【正文】 大風(fēng)速 (5 月 ) 常風(fēng)速 5～ 6m/s 交 通運(yùn)輸 鐵路： 有鐵路專用線通往連云港，可根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況配置裝卸線，并在廠區(qū)旁邊設(shè)有一個分支，便于把空的裝料箱運(yùn)走，把生產(chǎn)成品運(yùn)出。 水路： 廠區(qū)不僅臨近 薔薇河 、鹽河，且濱臨黃海，水路的運(yùn)輸能力很好，在各個季節(jié)，行道寬度、水深變化情況不大。 水源、能源 水源充足，廠區(qū)濱臨黃海，臨近 薔薇河 、鹽河，在廠區(qū)附近有供電站，能源供應(yīng)方便。廠址選擇工作的好壞對工廠的建設(shè)進(jìn)度、投資數(shù)量、經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境保護(hù)等方面會帶來重大的影響。錦屏山馬耳峰海拔為 ， 為全區(qū)最 高 。 地區(qū)南側(cè)有錦屏山、白虎山，東部有較著名的孔望山、石棚山等 。南面是與灌云縣交界的泊陽河，向東直通黃海。 水文、地質(zhì)條件 潛表地下水初見水位一般，適宜建造廠房，地質(zhì)堅硬，對混凝土基礎(chǔ)無腐蝕性。 原材料的供應(yīng)與產(chǎn)品貯存、運(yùn)輸條件 原材料： (1)磷礦 中國磷礦資源比較豐富。探明儲量的礦區(qū)有 412 處 ，總保有儲量礦石 152 億噸 ， 居世界第 2位。以上 4 省合計占全國儲量的 71%。磷礦礦床類型以沉積磷塊巖型為主，儲量約占 80%； 多為 磷灰石礦床、沉積變質(zhì)型磷礦床次之；鳥糞型磷礦探明儲量極少。 “ 海州式 ” 磷礦。 海州式磷礦礦體形態(tài)呈層狀、似層狀、透鏡狀，產(chǎn)于大理巖、云母片巖中，與圍巖呈過渡關(guān)系，規(guī)模大者斷續(xù)長 2020m多 ，一般長 200～ 800m。礦石品位較高，含 P2O5一般在 ～ %，最高達(dá) %。 (3)成品包裝袋 采用規(guī)格為 50kg 的編織袋，外購。 萃取反應(yīng)排出的含氟尾氣，在吸收器內(nèi)用水將四氟化硅 (SiF4)吸收生成氟硅酸溶液，然后送污水處理站處理，經(jīng)洗滌后的尾氣由排氣筒放空。沖洗后產(chǎn)生含有少量磷石膏的含 P2O5,F 的污水，將污水封閉循環(huán)使用，即將沖洗濾盤后的污水通過稀漿槽經(jīng)旋流器將少量顆粒較大的磷石膏先行分離進(jìn)入稠漿槽，含有細(xì)小磷石膏顆粒的漿液 (沉降速度很慢 )，由漩流器頂部流出流入混合槽，在此加入已配制好的絮凝液，使污水中的石膏細(xì)顆粒形成絮團(tuán)狀沉降，然后進(jìn)入沉降槽進(jìn)行第二次分離。清液 (含顆粒＜ 200mg/Kg 的液體 )溢流至清液槽。而一、二分離后所得的含 P2O F 及含石膏固相達(dá) 25～ 35%的稠漿，用泵送至過濾機(jī)的二洗區(qū)，由于此時濾盤上已有一定厚度的濾餅，故稠漿中的石膏會覆蓋在濾餅的表面，而含 P2O F 的污水進(jìn)入磷酸液相系統(tǒng)。 當(dāng)磷酸裝置剛開車或生產(chǎn)不正常需要排出含 P2O5,F 的污水時，可進(jìn)入廢水收集池，待生產(chǎn)正常后，適當(dāng)減少進(jìn)入文丘里吸收塔的水量，而將廢水收集池中的污水慢慢補(bǔ)充入清液池，就可做到污水不 外排。因為磷石膏排放量大，常年堆存不但占用大量土地，耗用巨額資金，而且處理不好會于推存過程造成水溶性 P2O5,F 對環(huán)境的污染。 為加大經(jīng)濟(jì)收入，磷石膏堆放在廠區(qū)內(nèi)，由卡車送出外賣，磷石膏可以制成熟石膏、石膏板、水泥緩凝劑及石膏磚等建筑材料。 (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。 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。本設(shè)計的萃取磷酸的生產(chǎn)采用傳統(tǒng)的二水物流程。 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。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)。 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。 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。 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)標(biāo)高必須由原來的 ～ 抬高到 ～ ，廠區(qū)需填土近 3萬立方米。 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。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。