無機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)與操作培訓(xùn)課程-資料下載頁
2025-02-13 19:51本頁面
【正文】 肥料，但肥效持續(xù)時(shí)間長，不易被土壤固定或流失，故肥料的總效果及利用率比較高，所以在一些硫資源缺乏、能源充足的地方，發(fā)展不需要硫酸的熱法磷肥是非常合適的。熱法磷肥的生產(chǎn)方法有熔融法和燒結(jié)法兩種，主要品種有：鈣鎂磷肥、脫氟磷肥、燒結(jié)鈣鈉磷肥、偏磷酸鈣及鋼渣磷肥等。本任務(wù)主要介紹鈣鎂磷肥和脫氟磷肥的生產(chǎn)工藝過程。一、鈣鎂磷肥生產(chǎn) 鈣鎂磷肥是以磷礦為原料，加入助熔劑（如白云石CaCO3MgCO 硅石 SiO蛇紋石 3 MgO2SiO 22H 2O等），在溫度高于 1400℃ 下熔融，然后將熔融體在水中迅速冷卻并烘干、磨細(xì)而得到的一種玻璃體粉末狀枸溶性肥料?；瘜W(xué)工業(yè)出版社一、鈣鎂磷肥生產(chǎn) 鈣鎂磷肥具有農(nóng)作物所需的 12%~20%有效 P2O5， 8%~18% MgO， 20%~30% SiO2， 25%~30%CaO以及 %~5%K2O、 FeO、 MnO等，它具有物理性質(zhì)好，不易吸潮、不含游離酸、不結(jié)塊的特點(diǎn)。 鈣鎂磷肥生產(chǎn)按所用能源不同分為：高爐法（以焦炭或無煙煤為燃料）、電爐法（以電力為能源）、平爐法（以燃油為能源）。我國主要是以高爐法生產(chǎn)鈣鎂磷肥。 鈣鎂磷肥生產(chǎn)的最主要的問題是確定合適的配料比。配料的原則是： ① 生產(chǎn)有效 P2O5含量高的產(chǎn)品； ② 有較低爐料熔融溫度及良好的流動(dòng)性。配料時(shí)關(guān)鍵是要控制好氧化物的摩爾比，如鎂硅比 MgO / SiO鎂磷比 MgO / P2O余鈣堿度（ CaO+ MgO3 P2O5） / SiO2等。常用的配料比為： CaO∶MgO∶SiO 2∶P2O5=（ ~） ∶ （ ~） ∶ （ ~） ∶ 1，其中 MgO / SiO2=~，余鈣堿度控制在 ~。 化學(xué)工業(yè)出版社一、鈣鎂磷肥生產(chǎn) 如圖 5 為典型的高爐法生產(chǎn)鈣鎂磷肥的工藝流程。磷礦石、蛇紋石（或白云石）和焦炭經(jīng)破碎到一定大小，并按一定比例配好裝入料車，用卷揚(yáng)機(jī)入高爐。從熱風(fēng)爐來的熱風(fēng)經(jīng)風(fēng)嘴噴入高爐。焦炭迅速燃燒而產(chǎn)生高溫，使高溫區(qū)溫度達(dá) 1500℃ 以上。物料在爐內(nèi)充分熔融后，自出料口放出熔融體，并用表壓大于 （水量約為 20m3/T物料），使其急冷而凝固并破碎成細(xì)小的粒子流入水淬池中。這樣的驟然冷卻，可以使熔融物的玻璃體結(jié)構(gòu)固定下來，防止氟磷灰石結(jié)晶，水淬后的濕料送入回轉(zhuǎn)干燥機(jī)干燥。干燥后的半成品一般含水 %以下，再送入球磨機(jī)磨細(xì)，要求細(xì)度有80%以上通過 80目篩。具有一定細(xì)度的鈣鎂磷肥才能更快地溶于土壤的弱酸溶液或作物分泌的根酸中而被作物吸收?；瘜W(xué)工業(yè)出版社圖 5 高爐法生產(chǎn)鈣鎂磷肥的工藝流程化學(xué)工業(yè)出版社表 4 鈣鎂磷肥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)名稱 指標(biāo)優(yōu)等品 一等品 合格品有效五氧化二磷（ P2O5）含量 /% ≥水分含量 /% ≤堿分（以 CaO計(jì)）含量 /% ≥可溶性硅（ SiO2）含量 /% ≥有效鎂（ MgO）含量 /% ≥細(xì)度：通過 250μm 標(biāo)準(zhǔn)篩 /% ≥808080 一般鈣鎂磷肥含有效磷 P2O514%~20%， SiO220%~28%， CaO25%~30%， MgO10%~18%；在爐料配料中若加入難溶性低品位鉀礦（如鉀長石）則含有枸溶性鉀，還含有隨礦石配料帶入的硼、錳、鋅、銅、鈷鉬、鐵等微量元素。