【正文】 ，開路和閉路二種流程。干磨工藝是將磷礦在風(fēng)掃磨內(nèi)磨成 90%通過 100 目的礦粉，水分含量在 1%以下，進(jìn)磨機(jī)的磷礦塊度控制在 25mm 以下，水分控制在 8%以下。磨機(jī)尾氣處理采用干法除塵。濕 磨 工 藝 是 將 磷 礦 與 水 一 起 研 磨 成 含 水 約 30～ 38%的 礦 漿 ， 一 般 采 用 球 磨 或 棒 磨 。原料磨礦工藝選擇濕磨，與干法相比，它具有流程簡單，設(shè)備少，廠房體量小，占地少，投資低；濕磨的功率消耗比干磨低，且原料不需干燥，節(jié)省了燃料，從而降低生產(chǎn)成本；操作環(huán)境好，噪聲低，并消除了粉塵污染；簡化礦粉加料系統(tǒng)，工人勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點。濕磨工藝的缺點：礦漿的含水帶入反應(yīng)系統(tǒng)，與干磨流程相比，石膏過濾時，洗滌水量需相應(yīng)減少。表 41 磷礦組成一覽表成份 P2O5 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO F組成% 開路與閉路工藝流程優(yōu)缺點比較如下表 42表 42 開路與閉路工藝比較流 程比較指標(biāo)閉路流程 開路流程流程 流程長、復(fù)雜 流程短、簡單年 產(chǎn) 18 萬噸粉狀磷酸一 銨 可行性研究 報 告22對礦的適應(yīng)性 對原料礦一致性要求較高，并且要求原礦的含泥量低，一般要求采用擦洗精礦對各種礦均能適應(yīng)可靠性 對分級和濃縮設(shè)備的可靠性要求高 可靠性好裝機(jī)容量 稍低于開路 稍高于閉路每噸礦的耗電量 稍低于開路 稍高于閉路占地面積 大，一般為開路流程二倍以上 小產(chǎn)品粒度 易于控制、粒度均勻性較好 粒度均勻性一般可以看出，閉路工藝流程是通過粒度分級設(shè)備，對磨過的礦漿進(jìn)行分級，主要分級方法有：使用螺旋分級機(jī)分級、水力旋流器分級以及重力沉降等。閉路流程的優(yōu)點是顯而易見的，通過分級，礦漿的粒度分布比較均勻，并且成品粒度容易保證。但是，他的缺點也比較多，如生產(chǎn)工藝流程長、占地面積大，設(shè)備多、水耗大、需要有濃縮過程等。濃縮過程對磷礦本身的質(zhì)量比較挑剔，對物料的一致性要求很高。當(dāng)物料的性質(zhì)有所變化時，能直接影響到設(shè)備的效率和能力，而往往磷礦來時為統(tǒng)礦，不易控制物性。因此該種流程的運(yùn)用中受到一定的限制。就開路工藝流程而言，優(yōu)點是流程簡單、占地少，設(shè)備少和水耗少、原料的適應(yīng)能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠。其缺點是粒度分布較難控制。為了解決上述問題，針對各種不同礦種的物理特性，設(shè)計了各種新規(guī)格磨機(jī)，加長了長徑比，以滿足工藝生產(chǎn)對粒度的要求，如φ32008000、φ32007000、φ27006000、φ27009000 等。φ32007000已用于云南磷肥工業(yè)有限公司 8 萬噸/年磷酸裝置、昆陽磷肥廠 8 萬噸/年磷酸裝置。而 φ27006000 則用于云南紅磷公司以及**洋豐集團(tuán) 6 萬噸/年磷酸裝置。**洋豐集團(tuán)已生產(chǎn)數(shù)年，運(yùn)行情況良好。