【正文】 一洗液 （ % P2O5） 濾餅 （水溶性 ） 固相 水溶性 P2O5 液相 7 不溶性 P2O5 水溶性 P2O5 洗水 石膏 固相 液相 不溶性 P2O5 水溶性 P2O5 圖 41 濕法磷酸物料平衡圖（一）（以 100kg 磷礦為基準） 上述主要原料的消耗定額列于 表 42 萃 取 過 濾 二 洗 一 洗 混 合 山東輕工業(yè)學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 16 二 洗 廢氣 單位： kg 其中 CO2 SiF4 H2O 534 硫酸 返回稀磷酸（ ） 磷礦 2670 （總 P2O5 ） 料漿 14418（水溶性 P2O5 ） 固 成品酸 (22%P2O5) 液相 不溶性 P2O5 水溶性 P2O5 配酸（ 22% P2O5） （水溶性 P2O5 ） 機械損失 濾 餅 （水溶性 P2O5 ） 固相 水溶性 P2O5 液相 不溶性 P2O5 水溶性 P2O5 二洗液（ 2% P2O5） 一洗液 （ % P2O5） 濾餅 （水溶性 ） 固相 / 液相 水溶性 P2O5 不溶性 P2O5 水溶性 P2O5 洗水 石膏 固相 液相 不溶性 P2O5 水溶性 P2O5 圖 42 濕法磷酸物料平衡圖（二）（以小時物料量計） 萃 取 過 濾 一 洗 混 合 山東輕工業(yè)學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 17 表 41 濕法磷酸總物料平衡表 進 料 序號 名稱及規(guī)格 流量 /(kg/h) % 1 磷礦粉（ %） 2 硫酸（ 98%） 3 洗水 合 計 出 料 序號 名稱及規(guī)格 流量 /(kg/h) % 1 成品磷酸（ 22%P2O5） 2 廢氣 3 機械損失 4 二水石膏 4806 合 計 表 42 主要原料消耗定額 序號 名稱及規(guī)格 每噸 P2O5 磷酸消耗 /t 每噸磷銨產品消耗 /t 1 磷礦（ %P2O5） 2 硫酸（ 98%H2SO4） 3 水 濕法磷酸的熱量衡算 熱量衡算是在物料衡算基礎上進行的 [5]。 以 100kg 磷酸為基準的物料平衡圖見 圖 1。因此，總物料平衡表與物料平衡圖最終均換算成以小時為單位。 （ 3）列出已知條件 ① 規(guī)模 兩萬噸每年磷酸生產 年操作日 300 天 每天 小時 ② 磷礦化學組成 組成 P2O5 CaO Fe2O3 Al2O3 MgO F CO2 AI % ③ 硫酸 為 98％ H2SO4 用量為理論量的 105％ ④ 轉化率 磷礦中主要組分進入磷酸中的百分率 組分 P2O5 Fe2O3 Al2O3 MgO ％ 96 45 60 100 ⑤ 洗滌率 ％ ⑥ 成品磷酸質量分數(shù) 22％ P2O5 ⑦ 料漿液固比 3： 1 ⑧ 機械損失 ％（磷酸溶液） ⑨ 水分蒸發(fā)量 20 ㎏／ 100 ㎏ 磷礦 ⑩ 氟分配 相態(tài) 氣相 液相 固相 損失 酸 解 過 濾 混 合 二 洗 一 洗 山東輕工業(yè)學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 11 全 系 統(tǒng) ％ 3 70 17 10 ⑾ 濾餅含濕量（濕基） 濾餅 過濾后濾餅 一洗濾餅 二洗濾餅 ％ 45 35 25 ⑿ 二洗液 P2O5含量 2％ （ 4） 選取計算基準 100 ㎏磷礦 (5) 進行物料衡算 ①全系統(tǒng)平衡 磷礦 100 廢氣 成品酸 H2SO4 機械損失 二水石膏 水 A 進料 a 磷礦 J1=100 ㎏ b 硫酸 J2=*98**= ㎏ c 浠水 J3＝？ B出料 a 成品磷酸 C1＝ 〔 100％－（ 100％－ 96％）－（ 100％－ ％）－ ％〕 /22％＝ ㎏ 其中 SO3％＝ ***80/98*95％ /＝ ％ Fe2O3％＝ *45％ *95％ /＝ ％ Al2O3％＝ *605*95%/=% MgO%=*95%/=% F%=*70%*95%/=% 以上計算中 95％是扣除洗滌和機械損失后的收率。 