过磷酸钙的干法生产工艺3

过磷酸钙的干法生产工艺3 济源职业技术学院毕业设计（论文） () 0603 06120325 - 1 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 摘要 过磷酸钙工业化生产以来的百余年间，一直是磷肥工业生产的主要品种。由 于具有生产工艺简单，生产操作易于掌握；生产设备容易制造，投资较省；施用 后见效快，增产显著等特点。过磷酸钙在各种磷肥新品种不断涌现的情况下产销 量仍持高不下。本文介绍了过磷酸钙工业生产的方法、原理、工艺条件及主要设 备，通过混合化成、熟化中和、含氟气体吸收、造粒与干燥四个方面重点介绍了 过磷酸钙的工业生产的过程 。并对单位质量参加反应的原料进行物料衡算和热 量衡算，以期获得低耗能、低污染、高产出的过磷酸钙生产工艺。 关键词： 过磷酸钙干法 湿法 混合化成 熟化中和 造粒与干燥 工艺计算 - 2 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 过磷酸钙系以硫酸分解磷矿制得的一种单一磷肥，属水溶性磷肥。它的外 观为浅灰色、深灰色或褐色的疏松多孔粉末或颗粒状。粉状过磷酸钙的堆密度 330.8~1. 25/m，粒状过磷酸钙的堆密度0.85~1. l2t/m，颗粒强度19. 6~49. 0N/粒。 过磷酸钙的主要成分为一水磷酸二氢钙Ca(HPO)?HO和无水硫酸钙2422CaSO，二者合计接近总量的80，其次为水分及游离磷酸，另含有少量从磷矿带4 ++2+2+3+3+- 2-入的Na、K 、Mg、Fe、Fe、Al等阳离子和F, SiF6等阴离子杂质。商品过磷酸钙含有3.5%~5.5%游离酸(以PO计)，所以它的水溶液呈微酸性，其25 pH在3左右。过磷酸钙的游离酸含量如果过高，将会影响其物理性质与吸湿性， 并腐蚀容器、运输设备和农业机械;若实行拌种施肥，则将降低种子的发芽率。 为使出厂产品的游离酸含量符合标准规定，首先应严格控制生产工艺条件；倘仍 未达标，则要在产品出厂前进行中和。直到游离酸含量符合标准规定。如用氨中 和过磷酸钙的游离酸，所得的产品称为氨化过磷酸钙，简称氨化普钙。 过磷酸钙被加热至120?以上时，其中的一水磷酸二氢钙Ca(HPO)?HO即2422失去结晶水而成为无水磷酸二氢钙Ca(HPO)，水溶性PO含量随之降低。若24225继续加热到150?,无水磷酸二氢钙即失去结合水而转化成焦磷酸氢钙 CaHPO，同时失去肥效。如再继续升温至270?以上，过磷酸氢钙将转变成枸227 溶性的偏磷酸钙Ca(PO)。因此，在生产粒状过磷酸钙时，必须严格控制干燥温42 度。 过磷酸钙除了能直接作为单一磷肥施用外，还可用作复混肥料的原料，与有 氨和(或)钾养分标明量的肥料一起，按照需要的复混肥料品级加工。 磷酸二钙Ca(PO)及二水磷酸二钙Ca(HPO)?2HO等磷酸盐能溶于动物体422422内的胃酸。其中的钙和磷能参与动物体内的新陈代谢，又是骨骼、荷尔蒙、酶和 维生素的组成元素。因而是参加动物体内生物化学能量转化必不可少的元素。过 磷酸钙可作生产饲料添加剂的原料。加工的方法有锻烧脱氟法和水萃中和沉淀 法。产品通称为饲料磷酸钙、简称饲钙。 锻烧脱氟法系将过磷酸钙于1100~1350?（进行锻烧，使过磷酸钙中的大部 - 3 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 分氟被脱除而成为磷酸二钙Ca(PO)。它不溶于水而能溶于柠檬酸和中性柠檬酸42按溶液.其氟、砷及重金属等有害杂质含量如能符合标准规定，即可作为饲料添 加剂。 过磷酸钙的生产方法有多种方法。