【正文】 圖21過磷酸鈣生產(chǎn)工藝流程圖一定濃度的硫酸與磷礦粉經(jīng)過各自計量后進入混合機進行混合，反應(yīng)。皮帶化成室的膠帶上方設(shè)有罩子將化成室進行密封，混合、化成過程中所產(chǎn)生的水蒸氣、含氟氣體可以由排風機通過罩子上方的排氣孔連續(xù)抽至氟吸收系統(tǒng)進行吸收和洗滌。圖22皮帶化成室生產(chǎn)過磷酸鈣的工藝流程圖[2]1—礦粉加料斗；2—星形加料器；3—皮帶計量器；4—硫酸高位槽； 6—臥式混合機；7—皮帶化成室；8—切削器在過磷酸鈣生產(chǎn)中一部分氟以SiF4的形式逸出，剩余的含氟化合物則以各種形式存在于過磷酸鈣中。含氟氣體吸收工藝流程如圖23所示。各除沫器分離氣體攜帶的液沫后，分別由循環(huán)泵送回吸收室、吸收塔循環(huán)使用。同時，用新鮮水補充吸收塔作洗滌液。但負壓也不宜過高，影響吸收效率。另外鐵鋁雜質(zhì)所形成的酸性磷酸鹽在高溫下會轉(zhuǎn)變成中性磷酸鹽，從而使有效P2O5退化。在某些高品位磷礦以及MgO含量較高的磷礦生產(chǎn)過磷酸鈣時，宜采用保溫熟化流程，既新鮮過磷酸鈣不撒揚，熟化過程不翻堆以保持料堆的溫度，加速熟化的反應(yīng)。如圖24中和工藝流程所示，熟化后的過磷酸鈣用橋式起重機裝入紛飛料斗，由料斗的出口閘門板調(diào)節(jié)加料量，使熟化后的過磷酸鈣按一定的速度在膠帶運輸機上。將這兩種物料由膠帶輸送機同時送入打散機，在其中打散混合后，由膠帶運輸機直接裝車或送至造粒系統(tǒng)。圖2—5造粒工藝流程圖[11]1皮帶輸送機；2加料斗；3膠帶加料器；4回轉(zhuǎn)造粒機；5回轉(zhuǎn)干燥機；6斗式提升機；7雙層振動篩8—雙輥破碎機9—回轉(zhuǎn)冷卻機；10—返料螺旋輸送機；11—燃燒爐；12—1號組式旋風分離器；13—1號耕風機；14—離心洗滌器15—洗滌塔；16—旋風除沫器；17—2號組式旋風分離器；18—2號耕風機熟化過磷酸鈣經(jīng)皮帶輸送機、加料斗和膠帶加料器加入造粒機。濕的粒狀過磷酸鈣落入干燥機與熱爐氣并流進行干燥。冷卻后的粒狀過磷酸鈣經(jīng)斗式提升機送去篩分＞14mm的大顆粒，經(jīng)破碎后再次篩分小于 1mm的粉粒，則作為返料送回造粒機與粉狀過磷酸鈣一起造粒；1～4mm的顆粒，即為粒狀過磷酸鈣成品，送包裝工序裝袋出廠。從冷卻機逸出的廢氣，經(jīng)收塵后放空。顆粒越細粉碎時的動力消耗越多，生產(chǎn)能力就降低。磷礦中帶入的一部分水分，為了保證磷礦粉具有良好的流動性，在貯存和運輸過程中不產(chǎn)生困難，通?？刂屏椎V粉含水量不大于1%。硫酸用量多，可增加礦粒與酸的接觸機會，加快反應(yīng)速度，提高分解率，還可以提高第二階段的反應(yīng)速度。原料礦的特性及其鐵、鋁含量都對生產(chǎn)用硫酸的濃度和溫度有影響。本次采用68%的硫酸。在液固反應(yīng)中，液體運動的速度和液體對顆粒的相對速度對分解反應(yīng)有很大的影響。衡量攪拌強度應(yīng)以液體運動的雷諾數(shù)Re為依據(jù)。提高線速度，雖然對反應(yīng)有利，但是也會使功率消耗大和漿葉磨損快。從開始反應(yīng)大固化時間，即是攪拌混合的極限時間。對于較易分解或粒度較細的磷礦，攪拌時間較短。一般采用混合時間為2～8min。在這段時間中，第一階段反應(yīng)繼續(xù)進行，反應(yīng)熱可使物料溫度上升到130℃。在新鮮過磷酸鈣即將離開化成室之際，分解率通?？蛇_到80%～90%。原料磷礦生產(chǎn)過磷酸鈣的化成時間應(yīng)根據(jù)硫酸濃度、硫酸用量、混合攪拌強度等條件。過磷酸鈣的熟化條件主要包括熟化時間和熟化溫度。熟化時間通常為2～3周，熟化溫度通常在40～60℃之間。濕的粒狀酸化磷礦在干燥時，除與爐氣并流外，要嚴格控制熱爐氣溫度，務(wù)必使物料溫度≤105℃，顆粒強度≥8N粒。