江蘇新宏大集團(tuán)在磷化工裝備的創(chuàng)新成果和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

(江蘇新宏大集團(tuán)有限公司，江蘇 泰州 225721)

創(chuàng)新是江蘇新宏大集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱江蘇新宏大)的源動(dòng)力。以前，該公司把磷化工裝備研發(fā)的重心放在裝備大型化方面。近幾年來(lái)，國(guó)家出臺(tái)了許多政策文件，比如《環(huán)境保護(hù)法》、國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》、工業(yè)和信息化部等五部委共同發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶工業(yè)綠色發(fā)展的指導(dǎo)意見》等，目的是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境、提高資源利用率和節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)綠色增長(zhǎng)等。因此，江蘇新宏大調(diào)整了研發(fā)工作的重心，把是否有利于安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)作為確定裝備大型化方案的依據(jù)。

磷石膏的堆放不僅占用了大量的土地，而且存在安全和環(huán)境污染隱患?！丁笆濉鄙鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》中提出“鼓勵(lì)各種建材或建材添加劑綜合利用磷渣、磷石膏”。有的省已經(jīng)制定了限制磷石膏增長(zhǎng)的政策，以貴州省為例：2018年，全面實(shí)施磷石膏“以用定產(chǎn)”的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)磷石膏產(chǎn)銷平衡，爭(zhēng)取新堆存量為零。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，可采取水洗和全自動(dòng)立式壓濾機(jī)壓榨，降低磷石膏的磷和氟等雜質(zhì)含量，提高磷石膏的純度，可達(dá)到GB/T 23456—2009《磷石膏》和GB/T 21371—2008《用于水泥中的工業(yè)副產(chǎn)石膏》的基本要求；采用二水—半水轉(zhuǎn)晶技術(shù)，產(chǎn)出符合GB/T 9776—2008《建筑石膏》的β石膏產(chǎn)品、JC/T 2038-2010《α型高強(qiáng)石膏》的α石膏產(chǎn)品。

磷化工行業(yè)是污水排放量比較大的行業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行GB15580—2011《磷肥工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》，會(huì)使企業(yè)環(huán)保成本越來(lái)越高，只有通過(guò)技術(shù)改造，減少污水來(lái)源和污水全循環(huán)，才能做到污水零排放。高效礦漿濃密機(jī)在磷礦漿的成功應(yīng)用，把濃密機(jī)上清水送回磨機(jī)循環(huán)使用，用污水作為磷石膏的洗滌水，就能夠減少污水總量。

江蘇新宏大集團(tuán)有限公司研發(fā)的HDZP系列真空過(guò)濾機(jī)、HD系列帶式真空過(guò)濾機(jī)、HD系列全自動(dòng)立式壓濾機(jī)和φ25～30高效濃密機(jī)，已經(jīng)成功應(yīng)用于磷化工行業(yè)，對(duì)提高磷和水的利用率，效果顯著。

1 HDZP-320m2轉(zhuǎn)臺(tái)真空過(guò)濾機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新

該公司的HDZP系列轉(zhuǎn)臺(tái)真空過(guò)濾機(jī)，過(guò)濾總面積55～320m2，廣泛應(yīng)用于二水磷石膏、半水磷石膏的過(guò)濾，其中單臺(tái)HDZP-240m2機(jī)型就可以滿足300kt/a的磷酸產(chǎn)能(以P2O5計(jì))，單臺(tái)HDZP-320m2機(jī)型就可以滿足400kt/a的磷酸產(chǎn)能(以P2O5計(jì))。

HDZP-320m2轉(zhuǎn)臺(tái)過(guò)濾機(jī)在面積上處于世界領(lǐng)先水平。用1臺(tái)大型過(guò)濾機(jī)代替2臺(tái)或者多臺(tái)小型過(guò)濾機(jī)，減少了設(shè)備臺(tái)數(shù)、設(shè)備運(yùn)行泄漏點(diǎn)、維修量和操作定員，降低了運(yùn)行成本，減少了廠房的建筑面積，提高了生產(chǎn)效率，增加工廠的經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，有以下技術(shù)創(chuàng)新：①優(yōu)化了濾網(wǎng)固定螺栓數(shù)量，濾網(wǎng)比原設(shè)計(jì)易于拆裝，清理濾盤結(jié)垢更加方便；②增加濾盤的導(dǎo)液管和上分配閥的接管直徑，使濾液和洗液的流動(dòng)更加流暢，減少結(jié)垢；③把下分配閥的原平底設(shè)計(jì)改為圓弧結(jié)構(gòu)，減少了流通的死角，提高流體的流速，對(duì)過(guò)流部件有沖刷作用，避免了死角結(jié)垢；④根據(jù)不同的工況，選擇相應(yīng)的不銹鋼材料，國(guó)內(nèi)原來(lái)只使用316L材質(zhì)，現(xiàn)在可以選擇316L、317L、904L、2205雙相鋼、S28合金等；⑤優(yōu)化過(guò)濾機(jī)結(jié)構(gòu)和濾布再生噴嘴的布置，降低了沖洗水總流量，與其他機(jī)型相比較，單位面積的沖洗水總量降低了20%，基本解決了沖洗水總量偏大的難題?，F(xiàn)在，磷石膏過(guò)濾的沖洗水可以全部用于石膏的洗滌，以淡磷酸返回反應(yīng)槽，沖洗水不循環(huán)使用，沖洗水噴嘴不再被顆粒物堵塞，降低了操作人員清理噴嘴的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了裝置的開車率。

