一种湿法磷酸提磷降杂方法与流程

1.本发明涉及湿法磷酸综合利用技术领域，尤其涉及一种湿法磷酸提磷降杂方法。


背景技术：

2.湿法磷酸是利用磷矿石与硫酸反应制得磷酸的方法，其中主要采用的是半水、二水、半～二水物法生产工艺，得到的磷酸w(p2o5)一般分别在20％～27％和33～38％之间。由于该磷酸浓度低，给储存和运输带来很多不便，因此，稀磷酸要经过多效蒸发器浓缩至w(p2o5)40％～50％。在萃取磷矿生产磷酸过程中，磷矿以及磷矿附生的矿物杂质(主要以na、k、fe、al、mg、si和f为主)，也会带入湿法磷酸中，并处于饱和或接近饱和状态。在浓缩过程中，随着磷酸浓度的不断提高，杂质离子的溶解度降低，过饱和度增大，晶体成沉淀析出形成继沉淀盐，俗称磷酸渣。一般而言，将湿法磷酸浓缩至w(p2o5)40％～50％时，析出的沉淀主要为铁和铝的酸性磷酸盐，其它杂质如氟硅酸盐和硫酸钙水合物则较少。而磷酸浓缩过程中产生的磷酸渣含量能够占到磷酸量15％～20％之间，磷酸浓度越高产生的磷酸渣越多，导致浓缩设备需要经常性的清理，影响生产效率。