按操作方式可分为间歇法、半连续法和连 续法三种。间歇法是磷矿与硫酸的混合、化成分别在间歇操作的设备中分批进行。 早期过磷酸钙的生产均采用这种方法。后来仅有少数小型工厂沿用。半连续法则 是酸、矿混合在间歇操作的设备中进行。而化成工序为连续运行;或者相反，即 酸、矿在连续操作的设备中混合，而化成工序间歇操作少数中、小型工厂采用半 连续法生产。连续法是各生产工序都是在连续操作的设备中进行。这是现今过磷 酸钙工厂普遍采用的生产方法。 根据不同的原料工艺条件.过磷酸钙的生产方法可分为稀酸矿粉法(简称干法) 和浓酸矿浆法(简称湿法)。 稀酸矿粉法是世界上广泛采用的一种方法，故又称为传统法。它是用浓度为 60％～78%的稀硫酸与磷矿粉混合，再经过化成及熟化工序制成粉状过磷酸钙。 此处的所谓稀硫酸是相对于92.5%及98%浓度的浓硫酸而言，实际上此法所用的硫酸浓度是根据所用磷矿的特性以及其他的工艺条件来确定。按照不同的工艺条 件.稀酸矿粉法中又有常规法、三高一细法(即高硫酸浓度、高硫酸温度、高搅拌强度及细矿粉)与两高两低法(即低硫酸浓度、低硫酸温度、高搅拌强度及高的矿 粉细度)三种不同的操作法。 浓酸矿浆法则是以浓硫酸与经过加水湿磨的磷矿浆进行混合，然后同样经化 成与熟化工序制成粉状过磷酸钙。此法的特点是：浓硫酸经计量后直接加入混合 机与磷矿浆进行反应，省去了加水稀释配酸和调温的麻烦；磷矿加水湿磨，故磷 矿不需干燥，因而可以露天堆存.既节省仓库的投资，又节约燃料；湿磨磷矿较干磨磷矿的电耗低，生产强度高，劳动和环境条件好。湿磨磷矿的缺点是磨机中 的钢球消耗较干磨磷矿时高约4～6倍。为使磷矿浆具有流动性，矿浆的最低水分含量因矿种而有所不同、亲水性磷矿的矿浆最低水分含量偏高，致使用它生产 的过磷酸钙成品含水超过质量标准要求，并影响成品的物理性质。经过科研单位 - 4 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 和生产企业的不断努力，先后开发了多种添加剂(即所谓的稀释剂、减水剂等)。 使矿浆水分含量偏高的问题基本上得到解。论文中将对稀酸矿浆法（干法）生产 过磷酸钙进行详细介绍。 过磷酸钙干法生产的简要过程是，在混合机内将分别计量过的硫酸与磷矿粉 连续地进行混合反应，反应生成的料浆流入化成室并逐渐固化。然后经过切削和 撒扬，即得到新鲜过磷酸钙(俗称鲜钙)，视为半成品。新鲜过磷酸钙堆置于仓库 中熟化，并定期翻堆，以利于物料继续后期的反应，至取样分析结果符合过磷酸 钙产品的质量标准，始可作为成品出厂。过磷酸钙成品呈疏松多孔的粉状或粉粒 状，通常称为粉肥。如需生产粒状过磷酸钙或缺化过磷酸钙，则可以对此粉肥进 一步加工。 2.1 硫酸分解磷矿制取过磷酸钙的化学反应分为两个阶段进行。第一阶段包括混 合与化成工序，因受磷矿特性、工艺操作条件及工艺设备性能的影响，第一阶段 反应需时数分钟至1h不等。其主要的化学反应式如下： 117CaF(PO)＋35HSO＋17HO21HPO＋35CaSO?HO＋7HF (2-1) ===543242344222 第一阶段反应的磷矿粉约为理论量的70％，剩余的30％磷矿与第一阶段反应生成的磷酸进行反应，生成磷酸二氢钙Ca(HPO)?HO。与此同时，第一阶段2422 1反应所生成的CaSO?HO失去结晶水，通常称这个生产过程为熟化，是为第422 二阶段反应。同样，因受磷矿特性及所含杂质的影响，第二阶段反应需时数日至 1个月不等。