huán)使用。而一、二分離后所得的含 P2O F及含石膏固相達(dá) 25～35%的稠漿， 用泵送至過(guò)濾機(jī)的二洗區(qū)，由于此時(shí)濾盤上已有一定厚度的濾餅，故稠漿中的石膏會(huì)覆蓋在濾餅的表面，而含 P2O F的污水進(jìn)入磷酸液相系統(tǒng)。 這一技術(shù)不但不外排含 P2O F的污水，節(jié)省了新鮮水用量而且還使污水中的 P2O5進(jìn)入磷酸成品中，提高了磷酸生產(chǎn) P2O5總收率。 當(dāng)磷酸裝置剛開(kāi)車或生產(chǎn)不正常需要排出含 P2O5,F的污水時(shí)，可進(jìn)入廢水收集池，待生產(chǎn)正常后，適當(dāng)減少進(jìn)入文丘里吸收塔的水量，而將廢水收集池中的污水慢慢補(bǔ)充入清液池，就可做到污水不外排。 (3)廢渣 萃取磷酸過(guò)濾機(jī)排出的磷石膏是推存還是綜合利用，往往是 大，中型磷酸項(xiàng)目建設(shè)的重大研究?jī)?nèi)容之一。因?yàn)榱资嗯欧帕看?，常年堆存不但占用大量土地，耗用巨額資金，而且處理不好會(huì)于推存過(guò)程造成水溶性 P2O5,F 對(duì)環(huán)境的污染。 排放磷石膏最簡(jiǎn)單的方法是把石膏用水調(diào)成稀漿 (一般石膏 10%)，再把石膏漿經(jīng)泵送到水流量大的河流或海洋里。 為加大經(jīng)濟(jì)收入，磷石膏堆放在廠區(qū)內(nèi)，由卡車送出外賣，磷石膏可以制成熟石膏、石膏板、水泥緩凝劑及石膏磚等建筑材料。 產(chǎn)品方案和技術(shù)指標(biāo)等 產(chǎn)品的方案及建設(shè)規(guī)模 (1)產(chǎn)品名稱：磷酸 副產(chǎn)品：磷石膏 (2)設(shè)計(jì)規(guī)模：磷酸 , 26000 t(P2O5計(jì) ) (3)產(chǎn)品規(guī)格：磷酸， P2O5約 31% 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 (1)技術(shù)方案的選擇在已學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，力求先進(jìn)，運(yùn)行可靠，護(hù)理，維修方便，以期取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 (2)磷酸的主要設(shè)備立足于國(guó)內(nèi)自己開(kāi)發(fā)，制造，運(yùn)行可靠。 第 5 頁(yè) 共 23 頁(yè) (3)貫徹工廠布置一體化，部分裝置露天化，建 (構(gòu) )筑物輕型化，公用工程社會(huì)化，引進(jìn)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化等“五化”原則，以求達(dá)到節(jié)省投資和用地之目的。 生產(chǎn)方法和主要技術(shù)方案 本設(shè)計(jì)萃取磷酸采用二水物流程。 萃取磷酸的生產(chǎn)，由于反應(yīng)生成 硫酸鈣結(jié)晶中的水合物形成不同而有多種流程，其中二水物流程比較成熟，而且對(duì)磷礦的品位和類型的適應(yīng)性較廣，因而在國(guó)內(nèi)外獲得廣泛的采用。本設(shè)計(jì)的萃取磷酸的生產(chǎn)采用傳統(tǒng)的二水物流程。 操作制度 本裝置磷酸每天三班連續(xù)操作，每年運(yùn)行 300 天，每天運(yùn)行 即每年運(yùn)行 6750h。 大修一次： 30 天 中修三次： 15 天，每次 5 天 小修十次： 20 天，每次 2 天 存在問(wèn)題及建設(shè) 在磷石膏的長(zhǎng)期堆積處，天然鈾系列放射性元素和其他雜質(zhì)嚴(yán)重影響了環(huán)境也阻止了石膏本身的使用。 2 總圖運(yùn) 輸 概述 錦屏鎮(zhèn)屬近郊區(qū)，位于風(fēng)景秀麗的錦屏山南麓。歷史悠久，古跡眾多，資源豐富，交通便捷，東臨運(yùn)輸繁忙的東鹽河，西傍景色如畫的薔薇河地理位置十分優(yōu)越，距市政府所在地 5km，距連云港市民航機(jī)場(chǎng) 8km，距中國(guó)八大港口之一連云港港口 20km，連徐、同三高速公路交匯于此，東隴海鐵路延伸至鎮(zhèn)區(qū)。全鎮(zhèn)面積 ， 轄 10 個(gè)行政村 ， 總?cè)丝?萬(wàn)人。 工廠位于西礦區(qū)東南 200m 左右，西 2km 為礦區(qū)總部，及選礦廠，家屬區(qū)等，西臨磷肥廠，東臨木材廠，北有飼料廠，南有通往連云港之鐵路專用線，北南緊臨廠區(qū)均為西 礦井之職工宿舍區(qū)，并有礦區(qū)通往連云港公路在此通過(guò)。 