技术实现要素：

3.本发明提供一种湿法磷酸提磷降杂方法以解决湿法磷酸浓缩过程中磷酸渣量大导致浓缩设备清理频繁、生产效率低。
4.为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种湿法磷酸提磷降杂方法，包括下列步骤：
5.1)、一段浓缩：通过一段浓缩将陈化稀磷酸经过浓缩，使p2o5从24％～26％浓缩至40％～42％，然后进行较长时间澄清、陈化；
6.2)、上清液二段浓缩：陈化槽上清液经过膜过滤后，固含量降低至0.5％，加入脱氟剂，进行二段浓缩，二段浓缩后p2o5从40％～42％浓缩至52％～53％；
7.3)、滤液二段浓缩：陈化槽下部渣酸经过板框压滤，滤液经过膜过滤后加入脱氟剂，进行二段浓缩，二段浓缩后p2o5从40％～42％浓缩至52％～53％，滤渣调浆后返回萃取槽；
8.4)、当2)与3)中二段浓缩预脱氟后的磷酸中氟含量≤0.4％后，利用浓缩出酸泵将浓缩预脱氟磷酸输送入脱氟连通槽，加入白炭黑，利用脱氟磷酸循环泵送入脱氟塔，通过喷头喷淋，大量热空气与喷淋而下的磷酸逆流接触，完成质与热的传递过程，进行串级耦合脱氟，磷酸中的氟以气体形式逸出，尾气经三级逆流洗涤达标后排放，脱氟塔底部的合格成品磷酸由成品酸泵送至成品酸贮槽；
9.5)、成品磷酸清液与高浓度碳酸钙乳液混合，生产高品质饲料磷酸钙盐。
10.作为优选的技术方案，所述一段浓缩中压力为18～20kpa，浓缩温度80～85℃。
11.作为优选的技术方案，所述二段浓缩压力为12～14kpa,浓缩温度为80～85℃。
12.作为优选的技术方案，所述2)与3)中经膜过滤后磷酸中固含量降低至0.7％以下，
脱氟剂为硅藻土，脱氟剂加入量为10～15kg/t p2o5。
13.作为优选的技术方案，所述1)中陈化时间4～7天，磷酸固含量由3％以上降低至0.5～1.3％，延长陈化澄清时间，磷酸在p2o5为40％～42％，铁铝镁等杂质因溶解度变化快速析出，清酸mer值、含固量为工业生产条件下最优。
14.作为优选的技术方案，所述4)中白炭黑加入量5～7kg/t p2o5。
15.与现有技术相比，本发明具有以下优势：
16.1.采用分段浓缩，一段浓缩将p2o5提至40％～42％，此时渣量大量沉降，清酸经过膜过滤添加脱氟剂进行二段浓缩，一段渣酸经过板框压滤，清液进行二段浓缩，压滤渣返回萃取槽，二段浓缩将p2o5提高至52％～53％，此时不需陈化直接进行汽提脱氟，减少渣量产生，过程中磷酸渣仅仅为成品酸陈化产生，渣量大幅减少。
17.2.一段清酸经过膜过滤后进行二段浓缩，同时采用添加硅藻土为脱氟剂，可提高浓缩过程中氟化物逸出速率，降低脱氟成本，同时将p2o5提高至52％～53％，在此酸浓下，氟化物逸出速率、经济性最佳。二段浓缩磷酸直接进行汽提脱氟不需沉降，实现二段酸渣量清零，同时使用高品质白炭黑，提高氟化物溢出速率，降低能耗。汽提脱氟采用热空气直接加热磷酸，保持磷酸酸浓，加入高品质白炭黑脱氟剂，提高脱氟效率，同时大量空气便于将氟化物带出。陈化槽底部渣酸通过压滤，提高清液比例，渣酸经过调浆返回萃取槽循环，减少一段浓缩酸渣量。
18.3.本发明实施后，30万吨p2o5渣酸比例由原来的20％～25％，降至6％～10％，大大减少渣酸量，大幅提升湿法磷酸价值，提高企业经济效益。
附图说明
19.图1为本发明的工艺流程框架图。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.实施例1
22.s1.一段浓缩将陈化稀磷酸经过浓缩，p2o5从26％浓缩至40％，一段浓缩压力为18kpa，浓缩温度80℃，泵循环量7000m3/h，然后进行澄清、陈化，陈化时间4天，磷酸固含量由3％以上降低至1.3％；
23.s2.陈化槽清液经过膜过滤后固含量降至0.7％，同时因一段酸酸浓低，粘度小，膜过滤效率较二段浓缩酸提高1倍以上，加入脱氟剂，脱氟剂种类为硅藻土，脱氟剂加入量为10kg/t p2o5进行二段浓缩，二段浓缩后p2o5从40％浓缩至49％，二段浓缩压力为12kpa,浓缩温度为85℃，泵循环量7000m3/h；
24.s3.陈化槽底部渣酸经过板框压滤，滤液与陈化槽清液合并经过膜过滤后进行二段浓缩，二段浓缩后p2o5从40％浓缩至49％，滤渣调浆后返回萃取槽；
25.s4.当二段浓缩预脱氟后的磷酸中w(f)≤0.4％后，利用浓缩出酸泵将浓缩预脱氟磷酸输送入脱氟连通槽，加入优质白炭黑5kg/t p2o5，利用脱氟磷酸循环泵送入脱氟塔，脱
氟塔内温度为100℃，通过喷头喷淋，大量热空气与喷淋而下的磷酸逆流接触，完成质和热的传递过程，进行4个空塔串级耦合脱氟，磷酸中的氟以气体形式逸出，尾气经三级逆流洗涤达标后排放，脱氟塔底部的合格成品磷酸由成品酸泵送至成品酸贮槽；
26.s5.成品磷酸清液与高浓度碳酸钙乳液混合，生产高品质饲料磷酸钙盐。
27.此时渣酸比例降至10％(渣酸量*渣酸p2o5/总p2o5*100％)。
28.实施例2
29.s1.一段浓缩将陈化稀磷酸经过浓缩，p2o5从26％浓缩至41％，一段浓缩压力为19kpa，浓缩温度82℃，泵循环量7000m3/h，然后进行澄清、陈化，陈化时间5天，磷酸固含量由3％以上降低至0.6％；
