[发明专利]塔式湿法磷酸生产方法及设备

说明书

本发明属于磷酸制造工业，用于磷矿粉与硫酸反应的湿法磷酸的生产。

湿法磷酸是制取磷酸的重要手段之一，目前。工业生产主要采用二水物法和半水物-二水物法。传统的工艺是将磷矿粉或矿浆、硫酸、循环稀磷酸同时加入一个萃取槽中，（有的将磷矿粉循环稀磷酸先加入一个预混合器，再溢流进萃取槽，预混合器的容积很小，没有搅拌装置。与直接加入萃取槽没有本质不同），依靠机械（搅拌浆）搅拌。空气或真空冷却，制得料浆，再分离出磷酸和磷石膏，存在的问题是依靠机械搅拌，搅拌强度受到限制。难以避免局部物料SO^-2₄、Ca⁺²、Ca10（PO₄）₆F₂等的浓度过高，容易产生CaSO₄·nH₂O对磷矿粒子的覆盖和HPO^-2₄取代SO^-2₄的作用。影响磷矿的分解萃取率;其二是空气冷却或真空冷却的方式，同一个萃取槽内的料浆几乎处于一个等温状态。CaSO₄nH₂O晶体的形成和长大得不到理想的控制，加上搅拌浆的机械摩擦使晶体摩蚀和裂开。难以形成颗粒粗大、过滤性能良好的CaSO₄·nH₂O晶体，使P₂O₅的洗涤损失增加，降低磷石膏的品质;其三是搅拌传动机械多，影响设备开工率，维修费用大;其四由于湿法磷酸主要用于制造磷酸铵固体肥料，按上述工艺则需较高品位的磷矿才能满足固体磷铵的工业化生产的需要，而我国的磷矿却是以中低品位为主。银山磷肥厂和成都科技大学共同研制的“中和料浆浓缩法”新工艺（简称银山法）。采用的是传统的二水物法，用中低品位磷矿粉制取的22%P₂O₅浓度的磷酸溶液，和气氨中和制得磷酸一铵稀溶液，经过双效浓缩，喷雾干燥制得粉状磷铵。存在的问题是：①制得的磷酸浓度低，比生产磷酸一铵所规定的磷酸浓度低10%，以此低浓度磷酸制得的稀磷铵料浆要经过双效浓缩。才能制得固体磷铵，增加了动力，热能的消耗。②P₂O₅的总回收率低，只在90%以下，原材料消耗定额高。③磷石膏含磷（含P₂O₅＞1.0%含湿（H₂O≈28%）量大、不能直接用作水泥、石膏墙板的原料。长期堆存，占用大量土地，污染环境。此工艺虽然解决了低品位磷矿石的利用问题，但在磷酸的制造工艺上并没有新的突破。

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种采用中低品位磷矿（P₂O₅≥25%）直接生产出32%P₂O₅磷酸，P₂O₅总回收率高。磷石膏含磷量含湿量低、原材料动力及热能消耗低、污染低的、综合效益好的湿法磷酸生产方法及设备。

本发明的技术实施方案是：一、萃取塔+混合槽式湿法磷酸生产方法。将磷矿粉和循环稀磷酸在混合槽内完全混合，进行第一步化学反应：

用泵将混合料浆输进萃取塔，同时加入浓硫酸，在塔内空气强烈搅拌下、立即混合均匀，并进行第二步化学反应：