另外在新的磨機(jī)中，使用雙倉溢流型球磨機(jī)，一個倉為棒磨，另一個倉為球磨，以保證粒度均勻，并能提高產(chǎn)量。磷礦采用兩級破碎磷礦，第二級破碎采用反擊式破碎機(jī)，保證磷礦進(jìn)球蘑機(jī)時粒度大大小于以往要求 25mm。從而大幅度提高球磨機(jī)產(chǎn)量。通過以上比較，很清楚的反映出開路與閉路的各有優(yōu)缺點，對具體項目的工藝流程選擇有決定作用。結(jié)合東圣磷復(fù)肥有限公司的實際情況和要求，決定該項目年 產(chǎn) 18 萬噸粉狀磷酸一 銨 可行性研究 報 告23采用礦漿制備工藝流程為濕法球磨的開路流程。 磷酸工藝技術(shù)的比較及選擇（1）濕法磷酸工藝技術(shù)發(fā)展特點① 裝置大型化隨著市場對濕法磷酸需求量的增加，為增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低單位產(chǎn)品投資成本和日常的維修管理費(fèi)用，從七十年代末，世界磷酸裝置的單系列生產(chǎn)能力（指反應(yīng)槽）不斷增加，到目前為止，日產(chǎn) 1000 噸 P2O5以上的裝置有數(shù)十套，最大單系列能力已達(dá)到 1800 噸 P2O5/天，而更大的 2650 噸 P2O5/天裝置正在建設(shè)之中。② 二 水 法 流 程 仍 占 主 導(dǎo) 地 位 ， 同 時 積 極 發(fā) 展 半 水 法 和 再 結(jié) 晶 工 藝 ， 使 裝 置 更 加 節(jié)能 。目前世界上共有濕法磷酸生產(chǎn)裝置 350 套左右，其中 80%以上用二水法生產(chǎn),二水法生產(chǎn)的磷酸約占世界濕法磷酸生產(chǎn)總量的 85%。為進(jìn)一步節(jié)約能耗，降低磷礦和硫酸消耗，世界各國競相研究開發(fā)半水法(HH)和再結(jié)晶法(HDH 或 DHH)工藝。目前半水法最大能力已達(dá) 1500t/d P2O5，半水 ——二水法的單系列最大能力為1100 噸 P2O5/天。但隨著世界磷礦品位的降低和雜質(zhì)含量的增加，二水法流程因其對磷礦的適應(yīng)性和工藝的可靠性，穩(wěn)定性較強(qiáng)，在大型磷酸裝置工藝中仍占主導(dǎo)地位，正在建設(shè)的 2650 噸 P2O5/天裝置即采用二水法 JACOBS 工藝。下表 43 列出了世界上濕法磷酸工藝情況：表 43 濕法工藝概況工藝路線 工藝專利及其擁有者 建廠數(shù) 備注普萊昂 Prayon 140吉科布斯道爾科 JacobsDorr 29羅納普朗克 RhonePoulenc 70 現(xiàn)為 KrebsSpeichimSIAPE 11二水法工藝費(fèi)森斯() Fisons 8年 產(chǎn) 18 萬噸粉狀磷酸一 銨 可行性研究 報 告24辛馬斯特布雷耶 7斯溫森 Swenson 8凱洛格洛普克 KelloyLupka 1費(fèi)森斯() 7西方石油公司 OXY 5前蘇聯(lián)半水法流程 許多 未出口多木 Tomo 1 建在本公司TVA 泡沫法 僅作試驗室試驗半水法工藝日本鋼管公司(NKK) 和魯 姆斯流程Lumas僅作工業(yè)試驗日本日產(chǎn) H 法 Nissan H 26日本鋼管公司(NKK) 11日本三菱 7半水二水再結(jié)晶工藝厄爾泰流程辛特雷爾—普萊昂 