貴州開磷集團(tuán)有限公司使用了2臺(tái)HDZP-320m2轉(zhuǎn)臺(tái)真空過(guò)濾機(jī)，在裝置產(chǎn)能、磷收率、節(jié)能降耗和環(huán)保方面都達(dá)到滿意的效果。

2 立式全自動(dòng)壓濾機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新

立式全自動(dòng)壓濾機(jī)的工藝為加料、過(guò)濾、擠壓、洗滌、再擠壓、風(fēng)干和排渣，為全自動(dòng)運(yùn)行。已經(jīng)成功用于以下工序。

2.1 磷酸濃密機(jī)等底流液-固分離

由于現(xiàn)在使用的磷礦雜質(zhì)含量高，直接使用磷酸濃縮裝置的粗磷酸，難以生產(chǎn)出優(yōu)等品的磷酸二銨，需要把粗磷酸澄清凈化。以往磷酸澄清槽的底流是返回反應(yīng)槽，重復(fù)過(guò)濾會(huì)影響過(guò)濾效果，增加能耗。

云南三環(huán)化工有限公司、甕福紫金化工股份有限公司、湖北大峪口化工有限責(zé)任公司等單位使用立式全自動(dòng)壓濾機(jī)，把澄清槽底流淤渣酸進(jìn)行液-固分離和洗滌，濾液作為產(chǎn)品酸，而濾渣作為低濃度肥料的填充劑。

湖北祥云集團(tuán)化工股份有限公司在100kt/a工業(yè)級(jí)磷酸一銨裝置上采用了立式全自動(dòng)壓濾機(jī)，對(duì)氨化澄清槽底流進(jìn)行液-固分離，濾液送去工銨中和槽，壓濾渣再漿后送去農(nóng)銨工序。

2.2 磷石膏的脫水

把壓濾機(jī)脫水稱為非熱力學(xué)脫水，該技術(shù)是將磷石膏先用水制漿，然后用壓濾機(jī)壓榨，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)精確控制，保證磷石膏脫水后的游離水在10%左右。濾液部分循環(huán)使用，部分送到過(guò)濾機(jī)作為洗水使用。磷石膏通過(guò)再漿，使可溶性P2O5和F進(jìn)入液相，由此，磷石膏得到凈化，提高磷的利用率，拓寬了磷石膏的使用市場(chǎng)。

對(duì)于磷石膏制硫酸副產(chǎn)硅酸鹽水泥裝置，將非熱力學(xué)脫水技術(shù)與熱力學(xué)脫水技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：①非熱力學(xué)脫水技術(shù)可節(jié)省烘干煤，每噸熟料可節(jié)省烘干煤180kg；②可回收磷石膏中的P2O5，提高磷的回收率1%；③非熱力學(xué)脫水技術(shù)回收P2O5和F后，使磷石膏的質(zhì)量得以提高，有利于提高磷石膏制水泥的燒成料質(zhì)量與生產(chǎn)控制。

山東紅日阿康化工股份有限公司用立式全自動(dòng)壓濾機(jī)對(duì)磷石膏進(jìn)行脫水，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)、故障率低、人工成本少、勞動(dòng)強(qiáng)度低。

2.3 磷礦浮選尾礦的脫水

為了避免尾礦壩潰壩等安全隱患，貴州川恒集團(tuán)有限公司、湖北三寧化工股份有限公司、四川馬邊南方礦業(yè)有限公司等相繼采用立式全自動(dòng)壓濾機(jī)進(jìn)行磷礦浮選尾礦的脫水，能把含水率30%的尾礦脫水至12%以下，脫水尾礦采用干堆。