第二阶段的主要化学反应式如下： 3CaF(PO)＋21HPO＋15HO15Ca(HPO)?HO＋3HF (2-2) ===5432422422 1 2CaSO?HO CaSO＋HO (2-3) ===242422 将以上三式合并即得出总的化学反应式如下： 2CaF(PO)＋7HSO＋3HO3Ca(HPO)?HO＋7CaSO＋2HF (2-4) ===54324224224 由于磷矿常含有数量不等的碳酸盐，倍半氧化物及有机物等杂质，因而实际 - 5 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 上除上列主要化学反应外，同时还会发生下列诸反应： (Ca,Mg)CO＋HSO＋CO＋HO (2-5) (Ca,Mg)SO===3244 22 (Fe,Al)O＋ 3HSO (Fe,Al)(SO4)＋HO (2-6) === 2324 232 同时，反应生成的HF(见式 )与磷矿中混杂的SiO相作用而生成SiF，24 化学反应式如下： 4HF＋ SiO SiF＋2HO (2-7) ===242 部分SiF及CO、水蒸气共同逸出。当气体温度降至60?以下时，SiF424 将进行如下反应式的水解： 3SiF ＋ 3HO HSiF ＋ SiO?HO (2-8) ===2422622 其余的SiF与HF反应生成氟硅酸： 4 SiF ＋ 2HF HSiF (2-9) ===426 反应生成的氟硅酸，随即与磷矿中混杂的碱金属化合物相作用生成氟硅酸 盐，并留存于过磷酸钙中。 2.2 硫酸与磷矿粉(或磷矿浆)的反应，同矿粉的粒度、硫酸的浓度、温度和用量、 混合时间及搅拌强度等密切相关。 由于硫酸与磷矿粉的反应为液固相反应，因此反应速率与液固相接触面积 成正比，而矿粉的比表面积与矿粉的粒径成反比。即是矿粉越细，比表固积越大， 与硫酸的反应也就越快。矿粉系由大小不同的颗粒组成，以致粒度较细的先与硫 酸反应，余下较粗的矿粒与磷酸反应。这是第二阶段反应较第一阶段反应需时间 长的原因之一。 按照磷矿的PO 、CO 、FeO及A1O组分计算硫酸定额(100份质量磷2522323矿需用的100％HSO质量数)，如生产时提高硫酸定额，则第一阶段反应终了时24 新鲜过磷酸钙的产率、水分及游离PO、都将增加。但新鲜过磷酸钙的总PO2525 含量将降低(因加入的硫酸及水量增加)(参见图 2- 1)。 - 6 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） ，％ 5O2 游离P 2- 1 HSOPO 2425 12 由于游离PO增加了，必须用中和剂中和超过产品质量标准规定的游离25 PO同时，增加硫酸用量势将提高生产成本。因此，实际生产的硫酸定额，一25 般仅较计算的硫酸定额稍稍高一点。 过磷酸钙生产所用的硫酸浓度对产品的各项工艺指标也有一定的影响。同 时，不同浓度的硫酸各自都有一个最适宜的温度。例如，HSO浓度为61.1%时，24HSO的初温宜为65～75?；浓度为62.5%时，HSO的初温宜为60～70?；浓2424度为64%时，HSO的初温则应为50～60?。如提高硫酸的浓度及其初温，则24 开始时与磷矿的反应速度加快，因而形成硫酸钙过饱和溶液的速度与硫酸钙结晶 速度均随之增大，很快在尚未反应的磷矿颗粒.上形成致密的硫酸钙薄膜，使反应受到阻滞，从而使磷矿的进一步分解变慢。 磷矿粉与硫酸的混合时间以及其搅拌强度，也是过磷酸钙生产中的重要工艺 指标。混合搅拌目的是提高液相在磷矿颗粒表面的流速，强化离子在边界层和溶 液内的扩散交换，提高磷矿的分解反应速度。同时，湍流的搅拌状态可降低边界 层中的溶液过饱和度，以利于生成较粗大的硫酸钙结晶，因而在磷矿颗粒上形成 渗透性较好的薄膜。使磷矿分解过程加快。磷矿粉与硫酸的混合时间以及其搅拌 强度.