廠區(qū)地形平坦，最高為 ，最低為 左右，鐵路軌頂標(biāo)高 ～ 之間，故廠區(qū)低洼，經(jīng)常積水，為保證雨天不積水，廠區(qū)標(biāo)高需抬高到 ～ 。 總平面布置 從工廠的組成 、運(yùn)輸、氣象及地質(zhì)等情況，共排三個(gè)方案，均以磷酸為主體，其他輔助裝置圍繞磷酸裝置布置，經(jīng)過(guò)比較差異不大，僅是物料輸送皮帶機(jī)的長(zhǎng)短和管線長(zhǎng)短而已，最終經(jīng)過(guò)比較確定此方案為初步設(shè)計(jì)總平面布置，該方案的特點(diǎn)是物料輸送距離最短，主廠房布置在地質(zhì)條件較好之地段，污水處理站 和污水排放泵房布置在磷酸廠房東側(cè)，有利于污水排放。外來(lái)硫酸的裝卸站臺(tái)及罐區(qū)緊臨鐵路，且于磷酸裝置硫酸中間罐區(qū)僅一路之隔，磷礦庫(kù)在磷酸廠北側(cè)，因磷精礦用汽車運(yùn)輸入廠，這樣汽車運(yùn)距短，不用穿過(guò)廠區(qū)，僅磷石膏需用汽車運(yùn)至尾礦堆場(chǎng)，而磷石膏堆放根據(jù)工藝要求只能布置在磷酸廠房南面， 第 6 頁(yè) 共 23 頁(yè) 緊臨鐵路，如果磷石膏的有了新的開(kāi)發(fā)和利用可以直接用火車運(yùn)走。 豎向布置 由于原廠區(qū)比較低洼，經(jīng)常的積水，為了保證廠區(qū)自身的廢水和雨水方便的排放，廠區(qū)標(biāo)高必須由原來(lái)的 ～ 抬高到 ～ ，廠區(qū)需填土近 3萬(wàn)立方米。 3 工藝設(shè)計(jì) 生產(chǎn)工藝綜述 本設(shè)計(jì)采用錦屏精選礦及外購(gòu)商品硫酸制成濃度約為 32% P2O5的稀磷酸。 生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇與評(píng)述 磷酸的基本生產(chǎn)方法有熱法和濕法。熱法是以黃磷為原料，使之在過(guò)量的空氣中燃燒再水合而制得。其特點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，可得到食品級(jí)、試劑級(jí)的磷酸；缺點(diǎn)是成本高。而濕法磷酸是由酸性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸分解磷礦而得。其優(yōu)點(diǎn)是成本低；缺點(diǎn)是產(chǎn)品的濃度低，雜質(zhì)含量高，提純困難。目前世界各國(guó)大多采用濕法，并不斷研究濕法磷酸的提純技術(shù)以達(dá)到以較低的生產(chǎn)成本制得純度較高的磷酸。 本設(shè)計(jì) 采用濕法磷酸。 濕法磷酸工藝流程 [3] 濕法磷酸生產(chǎn)中，用來(lái)分解磷礦的無(wú)機(jī)酸有硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸、氟硅酸等。用這些酸與磷礦反應(yīng)都生成磷酸和氟化氫，而不同的酸根則與磷礦中的鈣結(jié)合生成不同的鈣鹽。從磷酸溶液中分離這些不同的鈣鹽，因其性質(zhì)不同，分離的方法各異，從而生成了各種不同的濕法磷酸生產(chǎn)工藝過(guò)程。所以，通常用生成硫酸鈣結(jié)晶的水合物來(lái)命名工藝流程。 (1)二水物流程 硫酸分解磷礦制濕法磷酸時(shí)，控制硫酸鈣以二水物 (石膏 CaSO4 2H2O)形式沉淀的工藝流程稱為二水物流程，反應(yīng)式如下： Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 10H2O ＝ 3H3PO4 + 5CaSO4 2H2O + HF 二水物流程的反應(yīng)機(jī)理和工藝條件與半水物流程，無(wú)水物流程等截然不同，這就是濕法磷酸生產(chǎn)流程要以硫酸鈣結(jié)晶水形式來(lái)分類的原因。 二水物濕法磷酸生產(chǎn)工藝流程圖 [4]： 第 7 頁(yè) 共 23 頁(yè) 1硫酸計(jì)量槽 。2硫酸泵 。3鼓風(fēng)機(jī) 。4料漿泵 。5酸解 (萃取 )槽 。6盤式過(guò)濾機(jī) 。 7氟吸收液循環(huán)泵 。8文丘里吸收塔 。9排風(fēng)機(jī) 。10排氣筒 。11,12氣液分離器 。 13冷凝器 。14石膏運(yùn)輸皮帶 。15a,15b,15c,15d濾洗液中間槽 。16,18水環(huán)式真空泵 。 17液封槽 。19冷卻水泵 。20冷卻水池 。21冷凝水池 。22冷凝水泵 目前中小型化工企業(yè)中，二水物濕法磷酸生產(chǎn)流程占主導(dǎo)地位，其優(yōu)點(diǎn)是： ①二水物結(jié)晶在稀磷酸溶液中具有很好的穩(wěn)定性，能形成足夠大而且比較整齊的結(jié)晶有利于過(guò)濾和洗滌，相應(yīng)的減少磷酸的損失； ②生產(chǎn)中工藝條