鈣鎂磷肥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表 4所示?；瘜W(xué)工業(yè)出版社二、脫氟磷肥生產(chǎn) 依據(jù)氟磷灰石中氟離子 F可被離子半徑相近的 OH同晶取代生成羥基磷灰石的原理，在天然磷礦中添加適量的硅砂、無水芒硝等添加劑，在水蒸氣存在下，于 1350℃ 以上的高溫，使氟磷灰石轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀恢参镂盏?α 磷酸三鈣或硅磷酸鈣可變組成體。因生產(chǎn)方法不同，脫氟磷肥的生產(chǎn)方法有燒結(jié)法和熔融法兩種。 燒結(jié)脫氟磷肥是一種中性或微堿性（ pH=7~8）的枸溶性磷肥，粉狀產(chǎn)品呈灰色或淺灰色，不吸濕、不結(jié)塊。大部分產(chǎn)品含氟量很低（約 %~%）。氟與 P2O5含量之比低于1%的產(chǎn)品不僅可作為肥料，還可以用作家禽的飼料添加劑，而成本比沉淀磷酸鈣低得多。 燒結(jié)脫氟過程可在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行，也可在沸騰爐中進(jìn)行，回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)技術(shù)成熟，能量和動(dòng)力消耗較低。其回轉(zhuǎn)窯法制燒結(jié)脫氟磷肥（芒硝 磷酸法）的工藝流程見圖 6所示。 化學(xué)工業(yè)出版社圖 6 回轉(zhuǎn)窯法制燒結(jié)脫氟磷肥的工藝流程化學(xué)工業(yè)出版社 生產(chǎn)燒結(jié)脫氟磷肥依據(jù)配料不同有多種方法，主要有：低硅法、高硅法和芒硝 磷酸法。生產(chǎn)過程中因配料不同，其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和要求的操作條件（特別是溫度）亦不相同。適宜的爐料燒結(jié)溫度應(yīng)略高于爐料開始軟化的溫度，但又不能過分接近爐料的熔融溫度，避免產(chǎn)生爐料粘結(jié)或粘壁現(xiàn)象的發(fā)生，以保證過程的正常進(jìn)行。在適宜的爐料燒結(jié)溫度下，各種化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得最好，其轉(zhuǎn)化率也達(dá)到最高。故對爐料的要求是燒結(jié)溫度盡可能低，熔融溫度盡可能高，只有當(dāng)二者的差別足夠大時(shí)，才能在較大的操作溫度范圍內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，其燒結(jié)溫度也易于控制。二、脫氟磷肥生產(chǎn) 高硅法和低硅法共同的缺點(diǎn)是燒結(jié)溫度高；芒硝 磷酸法因配料中添加芒硝，在反應(yīng)過程中因生成 Na2O而降低燒結(jié)脫氟過程的反應(yīng)溫度，因添加磷酸而提高了磷肥產(chǎn)品中的有效 P2O5含量?；瘜W(xué)工業(yè)出版社 熔融脫氟磷肥的生產(chǎn)方法和鈣鎂磷肥相似，包括爐料熔融和熔體水淬驟冷兩個(gè)主要工序。熔融脫氟磷肥是選用熔點(diǎn)較低（ ≤ 1400℃ ）的磷礦，不添加熔劑，使磷礦在高溫熔融條件下與水蒸氣接觸進(jìn)行脫氟，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與低硅法燒結(jié)脫氟磷肥基本相同，熔體經(jīng)水淬驟冷后形成含部分高溫型磷酸三鈣玻璃質(zhì)肥料，因沒加熔劑使產(chǎn)品含有效 P2O5的含量較高。 熔融脫氟磷肥的生產(chǎn)過程可以在豎爐或旋風(fēng)爐中進(jìn)行，因在豎爐中存在爐壁腐蝕和結(jié)料，且脫氟率和轉(zhuǎn)化率均不高的問題，而旋風(fēng)爐則因具有其優(yōu)越性而得到推廣。 二、脫氟磷肥生產(chǎn)
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