既同磷矿的特性有关，又因不同的工艺设备而有差别。例如.在同样的搅拌 强度下，容易分解的磷矿混合时间较短，而较难分解的磷矿混合时间则要较长。 至于不同型式的混合设备，其搅拌方式及混合时间各有不同。因此，当原料磷矿 确定以后，应取具有代表性的矿样在模拟装置中进行评价试验，以求取最优化的 各项工艺条件。 - 7 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 1 硫酸与磷矿粉在第一阶段反应较为激烈，生成的CaSO?HO结晶呈细小422的针状、棒状或帚形晶簇交叉堆积而形成骨架。反应过程中逸出的二氧化碳等气 体使反应物料出 现许多孔隙。它们吸附大量的液相。促使反应料浆逐渐固化成为疏松多孔。反应 1生成的CaSO?HO系介稳态。随着反应的进行，逐渐转变为CaSO 。 4242 因此，第一阶段反应即将结束时。CaSO常在磷矿颗粒的表面构成致密的4 薄膜，使磷酸与磷矿反应的阻力增加。又因磷酸二氢钙在磷酸中的溶解度较大， 当磷酸为磷酸二氢钙所饱和时，其氢离子浓度降低，液相的反应能力亦相应下降， 由于这些原因，致使第二阶段反应需要较长的时间。 在第二阶段反应中，除进行式 主要反应外，Ca(HPO)还将与第一阶242段反应生成(Fe, Al)(SO4))相互作用生成酸性磷酸盐，其化学反应式如下： 23 (Fe, Al)(SO4)＋3Ca(HPO)PO)＋CaSO (2-10) (Fe, Al) (H======2232422434 在第二阶段反应的后期，液相量逐渐减少，液相的PO浓度逐渐降低。这25时，上述性磷酸盐即转变成难溶的中性磷酸盐析出，其反应式如下： (Fe,Al)(HPO)＋2HO(Fe, Al) PO?2HO＋2HPO(2-11) ======24324234 因此，在过磷酸钙的生产中，原料磷矿中的倍半氧化物诸反应可合并成如 下的总反应式: (Fe, Al) O＋HSO＋Ca(HPO)＋CaSO＋3HO (2-12) (Fe, Al) PO======22324242442 第二阶段反应所需时间，取决于原料磷矿的特性及生产工艺条件，通过评 价试验即可得知。一般需历时5～30天，转化率始能达到95％左右。 过磷酸钙干法生产工艺一般分成五个主要工序：原料准备、混合化成、熟化 中和、含氟气体吸收、造粒与干燥。目前工业上大多数采用连续生产。图3-1 为过磷酸钙连续生产工艺流程 - 8 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 水水 磷矿粉浓硫酸磷矿粉浓硫酸 混合化成混合化成混合化成混合化成混合化成混合化成 洗涤塔洗涤塔洗涤塔洗涤塔洗涤塔熟化熟化熟化熟化熟化熟化含氟气体及水含氟气体及水含氟气体及水含氟气体及水含氟气体及水 尾气尾气尾气尾气尾气氨氨氨氨 COCOCOCO2222中和中和中和中和中和中和 水水水水 造粒造粒造粒造粒造粒造粒 返返返返 料料料料干燥干燥干燥干燥干燥干燥 粒状过磷酸钙粒状过磷酸钙破碎破碎破碎筛分筛分筛分筛分筛分筛分粒状过磷酸钙破碎 3 - 1 3.1 生产过磷酸钙的主要原料为磷矿与硫酸。二者在进入混合化成工序之前.应 分别按照选用的生产方法及其工艺条件作好充分准备，各项指标符合工艺要求. 并能连续供应，以保证全系统正常运转。 磷矿是生产过磷酸钙的主要原料。在过磷酸钙生产中，生产工艺条件对磷矿 有一定的控制指标要求，其主要的有磷矿的PO含量、含水率及粒度等。因此，25对磷矿必须进行加工处理(包括在矿山进行的处理和进人磷肥厂后进行的生产前 处理)以达到生产工艺条件的要求。 作为原料的硫酸应首先检查其质量是否符合要求。