30.s2.陈化槽清液经过膜过滤后固含量降至0.5％，同时因一段酸酸浓低，粘度小，膜过滤效率较二段浓缩酸提高1倍以上，加入脱氟剂，脱氟剂种类为硅藻土，脱氟剂加入量为12kg/t p2o5进行二段浓缩，二段浓缩后p2o5从40％浓缩至51％，二段浓缩压力为13kpa,浓缩温度为85℃，泵循环量7000m3/h；
31.s3.陈化槽底部渣酸经过板框压滤，滤滤液与陈化槽清液合并经过膜过滤后进行二段浓缩，，二段浓缩后p2o5从40％浓缩至51％，滤渣调浆后返回萃取槽；
32.s4.当二段浓缩预脱氟后的磷酸中w(f)≤0.4％后，利用浓缩出酸泵将浓缩预脱氟磷酸输送入脱氟连通槽，加入优质白炭黑5-7kg/t p2o5，利用脱氟磷酸循环泵送入脱氟塔，通过喷头喷淋，大量热空气与喷淋而下的磷酸逆流接触，完成质和热的传递过程，进行4个空塔串级耦合脱氟，磷酸中的氟以气体形式逸出，尾气经三级逆流洗涤达标后排放，脱氟塔底部的合格成品磷酸由成品酸泵送至成品酸贮槽；
33.s5.成品磷酸清液与高浓度碳酸钙乳液混合，生产高品质饲料磷酸钙盐。
34.此时渣酸比例降至8％(渣酸量*渣酸p2o5/总p2o5*100％)。
35.实施例3
36.s1.一段浓缩将陈化稀磷酸经过浓缩，p2o5从26％浓缩至42％，一段浓缩压力为20kpa，浓缩温度85℃，泵循环量7000m3/h，然后进行澄清、陈化，陈化时间7天，磷酸固含量由3％以上降低至0.5％；
37.s2.陈化槽清液经过膜过滤后固含量降至0.35％，同时因一段酸酸浓低，粘度小，膜过滤效率较二段浓缩酸提高1倍以上，加入脱氟剂，脱氟剂种类为硅藻土，脱氟剂加入量为15kg/t p2o5进行二段浓缩，二段浓缩后p2o5从40％浓缩至53％，二段浓缩压力为14kpa,浓缩温度为85℃，泵循环量7000m3/h；
38.s3.陈化槽底部渣酸经过板框压滤，滤液与陈化槽清液合并经过膜过滤后进行二段浓缩，二段浓缩后p2o5从40％浓缩至53％，滤渣调浆后返回萃取槽；
39.s4.当二段浓缩预脱氟后的磷酸中w(f)≤0.4％后，利用浓缩出酸泵将浓缩预脱氟磷酸输送入脱氟连通槽，加入优质白炭黑5-7kg/t p2o5，利用脱氟磷酸循环泵送入脱氟塔，通过喷头喷淋，大量热空气与喷淋而下的磷酸逆流接触，完成质和热的传递过程，进行4个空塔串级耦合脱氟，磷酸中的氟以气体形式逸出，尾气经三级逆流洗涤达标后排放，脱氟塔底部的合格成品磷酸由成品酸泵送至成品酸贮槽；
40.s5.成品磷酸清液与高浓度碳酸钙乳液混合，生产高品质饲料磷酸钙盐。
41.此时渣酸比例降至6％(渣酸量*渣酸p2o5/总p2o5*100％)。
42.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种湿法磷酸提磷降杂方法，其特征在于，包括下列步骤：1)、一段浓缩：通过一段浓缩将陈化稀磷酸经过浓缩，使p2o5从24％～26％浓缩至40％～42％，然后进行澄清、陈化；2)、上清液二段浓缩：陈化槽上清液经过膜过滤后，加入脱氟剂，进行二段浓缩，二段浓缩后p2o5从40％～42％浓缩至52％～53％；3)、滤液二段浓缩：陈化槽下部渣酸经过板框压滤，滤液经过膜过滤后加入脱氟剂，进行二段浓缩，二段浓缩后p2o5从40％～42％浓缩至52％～53％，滤渣调浆后返回萃取槽；4)、当2)与3)中二段浓缩预脱氟后的磷酸中氟含量≤0.4％后，利用浓缩出酸泵将浓缩预脱氟磷酸输送入脱氟连通槽，加入白炭黑，利用脱氟磷酸循环泵送入脱氟塔，通过喷头喷淋，大量热空气与喷淋而下的磷酸逆流接触，完成质与热的传递过程，进行串级耦合脱氟，磷酸中的氟以气体形式逸出，尾气经三级逆流洗涤达标后排放，脱氟塔底部的合格成品磷酸由成品酸泵送至成品酸贮槽；5)、成品磷酸清液与高浓度碳酸钙乳液混合，生产高品质饲料磷酸钙盐。2.如权利要求1所述一种湿法磷酸提磷降杂方法，其特征在于：所述一段浓缩中压力为18～20kpa，浓缩温度80～85℃。3.如权利要求1所述一种湿法磷酸提磷降杂方法，其特征在于：所述二段浓缩压力为12～14kpa,浓缩温度为80～85℃。4.如权利要求1所述一种湿法磷酸提磷降杂方法，其特征在于：所述2)与3)中经膜过滤后磷酸中固含量降低至0.7％以下，脱氟剂为硅藻土，脱氟剂加入量为10～15kg/t p2o5。5.如权利要求1所述一种湿法磷酸提磷降杂方法，其特征在于：所述1)中陈化时间4～7天，磷酸固含量由3％以上降低至0.5～1.3％。6.如权利要求1所述一种湿法磷酸提磷降杂方法，其特征在于：所述4)中白炭黑加入量为5～7kg/t p2o5。

技术总结
本发明公开了一种湿法磷酸提磷降杂方法，属于湿法磷酸综合利用技术领域。1)一段浓缩，2)上清液二段浓缩，3)滤液二段浓缩，4)二段浓缩预脱氟后的磷酸中氟含量≤0.4％后，脱氟塔底部的合格成品磷酸由成品酸泵送至成品酸贮槽；5)成品磷酸清液与高浓度碳酸钙乳液混合，生产高品质饲料磷酸钙盐。采用分段浓缩，一段浓缩将P2O5提至40％～42％，此时渣量大量沉降，清酸经过膜过滤添加脱氟剂进行二段浓缩，一段渣酸经过板框压滤，清液进行二段浓缩，压滤渣返回萃取槽，二段浓缩将P2O5提高至52％～53％，此时不需陈化直接进行汽提脱氟，减少渣量产生，渣量大幅减少。渣量大幅减少。渣量大幅减少。


技术研发人员：姜威 何宾宾 周琼波 王孟来 龚丽 涂忠兵 杨文娟 朱桂华 牛司江 杨军 高智诚 李建闻 符义忠 刘正东 解秘
受保护的技术使用者：云南磷化集团有限公司
技术研发日：2023.08.15
技术公布日：2023/10/15