11二水半水再結(jié)晶工藝 費(fèi)雷格特(DDR)流程費(fèi)森斯 3日產(chǎn) C 法 2 另一個在建吉科布斯—道爾科 HYS 1 后改為二水法西方石油公司 OXY 僅作中試鋼管公司(NKK) 和魯姆斯流程 僅作試驗室試驗阿爾巴特羅流程 1 后停產(chǎn)半水二水再結(jié)晶濃酸流程辛馬斯特—布雷耶和厄爾泰流程 僅有專利由上表可以看出，由比利時普萊昂(Prayon)公司的二水物工藝，在世界各地的二水法流程中被采用的數(shù)目最多，其產(chǎn)量約占磷酸總產(chǎn)量的一半。其次是法國的羅納普朗克(RhonePoulenc)流程、吉科布斯—道爾科(JacobsDorr)等。年 產(chǎn) 18 萬噸粉狀磷酸一 銨 可行性研究 報 告25國內(nèi)近幾年陸續(xù)建成的十幾套大型磷酸裝置以及六七十年代建成的中小型磷酸裝置幾乎全部采用的是二水法工藝。（2）磷酸工藝技術(shù)方案的比較與選擇 二水法工藝技術(shù)成熟，操作穩(wěn)定可靠，單系列規(guī)模大，對磷礦的適用性強(qiáng)，操作靈活，作業(yè)率高，維修工作量小。磷礦可采用濕磨，礦漿加料，能耗低，投資省，環(huán)境好，計量容易，國內(nèi)通過引進(jìn)技術(shù)已建成了幾個規(guī)模較大的工廠，在設(shè)計、設(shè)備制造、生產(chǎn)操作等多方面積累了豐富的經(jīng)驗，對于中小型規(guī)模的磷酸裝置，所有設(shè)備均可以國產(chǎn)化，從而降低總投資。因此，本工程選用二水法磷酸工藝。（3）二水法工藝技術(shù)的比較和選擇二水法工藝技術(shù)有多種，在國內(nèi)大型裝置中已有 Prayon 工藝、RP 工藝和JacobsDorr 工藝，這幾種工藝過濾部分的機(jī)型有帶式過濾機(jī)、翻盤式過濾機(jī)和轉(zhuǎn)臺式過濾機(jī)，反應(yīng)部分各有特點：Prayon 工藝采用多格槽反應(yīng)器，每格中安裝一臺軸流式透平槳，通過建立硫酸濃度梯度來保持未反應(yīng)和共晶的 P2O5損失最低，提高了 P2O5回收率，降低了動力消耗。采用低位閃蒸冷卻技術(shù)，利用大流量軸流泵把循環(huán)料漿通過真空冷卻器蒸發(fā)水來冷卻，料漿進(jìn)出溫度差約 2℃，大大降低了系統(tǒng)結(jié)垢。反應(yīng)槽的溫度可以通過調(diào)節(jié)閃蒸冷卻器內(nèi)的真空度來控制，操作簡便可靠。JacobsDorr 工藝采用環(huán)形單槽反應(yīng)器，單槽中每區(qū)安裝一個 45176。折葉透平槳。也采用低位閃蒸冷卻技術(shù)，除大流量的冷卻料漿循環(huán)外，還專門安裝了一臺熱料漿循環(huán)泵，大大增加了了整個反應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)比，改善了石膏的結(jié)晶，并具有高的過濾強(qiáng)度。RP 工藝采用無分室?guī)е行臄嚢杵鞯膯尾鄯磻?yīng)器，磷礦的溶解和生成石膏都是在均勻 ，為增加空氣流與料漿的高效傳 熱 ， 安 裝 了 多 臺 表 面 冷 卻 器 和 硫 酸 加 料 分 布 器 。 料 漿 過 濾 采 用 UCEGO 轉(zhuǎn) 臺 過 濾 機(jī) 。