山東輕工業(yè)學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 10 第四章 濕法磷酸的物料及熱量衡算 濕法磷酸的物料衡算 （ 1）繪出物料衡算圖 在上述工藝流程圖的基礎上，畫出供物料平衡計算的簡化方框圖 [1] 含氟廢氣 硫酸 返回稀硫酸 磷礦 機械損失 成品酸 二洗液 水 二水石膏 （ 2）明確計算任務和目的 任務：加入水量、硫酸量、成品酸量、返回稀磷酸及排出石膏量等。吸干液經氣液分離器進濾洗液中間槽三洗格內。一洗液有一洗液泵全部送至酸解曹。生產磷銨時，用泵將磷酸送往磷銨工段的尾氣吸收塔 。各次濾洗液集于氣也分離器的相應格內，經氣液分離后，濾洗液也相應進入濾洗液中間槽的濾洗液格內。 過濾所用的石膏濾餅經洗滌后卸如螺旋輸送疾病竟交待輸送機送到磷石膏廠內堆場。吸收液用循環(huán)泵送至文丘里吸收塔進行循環(huán)吸收。為了降低酸解槽中料漿溫度，用鼓風機鼓入空氣進行冷卻。從原料工段送來的礦漿經計量后送入酸解曹，硫酸經計量槽用硫酸泵送入酸解曹，通過自控調 節(jié)確保礦漿和硫酸按比例加入。但攪拌強度也不宜過高，以免碰碎大量晶體導致二次成核過多。 （ 6）反應時間 反應時間是指物料在反映槽內的停留時 間，由于硫酸分解磷礦的反應速度快，反應時間長短主要取決與硫酸鈣晶體的成長時間，一般反應時間控制在 4～ 6小時左右。就有可能獲得粗大均勻的硫酸鈣晶體。一般二水物流程液固比控制在 ： 1～ 3： 1；半水物流程控制在 ： 1～ 4： 1，如果所用礦種鎂鐵鋁等雜質含量高時，液固比應適當提高一些。料漿中固體含量過高，會使料漿粘度增高，對磷礦分解和晶體長大都不利；同時，過高的固相含量，會增大晶體和攪拌槳葉的碰撞幾率，從 而增大二次成核量并導致結晶細小。控制反應料漿中磷酸濃度，就在于控制進入系統(tǒng)中的水量，實質上是控制因洗滌濾餅而進入系統(tǒng)中的水量。反應料漿中 P2O5 濃度由硫酸鈣－五氧化二磷－水體系平衡圖確定。 （ 3） 反應料漿中 P2O5濃度 山東輕工業(yè)學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 8 硫酸鈣晶體是在磷酸介質中形成晶核和長成晶體。一般二水物流程控制的溫度為 65～ 80℃ 。但溫度過高將導致生成不穩(wěn)定地半水物，甚至生成一些無水物，使過濾困難。操作的要點是控制液相中 SO3濃度，使其波動盡可能的小。實驗證明他對磷礦分解、硫酸鈣晶 核形成、晶體成長速度、晶體外形以及在 HPO42晶格上取代SO42均有很大影響。根據(jù)我國研究工作和生產經驗，濕法磷酸制造過程中應選擇和控制號下述生產操作條件，以滿足工藝指標的要求。這就在要求分解磷礦部分硫酸耗量要低，磷礦分解率要高，并盡量減少由于磷礦顆粒被包裹和 HPO42同晶取代了 SO42所造成的 P2O5損失。半水法生產中放出的熱量較少，若采用 90%～ 95%的硫酸，則多余的熱量正好補償自然熱損失 . 濕法磷酸生產工藝條件的選擇及操作控制 制造濕法磷酸是由硫酸分解磷礦制成硫酸鈣和磷酸 [10]，以及將硫酸鈣晶體離和洗凈兩個主要部分組成。濕法磷酸生產中氟磷灰石和硫酸、磷酸反應以及過量硫酸反應的稀釋都能放出熱量。 在生產流程里，分解過程實際分為兩個階段進行，首先是氟磷酸鈣溶解在磷酸溶液中反應生產磷酸一鈣，接著硫酸與磷酸一鈣反應，從溶液中析出硫酸鈣。濕法磷酸生產中 ，硫酸分解磷礦是在大量磷酸溶液介質中進行的： Ca5F(PO4)3+5H2SO4+nH3PO4+aq=(n+3)H3PO4++HF+aq 山東輕工業(yè)學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 7 根據(jù)磷酸溶液中的磷酸濃度、溫度及游離硫酸濃度的