【正文】 (3)產(chǎn)品規(guī)格：磷酸，P2O5約31% 設(shè)計指導(dǎo)思想(1)技術(shù)方案的選擇在已學(xué)知識的基礎(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)備立足于國內(nèi)自己開發(fā)，制造，運(yùn)行可靠。 (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，公用工程社會化，引進(jìn)技術(shù)國產(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，而且對磷礦的品位和類型的適應(yīng)性較廣，因而在國內(nèi)外獲得廣泛的采用。本設(shè)計的萃取磷酸的生產(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。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 存在問題及建設(shè)在磷石膏的長期堆積處，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8km，距中國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)。，轄10個行政村。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。廠區(qū)地形平坦，，～，故廠區(qū)低洼，經(jīng)常積水，為保證雨天不積水，～。 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)過比較差異不大，僅是物料輸送皮帶機(jī)的長短和管線長短而已，最終經(jīng)過比較確定此方案為初步設(shè)計總平面布置，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。外來硫酸的裝卸站臺及罐區(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，不用穿過廠區(qū)，僅磷石膏需用汽車運(yùn)至尾礦堆場，而磷石膏堆放根據(jù)工藝要求只能布置在磷酸廠房南面，緊臨鐵路，如果磷石膏的有了新的開發(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)需填土近3萬立方米。3 工藝設(shè)計 生產(chǎn)工藝綜述本設(shè)計采用錦屏精選礦及外購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、試劑級的磷酸；缺點(diǎn)是成本高。而濕法磷酸是由酸性較強(qiáng)的無機(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，用來分解磷礦的無機(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)工藝過程。所以，通常用生成硫酸鈣結(jié)晶的水合物來命名工藝流程。(1)二水物流程硫酸分解磷礦制濕法磷酸時，控制硫酸鈣以二水物(石膏CaSO42H2O)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 + 5CaSO42H2O + 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)晶水形式來分類的原因。二水物濕法磷酸生產(chǎn)工藝流程圖[4]：1硫酸計量槽。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)晶有利于過濾和洗滌，相應(yīng)的減少磷酸的損失；②生產(chǎn)中工藝條件控制幅度相對地大一些，運(yùn)轉(zhuǎn)時間長或開工率高，通?？蛇_(dá)有效操作時間的85%～95%(不包括每年兩周的定期清理)，每年操作時間一般為298～333天；③對設(shè)備，材料腐蝕也相對小一些；④對礦種的適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)用礦可以改變；正因?yàn)樯鲜龅脑颍瑵穹姿岬纳a(chǎn)以二水物流程起步至今已有百余年的歷史，經(jīng)過不斷改進(jìn)，完善，二水物流程已發(fā)展成為一個現(xiàn)代化的工業(yè)流程。(2)半水物流程半水物流程的最大優(yōu)點(diǎn)在于半水物結(jié)晶能在高的磷酸濃度及溫度下以介穩(wěn)定形式存在；同時，半水物結(jié)晶可以形成粗大的晶體，在濃磷酸介質(zhì)中有較好的過濾性能，這就使半水物流程具備了實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的必要條件。目前，大部分半水物結(jié)晶都可以控制形成粗大的聚合晶體，這類晶體過濾速度快，洗滌容易，且穩(wěn)定性好。然而，作為工業(yè)化裝置，半水物流程也有它的不足。首先是P2O5轉(zhuǎn)化率低，影響經(jīng)濟(jì)效益，在一般控制條件下，轉(zhuǎn)化率可降至92%～94%，其實(shí)，介穩(wěn)定的半水物結(jié)晶在操作運(yùn)轉(zhuǎn)中，常會帶來許多難以預(yù)期和克服的麻煩。(3)半水二水再結(jié)晶流程再結(jié)晶流程中，硫酸鈣結(jié)晶先以半水物析出，再轉(zhuǎn)化成二水物的流程稱為“半水—二水再結(jié)晶流程”，其中只一次過濾的，稱為“一步法”流程。同所有的再結(jié)晶流程一樣，稀酸(一步法)流程也是由磷礦分解過程(半水部分)與結(jié)晶轉(zhuǎn)化過程(二水部分)組成的。由于只安排了最后一次過濾，這就決定了前，后兩個過程的磷酸濃度相同，或基本相同。一般選用30～32% P2O5，在此濃度下，即使轉(zhuǎn)化過程中吸水轉(zhuǎn)化仍能進(jìn)行，其困難的程度也是可以想象的。磷礦分解過程中，要在稀的磷酸溶液中形成半水物結(jié)晶也是困難的，流程中采取的措施是提高分解溫度到80～110℃。(4)二水半水再結(jié)晶流程該流程是以二水物流程為基礎(chǔ)的再結(jié)晶過程，只能生產(chǎn)與二水物流程相接近的稀磷酸，全系統(tǒng)也可以分為磷礦分解過程及結(jié)晶轉(zhuǎn)化(再結(jié)晶)過程。磷礦在分解過程中酸化，并首先析出二水物，在轉(zhuǎn)化過程中又脫水轉(zhuǎn)化為半水物。該流程的特點(diǎn)是：①全系統(tǒng)只經(jīng)一次過濾，所以是“一步法”的再結(jié)晶流程，轉(zhuǎn)化過程的磷酸濃度與分解過程基本相同；②只能得到與二水物相似的磷酸濃度；③結(jié)晶轉(zhuǎn)化過程是由二水物脫水轉(zhuǎn)化成半水物，這種從溶液中析出的半水物為α型(αCaSO41/2H2O)；從表面上分析，這類流程存在著某些不足之處。第一，成品磷酸濃度偏低與二水物流程相接近。第二，全系統(tǒng)的熱過程不盡合理，如在分解過程中為了形成二水物結(jié)晶相對比較低的溫度，需移走大量的熱，但在轉(zhuǎn)化過程中為了二水物的脫水，又需加大量的熱來提高脫水的溫度。第三，半水物結(jié)晶是一個穩(wěn)定的固相，在稀磷酸溶液中形成的半水物的穩(wěn)定性更差。因此，對濾渣的處理經(jīng)常碰到麻煩，通常的做法是令其自行吸水轉(zhuǎn)化為二水物。這樣，全系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化過程實(shí)際上成了二水物→半水物→二水物。第四，在轉(zhuǎn)化過程的溶液中，形成的半水物“過渡脫水”成無水物的趨勢是存在的。綜上所述，選擇二水物流程生成磷酸是最好的工藝流程。 工藝流程簡述(1)原料工段本工段的主要任務(wù)是對汽車運(yùn)輸?shù)牧拙V、硅藻土進(jìn)行貯存，并通過機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備將磷精礦與硅藻土按一定的配比計量混合后加入萃取槽。，粒度(＜㎜)＞50