如系来自其他行业的废酸. 则要严格检查其所含的杂质对过磷酸钙的质量及生产消耗定额的影响，特别是不 得含有任何危害农作物的杂质。如有可能宜先针对废酸所含杂质采取适当措施进 行净化处理。务使废酸的质量符合过磷酸钙的要求。其次是检查硫酸的浓度能否 适合工艺条件的要求。工业生产上所用硫酸质量分数为68%~ 72%。 3.2 - 9 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 作为过磷酸钙生产的混合化成工序，是将已按工艺操作条件要求准备好的 硫酸和磷矿粉，进行混合与化成作业，以完成第一阶段反应，为第二阶段反应创 造条件。 磷矿粉与一定浓度(按照工艺条件要求)的硫酸各自经过计量后同步进入锥形混合器进行混合，经1～5min反应后生成料浆。料浆流入链板化成室继续反应 并逐渐固化。当其随链板运行至端部时即被切削器切碎。随后，同皮带化成室流 程一样，经过撒扬后送往熟化仓库进行熟化(第二阶段反应)。混合、化成过程中产生的含氟气体及水蒸气，同样由排风机通过链板化成室上方的排气管抽送氟吸 收系统处理。图3 -2为链板化成室混合化成工艺流程。 矿 磷尾气 粉水缓冲贮洗涤斗计量螺旋器硫含水酸氟气贮体称量给料器水槽 锥形混合器提 斗连续化成室打碎机 运输机料堆 3 -2 3.3 磷矿与硫酸通过混合、化成工序完成了第一阶段反应，所得到的新鲜过磷 酸钙送入熟化仓库进行第二阶段反应，即通常所称的熟化。熟化过程的操作方法 以及熟化需要的时间，均与磷矿的组成及其特性，混合化成的工艺条件等密切相 关。现将熟化与中和两个工序分述如下。 3.3.1 用硫酸分解磷矿生产过磷酸钙的第一阶段反应比较迅速，而第二阶段反应是 由第一阶段反应生成的磷酸与第一阶段尚未反应的磷矿进行反应。第二阶段反应 通常需持续5～30天。时间长短取决于原料磷矿的组成与特性、矿粉细度、硫酸 - 10 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 的浓度与用量、熟化温度等。如用容易分解的磷块岩作为生产过磷酸钙的原料时。 一般较以磷灰石为原料所需的熟化时间短些;对于同一磷矿，提高矿粉的细度或 增加硫酸用量。都能在一定程度上缩短熟化期.但前者将降低磨机的出力和增加 电耗，后者会相应提高过磷酸钙的游离酸含量.而不得不增加中和剂的用量;不同的磷矿用以生产过磷酸钙的最优化熟化温度也不一样。.工业生产中常采取降温熟化法。 新鲜过磷酸钙刚离开化成室的温度常达100?左右，且含有较多的水分。 实践表明适宜的熟化温度在35～45?。但离开化成室的新鲜过磷酸钙，如在被 切削后就转送熟化仓库大堆存放，即令熟化30天，堆中央的温度仍可能有60～70?，而转化率难以迅速提高。再者，当原料磷矿含铁、铝等杂质较高时，所生 产的新鲜过磷酸钙在熟化过程中因游离酸浓度逐渐降低，液相中铁、铝及稀土元 素磷酸盐的溶解度也随之下降，而成为溶解度小的中性磷酸盐析出，导致水溶性 PO下降，枸溶性PO亦有所减少。其化学反应式如下： 2525 Fe(HPO)＋2HOFePO?H2O十2HPO (3-1) 24324234 A1(HPO)＋2HO A1PO?2HO+ 2 HPO (3-2) 22324234 FePO?2HO与A1PO?2HO均系中性盐。不溶于水；仅部分溶于柠檬酸氨溶4242 液(PH＝7)。发生这样的反应，表明有效PO退化。为了避免或减少有效PO2525的退化，首先应在混合反应时提高硫酸用量(可以为理论用量的110～1150%)，以加快磷矿在第一阶段反应速度，而磷矿中的铁、铝杂质被硫酸分解的速度比氟 磷酸钙被硫酸分解的速度慢。