【正文】 MgCO3＋ H2SO4=== CO2＋ H2O＋ MgSO4 (27) Fe2O3＋ H2SO4 ＋ Ca(H2PO4) 2===2Fe(H2PO4) 3＋ CaSO4 ＋ 3H2O (28) Al2O3＋ H2SO4 ＋ Ca(H2PO4) 2===2Al(H2PO4) 3＋ CaSO4 ＋ 3H2O (29) 隨著第二階段反應的進行和液相中游離磷酸濃度的降低，鐵和鋁的酸式磷酸鹽轉化為難溶的中性磷酸鹽： Fe(H2PO4)3＋ 2H2O ===FePO4生成過磷酸鈣的總反應式為： 2Ca5F(PO4)3＋ 7H2SO4＋ 3H2O===3Ca(H2PO4)2H2O＋ 3HF (23) 昆明理工大學畢業(yè)設計 生產工藝 8 形成的磷酸一鈣溶解在磷酸 溶液中，當溶液被磷酸一鈣飽和以后，隨著分解反應的進行，從溶液中不斷析出 Ca(H2PO4)2半水硫酸鈣結晶轉變?yōu)闊o水物： 2CaSO4此反應為放熱反應，反應物料溫度能很快升高到 100℃ 以上。第一階段是硫酸分解磷礦生成磷酸和半水硫酸鈣： 7Ca5F(PO4)3＋ 35H2SO4＋ 1721 H2O===21H3PO4＋ 35CaSO4 含氟廢氣引入氟吸收塔用水洗滌吸收，得到氟硅酸溶液，然后進一步加工 成氟硅酸鈉、氟化鈉、氟化鋁、冰晶石、氟化氫等副產品，供化工、醫(yī)藥、冶金、搪瓷、建材等工業(yè)部門應用，特別是氟化氫具有重要的應用。 過磷酸鈣經中和后，產品的物理性能得到改善，減少了吸濕和結塊性；氨化后的過磷酸鈣增加了含氮量，使肥效得到進一步提高。經熱化后的過磷酸鈣還含有一定量 (%～ 8%P2O5)的游離磷酸，會給運輸、貯存、施肥等帶來困難，故在產品小廠前應中和游離酸。 在熟化期中，應不斷進行翻堆，使水分進一步蒸發(fā)并降低物料溫度，促使第二階段反應進行并改善產品物性。 因此本設計根據這些問題以期設計出 低耗能、低污染、高產出且不易結塊的過磷酸鈣生產工藝。但是由于過磷酸鈣在實際應用中 ，由于過磷酸鈣中含有大量 不溶于水的物質使其很容易潮解， 當含有過量游離酸或經常接觸潮濕空氣時，就能吸濕結塊。 本設計的立體思想 過磷酸鈣工業(yè)化生產以來的百余年間，由于具有生產工藝簡單，生產操作易昆明理工大學畢業(yè)設計 緒論 6 于掌握；生產設備容易制造，投資較??；施用后見效快，增產顯著等特點。世界磷肥消耗量將從 1995 年的 萬噸增加到 2021 年的 萬噸。據聯合國糧農組織預測，今后 5 年內世界化肥生產和消費增長緩慢，年均增長 2％左右?；誓戤a量約14320 萬噸，其中氮肥約 8670 萬噸，磷肥約 3380 萬噸，鉀肥約 2270 萬噸。此外，因過磷酸鈣中含有大量硫酸鈣，所以應優(yōu)先應用在缺硫、缺鈣的土地上，充 分發(fā)揮過磷酸鈣的綜合增產作用。過磷酸鈣施入土壤后，其有效成分磷酸一鈣易與土壤中的某些成分發(fā)生反應而被固定，使過磷酸鈣的當季利用率降低，因此必須合理施用，既要減少肥料與土壤的接觸，避免水溶性的磷酸鹽被固定，又要盡量將肥料施于根系密集的土層中，使養(yǎng)分容易輸送到根系，以利植物吸收利用。另外由于不合格的過磷酸鈣昆明理工大學畢業(yè)設計 緒論 5 產品中 含有來自磷礦粉的重金屬和來自硫酸的三氯乙酸、三氯乙醛，使得有害物質污染和減產事故時有發(fā)生，因此除了企業(yè)自身要嚴以自律，切實按照國家標準進行生產外，有關部門也要加強監(jiān)管力度，杜絕劣質過磷酸鈣產品上市 的發(fā)展前景 過磷酸鈣雖然在充分利用中低品位磷礦資源、滿足市場不同消費層次和習慣需求等方面具備一定優(yōu)勢，但是由于受高濃度磷肥的沖擊，加之過磷酸鈣本身存在生產工藝技術落后、質量不穩(wěn)定以及價格低、利潤薄等問題，預計其產量和施用面積會逐年減少，如不給予足夠重視，在新工藝技術開發(fā)、市場開拓等方面改進突破的 話，其生存空間可能會變的越來越狹窄。在歷年有關部門的質量抽檢中，過磷酸鈣、復混肥合格率都相對較低。該標準的頒布對于企業(yè)加強質量管理，保證產品質量起到了很好的促進作用。 雖然施用過磷酸鈣有著明顯的增產效果，但據調查發(fā)現，過磷酸鈣在生產 、施用中仍存在著一些問題。河北省土壤多為石灰性土壤，土壤有效磷含量普遍較低。 目前，雖然 國 內農業(yè)上使用的磷肥主要是磷酸二銨和含磷復混肥，過磷酸鈣的使用量逐年降低，但由于過磷酸鈣施用歷史比較長，許多農民仍有一定需求，特別是在小麥、棉花主產區(qū)，一些農民還習慣施用過磷酸鈣作底肥。經過近 50年的發(fā)展，現在全國已有普鈣廠 400多個，達到或大于 20萬噸 /年的廠有 20多家。 過磷酸鈣可部分溶于水，當散裝在車、船內運輸時，車廂應密封，車門應緊閉，輪船應有墊板，并用耐腐蝕的篷布等物遮蓋。 過 磷酸鈣不能與草木灰、石灰、石灰氮或堿性土肥料 混合，在大量保管和儲存過程中，應特別注意防潮，如露天堆放，應蓋防雨蓬布，以防止地面水浸濕，以避免有效磷溶解流失和吸濕結塊，造成物料物理性能變壞。 所以濕法雖然比干法具有很多優(yōu)點但是還是得不到推廣。濕磨磷礦的缺點是磨機中的鋼球消耗較干磨磷礦時高約 4～ 6倍。 濃酸礦漿法則是以濃硫酸與經過加水濕磨的磷礦漿進行混合，然后同樣經化成與熟化工序制成粉狀過磷酸鈣。此處的所謂稀硫酸是相對于 %及 98%濃度的濃硫酸而言，實際上此法所用的硫酸濃度是根據所用磷礦的特性以及其他的工藝條件來確定。 稀酸礦粉法是世界上廣泛采用的一種方法，故又稱為傳統(tǒng)法。本設計采用連續(xù) 干 法來生產過磷酸鈣。連續(xù)法是各生產工序都是在連續(xù)操作的設備中進行。而昆明理工大學畢業(yè)設計 緒論 3 化成工序為連續(xù)運行 。早期過磷酸鈣的生產均采用這種方法。 根據加工方法不同可以分為間歇法、半連續(xù)法和連續(xù)法三種工藝流程。例如，鈣鎂磷肥、脫氟磷肥、鋼渣磷肥、燒結鈣鈉磷肥等，屬于枸溶性磷肥。2H2O)為主的肥料，是一種枸溶性肥料。 以上肥料產品中所含的有效 P2O5 是水溶性 P2O5，又稱為速效肥料，適用于各種土壤。濕法磷酸與氨反應制得磷酸銨類肥料。用硫酸和稀磷酸的混酸處理磷礦可以制成富過磷酸鈣．其有效 P2O5 含量在重過磷酸鈣與普通過磷酸鈣之間，一般為 20%～30%P2O5。H 2O]為主體，以及少量游離磷酸和其他磷酸鹽 (磷酸鐵、鋁等 )的磷肥稱為普通過磷酸鈣。