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。 本設(shè)計采用濕法磷酸。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。所以，通常用生成硫酸鈣結(jié)晶的水合物來命名工藝流程。 2H2O)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 + 5CaSO4 二水物濕法磷酸生產(chǎn)工藝流程圖 [4]： 1硫酸計量槽 。 3鼓風(fēng)機(jī) 。 5酸解 (萃取 )槽 。 7氟吸收液循環(huán)泵 。 9排風(fēng)機(jī) 。 11,12氣液分離器 。 14石膏運(yùn)輸皮帶 。 16,18水環(huán)式真空泵 。 19冷卻水泵 。 21冷凝水池 。 (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現(xiàn)工業(yè)化的必要條件。 然而，作為工業(yè)化裝置，半水物流程也有它的不足。 (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。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。 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℃。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。 1/2H2O)； 從表面上分析，這類流程存在著某些不足之處。 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。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。 12 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。 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。 (2)磷酸工段 由原料工段送來的磷精礦、硅藻土經(jīng)螺旋計量后由埋刮板送入脫氟工段。 在脫氟工段出來的料漿與硫酸貯槽的硫酸經(jīng)硫酸泵一起通過自控調(diào)節(jié)，按比例加入萃取槽。 為了降低萃取槽中料漿的溫度，用鼓鳳機(jī)送入空氣冷卻。為減少污水排放，正常生產(chǎn)中，部分含氟污水集中清液池供沖洗過濾機(jī)的濾水用。 萃取料漿經(jīng)過過濾所獲的濾液，通過氣液分離器分離后，液體即為成品磷酸，并進(jìn)入濾洗液中間槽，由立式泵送入淡磷酸中間槽使用。 濾餅的洗滌采用逆流三次洗滌流程。與此同時，稠漿中的石膏亦被濾出，并與大宗石膏一起被排除。 過濾工序所需真空由水環(huán)式真空泵產(chǎn)生。真空泵冷卻水集中在冷卻水池，通過泵送至冷凝器作冷卻水。 當(dāng)萃取崗位停車處理時， 殘存的料漿用料漿泵送往過濾機(jī)中過濾。I CO２ SiO2 MgO (2)、 硫酸用量：為理論用量的 103% (3)、硫酸濃度：含 H2SO4 % (4)、轉(zhuǎn)化率： 98% (5)、洗滌效率： % (6)、料漿液固比： (7)、成品稀磷酸濃度：含 P2O5 33% (8)、氟逸出率（ %）：二水法： 半水法： 45。 (10)、水份蒸發(fā)量（以 100kg 磷礦為基準(zhǔn)）： kg； 如采用真空冷卻，則冷卻器中的蒸發(fā)水量占 80%。 (20)、料漿的密度（ kg/m3） :1530 (21)、夏季最高月平均溫度（ ℃ ） :30 (22)、不考慮萃取槽中的熱量損失； (23)、噴嘴風(fēng)壓：廢氣溫度為 60℃ 時取 50006000Pa，廢氣溫度為 55℃ 177。 (24)、過濾機(jī)漏氣量： (25)、原料硫酸溫度： 29℃ ； (26)、過濾常數(shù)： qe=； K 過濾 =； K 一洗 =。s， 14 μ 二洗 =103Pas。 33%= 含 P2O5: 33% = (6)機(jī)械損失 (kg) 4%= (7)過濾后濾餅含液量 (kg) %= 含 P2O5： 33%= (8)一次洗滌后濾餅含液量 (kg) %= (9)二次洗滌后濾餅含液量 (kg) %= (10)三次洗滌后濾餅含液量 (kg) %= 15 (11)回入系統(tǒng)的濾液量 (kg) = 含 P2O5: 33%= (12)洗滌用水量 (kg) +++(100+)= (13)淡磷酸量 (kg) +(100+)= 含 P2O5： ++= P2O5濃度： 100%=% (14)一次洗滌量 (kg) = 含 P2O5： = P2O5 的濃度： 100%=% (15)二次洗滌量 (kg) += 含 P2O5： %= (16)三次洗滌量 (kg) += 含 P2O5： %= (17)一次洗滌后濾餅液相含 P2O5(kg) += 液相 P2O5濃度： 100%=% (18)吸干濾液計算 (kg) 設(shè)吸干濾液與一次洗滌混和后的總量為 X，吸干濾液量為