Prayon 工藝和 Jacobs 工藝均配有熟化槽，RP 工藝也由單槽發(fā)展為雙槽，其設(shè)計對礦種變化具化較強(qiáng)的適用性，可根據(jù)礦種變化，改變硫酸加料點，控制反應(yīng)料漿的硫酸濃度梯度，優(yōu)化反應(yīng)操作條件，以獲得最高的 P2O5回收率?，F(xiàn)以國年 產(chǎn) 18 萬噸粉狀磷酸一 銨 可行性研究 報 告26內(nèi)引進(jìn)磷酸裝置為例，對幾種萃取槽技術(shù)比較如下表 44：表 44 萃取槽技術(shù)比較序號 比較內(nèi)容 多格方槽 單槳單槽 同心圓槽1 磷酸能力 275t/d P2O5 400 t/d P2O5 670 t/d P2O52 操作容積 494m3 780m3 1563m33 攪拌槳功率 KW 185 280 8634 料漿冷卻 低位閃蒸冷卻 拋灑冷卻 低位閃蒸冷卻5 單位體積功率 6 每天每噸 P2O5 需要容積 m3/(d tP2O5) 以上三種磷酸反應(yīng)工藝技術(shù)在世界上都有相當(dāng)數(shù)量的建廠實例，技術(shù)成熟可靠，在國內(nèi)這三種技術(shù)都已引進(jìn)。經(jīng)比較看出，采用 RP 雙槽能耗低，流程簡單，投資低，設(shè)備臺數(shù)少等優(yōu)點，結(jié)合工程特點及業(yè)主要求，本可研報告采用二水物工藝，磷酸反應(yīng)槽采用雙槽單槳，攪拌器選用可調(diào)角度，變截面，節(jié)能型攪拌器，盤式過濾機(jī)過濾。該流程在國內(nèi)已有成功的實踐經(jīng)驗，可節(jié)省投資，靈活操作，設(shè)備全部國產(chǎn)化。（4）尾氣洗滌國外目前使用最多的是噴淋錯流填料床尾氣洗滌系統(tǒng)，其最大的優(yōu)點是氣體呈水平運(yùn)動，而液體呈垂直運(yùn)動，液氣比較高，填料可充分沖洗；可采用逐段降低洗滌液濃度的方法將各洗滌段串聯(lián)，以達(dá)到很高的洗滌效率。國內(nèi)引進(jìn)的磷酸裝置中多采用這種洗滌器。國內(nèi)自行設(shè)計的尾氣洗滌器多采用文丘里洗滌器。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，投資少，易操作。因此，尾氣洗滌系統(tǒng)擬選用文丘里洗滌器，同時為彌補(bǔ)單級吸收效率低的缺點，擬在文丘里之后加一個旋風(fēng)噴淋洗滌塔或填料塔。（5）過濾 過濾機(jī)的選擇過濾機(jī)是磷酸與石膏分離的關(guān)鍵設(shè)備。磷酸裝置的過濾機(jī)常用的有三種：盤年 產(chǎn) 18 萬噸粉狀磷酸一 銨 可行性研究 報 告27式過濾機(jī)、帶式過濾機(jī)、轉(zhuǎn)臺式(UCEGO)過濾機(jī)。大型 UCEGO 過濾機(jī)國內(nèi)已能制造，帶式過濾機(jī)在國內(nèi)磷酸工廠中雖已應(yīng)用，但大型的機(jī)器仍需依賴進(jìn)口，一臺 80m2的帶式過濾機(jī)價格高達(dá) 70 萬美元，槽型橡膠帶及濾布使用壽命短，國產(chǎn)化也有困難，均需進(jìn)口，使工廠的操作費(fèi)用增加。傾覆盤式過濾機(jī)性能穩(wěn)定、可靠，容易控制，使用壽命長，國內(nèi)已有多年制造和使用經(jīng)驗?？偯娣e為 120m2 的過濾機(jī)已在運(yùn)行中。而轉(zhuǎn)臺式過濾機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，占地面積省，維修工作量少，本可研選用轉(zhuǎn)臺過濾機(jī)。 