提高硫酸用量就可使氟磷酸钙在铁、铝杂质尚未被 硫酸分解之前光被硫酸大部分分解，以减轻铁、铝杂质对过磷酸钙产品质量的影 响。其次，新鲜过磷酸钙在离开化成室之际。经过切削和撒扬后转送至熟化仓库 进行熟化，并在熟化过程中定期翻堆。对新鲜过磷酸钙切削和撒扬，在熟化过程 中进行翻堆，均有助于新鲜过磷酸钙中的一部分水分蒸发，温度能有所下降，以 促使第一阶段反应中生成的Ca(HPO)?HO的溶解度降低而结晶析出。由于一2422 部分水分蒸发，液相中PO浓度随之提高，从而有利于第二阶段反应进行。游25 离酸含量下降，有效P户:含量及转化率提高。因此，当使用含MgO?2%，铁、铝杂质较高的磷矿生产过磷酸钙时，采取降温熟化法既能缩短熟化期，又能有效 地阻止铁、铝杂质在熟化过程中可能引起的退化。 - 11 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 3.3.2 生产厂为使磷矿迅速分解，缩短熟化时间，防止或减少有效PO退化，常25将硫酸实际用量增加到理论用量的110%～115% 。随之而来的是熟化过磷酸钙 的游离酸含量也较高。游离酸含量高的过磷酸钙，具有吸湿性和腐蚀性。具有吸 湿性的产品，将因其吸收空气中的水分而影响产品的物理性质，且在施用时易沾 污播撒设备，粘附于施肥机械的料斗壁上，导致难以均匀施肥。过磷酸钙若含有 较多的游离酸，不仅会腐蚀其包装材料和施肥机械.而且施用这种高游离酸含量 的产品将使种籽的发芽率降低。 为此，出厂的过磷酸钙必须严格控制其游离酸含量不得超过产品标准的规 定。有些过磷酸钙生产工厂，为了充分挖掘设备的生产潜力，常在生产中提高硫 酸用量，使磷矿得以迅速分解并加快熟化进程，然后用中和剂将熟化过磷酸钙中 过多的游离酸中和掉。但新鲜过磷酸钙不应在未经熟化的情况下即进行中和，因 这样会使其中尚未及分解的磷矿反应停止，从而降低磷矿的分解率。 石灰石粉、石灰、白云石粉、氨、碳酸氢铵、过磷酸钙氨、氨的溶液、碳酸 氢铵等均可用作过磷酸钙中和剂。用氨或碳酸氢氨中和过磷酸钙的游离酸时，如 用量适当，不仅可以改善物料的物理性质，同时还使产品含有10％～5%的氮。当中和游离酸的第一个氢离子时，生成的是磷酸一氨，所以不影响过磷酸钙的水 溶性PO。 25 用不同的中和剂中和所需的时间有所不同。如用氨中和仅需时1～2min；用骨粉或石灰石粉、白云石粉中和，则需数小时;而用磷块岩粉中和，甚至需要3^-4天的时间。因差异较大，中和工艺流程亦应根据所用的中和剂作出相应的选择。 当用骨粉或钙镁磷肥、石灰石粉、白云石粉作中和剂时，可将中和剂装入料 斗，再经料斗出料口下面的调速螺旋加料机(或皮带加料机、星形加料机等)定量地将中和剂加到正以一定速度输送熟化过磷酸钙的胶带输送机料面上。撒有中和 剂的熟化过磷酸钙被送至打散机打散混合。塌后通过胶带输送机送过磷酸钙造粒 系统或直接装车出厂。 一般工业生产则多使用氨，产品称为氨化过磷酸钙。为避免发生有效PO25退化，通常通氨量为过磷酸钙质量的2％～3％写，即控制pH4.2～4.5，产品含氮约3%氨化反应为放热反应，用气氨中和时，每千克NH的反应热为6116.9kJ，3 - 12 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 因而可使物料的温度升高，物料中的一部分水分得以蒸发;蒸发的水量常相当于通入的氨量。 3.4 在过磷酸钙生产的混合、化成过程中.磷矿含氟总量的30%～45%呈SiF逸4出；余剩的氟，一部分以氟硅酸形式留存于过磷酸钙的液相中，另部分则以各种 氟硅酸盐及氟氢酸盐的形式留存在过磷酸钙中。随同SiF一起逸出的有水蒸气4和CO，有时还夹杂有少量酸雾、硅胶等。