3 HD-120m2帶式真空過(guò)濾機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新

鑒于環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)格要求，磷石膏的綜合利用將達(dá)到100%，除了采用非熱力學(xué)脫水外，還可以采用二水—半水等化學(xué)轉(zhuǎn)晶法工藝，降低磷石膏中磷

和氟的含量。

貴州金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司采用二水—半水化學(xué)轉(zhuǎn)晶法磷酸生產(chǎn)工藝，選用了江蘇新宏大的HD-120m2大型帶式過(guò)濾機(jī)。該過(guò)濾機(jī)采用滑道支撐技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的托輥支撐，環(huán)形膠帶在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)波浪起伏現(xiàn)象，磷石膏不易開裂，主要技術(shù)指標(biāo)如下：①系統(tǒng)真空度達(dá)-48kPa。同行業(yè)機(jī)的真空度只有-35kPa；②磷石膏含水率低至0.09%～0.27%。同行業(yè)機(jī)含水率高達(dá)0.85%～1.63%；③磷石膏洗滌率高達(dá)99.2%；同行業(yè)機(jī)磷石膏洗滌率只有93%。

4 高效濃密機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新

江蘇新宏大研發(fā)的高效濃密機(jī)，用于磷酸脫硫酸濃密機(jī)、濃磷酸濃密機(jī)、氫鈣濃密機(jī)、磷礦漿濃密機(jī)等。其技術(shù)創(chuàng)新主要有以下幾點(diǎn)：①在線檢測(cè)運(yùn)行扭矩，耙機(jī)提升時(shí)主驅(qū)繼續(xù)正常運(yùn)行，而同行業(yè)的技術(shù)是主驅(qū)停機(jī)后才能提升耙機(jī)；②設(shè)置底流剪切回路，有效防止底流收集斗堵塞；③設(shè)置進(jìn)料稀釋設(shè)備，有效提高絮凝劑絮凝效果。

高效濃密機(jī)的主要業(yè)績(jī)有：①貴州開磷集團(tuán)礦肥有限公司φ25m×4.7m礦漿濃密機(jī)，進(jìn)料含固量40%，底流含固量70%；②云南三環(huán)化工有限公司φ25m×8m礦漿濃密機(jī)，進(jìn)料含固量25%，底流含固量67%；③貴州甕福集團(tuán)有限公司φ30m×4.4m礦漿濃密機(jī)，進(jìn)料含固量30%，底流含固量65%。

濃密機(jī)上清水返回磨機(jī)循環(huán)使用，經(jīng)過(guò)提高礦漿濃密機(jī)底流含固率，給磷酸裝置水平衡創(chuàng)造了條件。

5 磷酸裝置用大型特長(zhǎng)攪拌器的技術(shù)創(chuàng)新

江蘇新宏大開發(fā)的變截面、變傾角大型磷酸裝置攪拌設(shè)備，為該項(xiàng)目的國(guó)產(chǎn)化開創(chuàng)了先河。目前，國(guó)內(nèi)絕大部分裝置都使用了該產(chǎn)品，使大功率、重載、特長(zhǎng)懸臂攪拌裝置在國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品中再創(chuàng)新高。

在材料方面，除了有316L、317L、904L管板材料外，還成功開發(fā)了十多種新型材料，比如HD-5不銹鋼，屬于高鉻、鎳不銹鋼，又加入較高的其他元素，具有良好的耐硫酸、鹽酸及硝酸+鹽酸、濃硫酸+鹽酸的腐蝕性能，具有較高的強(qiáng)度和塑性，適合用于硫基氮磷鉀反應(yīng)中的攪拌槳。

安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)都是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的基本國(guó)策，能保護(hù)勞動(dòng)者的安全、健康和國(guó)家財(cái)產(chǎn)，是促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的基本保證，也是保證社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展、進(jìn)一步實(shí)行改革開放的基本條件。因此，必須強(qiáng)化生產(chǎn)的環(huán)保、安全、生態(tài)和綠色發(fā)展的責(zé)任意識(shí)。江蘇新宏大集團(tuán)有限公司堅(jiān)持“進(jìn)步源自創(chuàng)新”的理念，將繼續(xù)把理論與生產(chǎn)實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，提高設(shè)備運(yùn)行率，把安全和環(huán)保的創(chuàng)新當(dāng)作首要任務(wù)來(lái)抓，努力降低企業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)和技術(shù)改造上的投資，降低生產(chǎn)管理成本，提高磷回收率，使磷化工企業(yè)早日實(shí)現(xiàn)磷石膏利用率100%，把磷石膏變廢為寶，做到污水零排放，提高磷化工行業(yè)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的能力。