用無機酸 (硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸等或者它們的混 和 酸 )分解磷礦加工制成的磷肥通常稱為酸法磷肥。產品質量應該符合表 1要求，同時應符合標明值。當含有過量游離酸或經常接觸潮濕空氣時，就能吸濕結塊。 過磷酸鈣在一般情況下，吸濕性較小，如果空氣相對濕度達 80 以上時，就有吸濕現象。水溶性磷和枸溶性磷通稱為過磷酸鈣中的磷化合物 為過磷酸鈣的有效部分 ， 可換算成 五氧化二磷（ P2O5） ，稱為有效 P2O5,而所有含磷化合物換算成 P2O5，稱為總的 P2O5。 此 外，還有游離的磷酸、游離水、磷酸鐵、磷酸鋁、二水合磷酸二氫鎂、氟硅酸、氟硅酸鹽、硅酸和其他雜質。 其成分比較復雜， 雖然不同磷礦其組成會發(fā)生變化，但其主要成分為一水合磷酸二氫鈣[Ca(H2PO4)（如：利用AUTOCAD 制圖） 過磷酸鈣 的特性 物理 、化學 性質 過磷酸鈣是以硫酸混合磷礦制得的一種單一磷肥， 外觀通常呈灰白色、深灰色、灰黑色的疏松多孔性粉末 (或顆粒 )。通過設計計算、繪圖、查閱有關設計資料、手冊、標準和規(guī)范、數據處理等進行基本 設計技能的訓練。 Key words: calcium superphosphate, Phosphorus ore, production, dryprocess 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................I Abstract ...................................................................................................................................... II 目 錄 ........................................................................................................................................ III 1 緒論 ...................................................................................................................................... 1 引言 .............................................................................................................................. 1 過磷酸鈣的特性 .......................................................................................................... 1 物理、化學性質 ............................................................................................... 1 產品的質量標準 ............................................................................................... 1 過磷酸鈣的生產工藝 .................................................................................................. 2 磷肥加工方法的分類 ....................................................................................... 2 硫酸生產過磷酸鈣的原理 ............................................................................... 3 干法和濕法的優(yōu)缺點 ....................................................................................... 3 原料礦和產品的 儲存和運輸 ...................................................................................... 3 磷礦的儲存和運輸 ........................................................................................... 3 過磷酸鈣的儲存和運輸 ................................................................................... 4 文獻綜述 ...................................................................................................................... 4 過磷酸鈣的產量及施用現狀 ........................................................................... 4 過磷酸鈣的發(fā)展前景 ....................................................................................... 5 國內外過磷酸 鈣需求情況 ............................................................................... 5 本設計的立體思想 ...................