在用干法生产时，气体中常会带有少2 量磷矿粉尘。若所用的原料硫酸系其他工业生产的废硫酸，且其中含有低沸点的 有机物时，则低沸点的有机物也将随含氟废气一并逸出。 为了符合劳动保护和环境保护规定的要求，过磷酸钙工厂通常都是将混合、 化成系统保持在约300Pa的负压下操作。其具体的作法是用排风机将混合甲化成 系统生产时逸出的含氟气体引入氟吸收系统用水逆流循环吸收，达到排放标准后 经排气筒放空。含氟气体吸收工艺流程如图 3 – 3 所示。 排出气体 5 13624 7含氟气体 水 循环泵循环泵 3 - 3 1-12-13-24-25- 6-37- 由混合、化成系统来的含氟气体，在排风机的抽引下依次通过1号吸收室、 - 13 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 1号除沫器、2号吸收室、2号除沫器、吸收塔、3号除沫器，最后经排气简放空。各除沫器分离气体携带的液沫后，分别由循环泵送回吸收室、吸收塔循环使用。 吸收塔中的洗涤液，根据需要送往吸收室，以维持其吸收液液面高度。同时，用 新鲜水补充吸收塔作洗涤液。排风机应能使混合、化成系统维持295Pa的负压， 以免含氟气体外逸污染操作环境。但负压也不宜过高，否则将有过多的空气进入 系统.从而降低含氟气体的浓度，影响吸收效率。 3.5 粉状过磷酸钙通常是指经过熟化后的过磷酸钙。它实际上并非全是粉末。由 于它具有一定的粘结性与可塑性，因而其中常混有数十毫米的大颗粒，不便于机 械施用。粉状过磷酸钙在施入土壤后，其大部分水溶性PO易被土壤中的铁、25铝、钙等氧化物化合成为难溶于水的磷酸盐。即过磷酸钙的有效PO被土壤固25 定，而导致其应有的肥效不能发挥。粉状过磷酸钙造粒后，因其比表面积小，被 土壤固定的情况下大为减少；同时，粒状过磷酸钙通常有良好的物理性质，便于 机械化施肥。因此，粒状过磷酸钙可获得较同样PO含量的粉状过磷酸钙高的25PO利用率。 25 生产粒状过磷酸钙时，上述的中和作业既可在熟化仓库内进行。亦可在粉状 过磷酸钙由熟化仓库往造粒工段输送的过程中进行。如需生产含微量元素的过磷 酸钙，可在加中和剂的同时将微量元素均匀加入粉状过磷酸钙中，或者将微量元 素的溶液喷在造粒机中的过磷酸钙料床上。 熟化过磷酸钙含有一定量的液相(水及游离酸等)，如经机械搅动促使过磷酸钙的粒子互相碰撞，液相的表面张力引起的毛细管力使粒子团聚成较大的颗 粒。熟化过磷酸钙的含水率低时，造粒需要的时间较长，甚至不能成粒。如适当 加入水，则造粒所需时间随过磷酸钙的湿含量增加而急剧减少(详.见后面造粒及 干燥的工艺条件部分)。过磷酸钙的湿含量增加，其造粒时间是缩短了，但要增 加下一工序(干燥)的能耗。因此，应通过试验确定熟化过磷酸钙造粒时的最佳湿 含量，使物料的造粒时间较短，同时干燥的能耗较少。 过磷酸钙造粒用的方法有：盘式造粒法.同转圆筒造粒法及挤压造粒法二工业生产中采用的多为回转圆筒造粒法。具有代表性的粒状过磷酸钙生产工艺流程 图如图3- 4所示。 - 14 - 济源职业技术学院毕业设计（论文） 8 291 334 细水粉粒返状料106成品 75废气 3- 4 1234568 7910 熟化过磷酸钙经皮带输送机、贮斗和皮带加料器加入造粒机。与此同时， 返料也经贮斗、皮带加料器加入造粒机中，并适当喷水使过磷酸钙增湿在造粒机 的转动下团聚成粒。湿的粒状过磷酸钙落入干燥机与热炉气并流进行干燥。干燥 后的粒状过磷酸钙离开干燥机，经斗式提升机进入冷却机，在冷却机内与空气逆 流进行冷却。冷却后的粒状过磷酸钙经一4一式提升机送去筛分＞14mm的大颗 粒，经破碎后再次筛分;