由以上計算，可以算出磷礦中各組分含量如表33：表33磷礦的組分量組分 Ca5F(PO4)3 CaCO3 CaF2 MgCO3 Fe2O3 Al2O3 SiO2mol 由式（24）可計算硫酸的消耗量：2Ca5F(PO4)3＋7H2SO4＋3H2O===3Ca(H2PO4)2H2O＋7HF㎏硫酸可知：分解的Ca5F(PO4)3的量: ＝㎏耗水量：＝㎏H3PO4生成量： ＝㎏CaSO4H2O CaCO3 CaSO4 MgCO3 MgSO4 CaF2 8236 HF H2O CO2 H2O 合計 100 合計 100第二階段中的反應(yīng)計算如下：由于2molCa5F(PO4)3可以折算成3molP2O5,則1000㎏磷礦含Ca5F(PO4)3：%1000＝㎏由轉(zhuǎn)化率為95%可得未被分解的Ca5F(PO4)3的量為：（1－95%）＝㎏被H3PO4分解的Ca5F(PO4)3的量為：－（＋）＝㎏由式（23）：3Ca5F(PO4)3＋21H3PO4＋15H2O===15Ca(H2PO4)2H2O的量為：＝㎏生成HF：＝㎏消耗水量：＝㎏游離酸H3PO4的量：－＝㎏由式（22）：2CaSO4H2O脫水后生成CaSO4的量：＝㎏生成水：＝㎏Al2O3和H2SO4與Ca(H2PO4) 2反應(yīng)：Al2O3＋H2SO4 ＋Ca(H2PO4) 2===2AlPO4＋CaSO4 ＋3H2O：＝㎏消耗Ca(H2PO4) 2：＝㎏生成AlPO4：＝㎏生成CaSO4：＝㎏生成水：＝㎏Fe2O3和H2SO4與Ca(H2PO4) 2反應(yīng)：Fe2O3＋H2SO4＋Ca(H2PO4) 2===2FePO4＋CaSO4＋3H2O：＝㎏生成水：＝㎏生成CaSO4：＝㎏生成FePO4：＝㎏消耗Ca(H2PO4) 2：＝㎏Al2OFe2O3共耗Ca(H2PO4) 2：＋＝㎏㎏折合成Ca(H2PO4)2H2O：－＝㎏共生成CaSO4：＋＋＝㎏共耗硫酸： ＋＝㎏共生成水：＋＋＋＝㎏第二階段的反應(yīng)平衡見表（35）表35第二階段的反應(yīng)平衡表進料 ㎏ % 出料 ㎏ %Ca5F(PO4)3 Ca(H2PO4)2H2O HF Al2O3 FePO4 H2SO4 AlPO4 Fe2O3 H2O H2O 合計 100 合計 1001000㎏磷礦含P2O5：%1000＝323㎏㎏Ca(H2PO4)2H2O 游離酸 FePO4 AlPO4 未分解的Ca5F(PO4)3 合計 100 合計 323 100 氟平衡計算第一、第二階段F平衡計算如下：第一階段逸出HF含F(xiàn)量：＝㎏第二階段逸出HF含F(xiàn)量：＝㎏未分解的Ca(H2PO4) 含F(xiàn)量：＝㎏㎏由式（212）:4HF＋ SiO2 === SiF4＋2H2O17㎏SiO2消耗HF：＝22㎏生成SiF4: ＝㎏生成水：＝㎏剩余HF：＋－22＝㎏按式（213）：3SiF4 ＋ 2HF=== H2SiF6 剩余HF消耗SiF4：＝㎏生成H2SiF6：＝㎏隨氣體逸出的SiF4: －＝㎏㎏SiF4含F(xiàn)：＝㎏取氟的逸出率為40%則逸出的氟的量為：%100040%＝㎏㎏F來自SiF4外另外一部分來自H2SiF6：－＝㎏㎏F相當于H2SiF6：＝㎏殘留在熟化過磷酸鈣中的H2SiF6：－＝㎏㎏H2SiF6含F(xiàn)：＝㎏未分解的F：%1000－－＝㎏熟化過磷酸鈣含F(xiàn)：＋＝㎏表35熟化過程中F平衡表進料 F(㎏) % 出料 F㎏） %磷礦帶入F 100 氣相 40 SiF H2SiF6 熟化過磷酸鈣含F(xiàn) 60 H2SiF6 未分解 合計 100 合計 100磷礦帶入水分： 1000－1000＝㎏硫酸用量：＋＝㎏硫酸的濃度為68%，其帶入的水為：－＝㎏為了避免含氟氣體外溢污染環(huán)境，通?；旌匣稍谪搲簵l件下操作。設(shè)空氣溫度為15℃，相對濕度為70%。H2O 空氣帶入水 游離酸 FePO4 AlPO4 CaSO4 MgSO4 H2SiF6 Ca5F(PO4)3 濕存水 雜質(zhì) 廢氣 水蒸氣 CO2 SiF4 H2SiF6 合計 100 合計 100以含水量1%，95%CaCO3（干基）石灰石粉中和熟化過磷酸鈣的部分游離酸，由反應(yīng)方程式：2H3PO4＋CaCO3=== Ca(H2PO4)2＋CO2＋H2O由上式可知：中和1mol H3PO4需要1mol CaCO3，即中和1㎏㎏CaCO3。由式（25）：M＝＝㎏逸出CO2： ＝㎏生成水：＝中和后過磷酸鈣的產(chǎn)率：＋－＝＋中和后游離酸(P2O5)含量：100%＝100%＝2%解得：N＝㎏ M＝＝㎏含水量1%，含95%CaCO3石灰粉（干基）用量：＝㎏含水量：㎏中和時逸出CO2：＝㎏中和時生成水：＝㎏中和后過磷酸鈣的產(chǎn)量：＋－＝㎏中和后游離酸含量： ＝2%㎏中和后水的含量：＋0. 4232＋＝㎏熟化過磷酸鈣的中和物料平衡見表(38)：表38 熟化過磷酸鈣的中和物料平衡進料 ㎏ % 出料 ㎏ %熟化過磷酸鈣