對 5 萬噸/年磷酸裝置的規(guī)模，按過濾強(qiáng)度 4t/dm2計算，需要的有效過濾面積為 。國內(nèi)已有成熟的中、小型轉(zhuǎn)臺式過濾機(jī)的制造經(jīng)驗。因此，在考慮一定的富裕量后，擬選用 1 臺總過濾面積 55m2的國產(chǎn)過濾機(jī)。其規(guī)格為：總過濾面積：55m 2有效過濾面積：42 m 2功率：11kW 磷銨工藝技術(shù)的選擇和比較 磷酸濃度的確定磷銨生產(chǎn)常用氣氨與磷酸中和，因磷酸濃度的不同，粉狀磷銨的生產(chǎn)方法又分為兩大類，一類是將萃取磷酸濃縮到 48%左右，與氣氨加壓中和，利用氨與磷酸的反應(yīng)熱在噴粉塔內(nèi)自熱干燥，這類方法稱為“濃酸法” ；另一類是將萃取磷酸直接與氣氨中和，通過料漿濃縮蒸發(fā)部分水分后，再進(jìn)入噴霧塔與熱空氣進(jìn)行脫水干燥，得到粉狀磷銨，此類方法稱為“稀酸法“。與“濃酸法”相比， “稀酸法”對磷礦要求較低，生產(chǎn)過程對設(shè)備的耐腐蝕要求也較低，且操作更為方便，由于采用熱空氣干燥，所得到的粉狀磷銨中含水量一般控制在 %以下，有效地防止了粉狀磷銨因堆放而導(dǎo)致的結(jié)塊。從工程投資上分析，磷酸濃縮裝置的投資比料漿濃縮較高，雖然采用“稀酸法”在噴霧干燥裝置上的投資比“濃酸法”高，但從整個工程上進(jìn)行投資比較，采用“稀酸法”的投資仍比“濃酸法”略低。從能耗上進(jìn)行比較， “濃酸法”熱利用率比“稀酸法”高，但磷銨生產(chǎn)中原材料消耗占生產(chǎn)成本 70%以上，能耗所占的生產(chǎn)成本很低，所以能耗的多少不是決定年 產(chǎn) 18 萬噸粉狀磷酸一 銨 可行性研究 報 告28工藝方案選擇的主要因素。綜合上述兩種方法的優(yōu)缺點，可研選擇“稀酸法”工藝。 中和方法的確定磷酸與氨中和方式有好幾種，一般有槽式中和、管式中和、加壓中和及快速氨化中和。對料漿濃縮裝置而言，國內(nèi)大多采用槽式中和方式。而快速氨化蒸發(fā)器是前蘇聯(lián)開發(fā)的一種新型高效氨化反應(yīng)器，它借助氣氨高速噴射進(jìn)入溶液所產(chǎn)生的動力和巨大的中和熱使溶液產(chǎn)生溫差，而使液體在循環(huán)管中高速循環(huán)流動，并使氣液強(qiáng)烈湍動混合，由于氣氨進(jìn)入磷酸的傳質(zhì)過程得到強(qiáng)化，從而大大加快了反應(yīng)速度，縮短了停留時間。由于循環(huán)管徑只有 400mm 左右，因而可充分利用中和熱蒸發(fā)水分，與槽式流程相比，可降低能耗，但該技術(shù)操作要求較高。本可研選擇快速氨化蒸發(fā)器中和方式。 霧化方式的選擇磷銨料漿的霧化一般有三種方式：即離心式、氣流式和壓力式。離心式對料漿的水分波動適應(yīng)性較強(qiáng)，產(chǎn)量可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但噴霧塔徑較大，對噴盤的加工、安裝要求較高。氣流式操作方便，通過調(diào)節(jié)霧化介質(zhì)（壓縮空氣）的流量及壓力可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粒度，噴頭磨損小，維修更換少，但動力消耗大，一般