工業(yè)MAP裝置用硅藻土的開發(fā)

李英翔，吳長(zhǎng)瑩，念吉紅

(云南云天化股份有限公司，云南 昆明 650228)

工業(yè)MAP是一種水溶肥，能迅速溶解在水中，可以用作水肥一體化工程。其養(yǎng)分利用率高，容易被作物吸收，可應(yīng)用于滴灌、噴灌，達(dá)到省肥、節(jié)水、省工和作物增收的效能。隨著水肥一體化的推進(jìn)，企業(yè)要要對(duì)新型肥料進(jìn)行研發(fā)，使用硅藻土[1]作助濾劑，改善產(chǎn)品晶型狀態(tài)，提高外觀質(zhì)量。

1 硅藻土的性質(zhì)

硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)巖石，它由硅藻的遺骸構(gòu)成。我國(guó)硅藻土儲(chǔ)量主要集中在華東及北方地區(qū)，儲(chǔ)量較多的有吉林?；瘜W(xué)組成以SiO2為主，礦物組成為蛋白石和變種，含有少量的Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO等和有機(jī)質(zhì)。硅藻土的顏色有淺灰色和淺黃色，多孔且輕，質(zhì)軟。工業(yè)上用作過濾材料、催化劑載體，水玻璃原料、填料、保溫材料、研磨材料、硅藻土助濾劑及脫色劑等。

2 硅藻土作助濾劑的原理

硅藻土作助濾劑[2]是通過固液分離實(shí)現(xiàn)的，有三方面作用，將懸浮的固體雜質(zhì)粒子從液體中截留在介質(zhì)的表面和溝道當(dāng)中達(dá)到固液分離。

2.1硅藻土吸附作用

硅藻土[3]吸附作用是動(dòng)電吸引作用，取決于硅藻土本身和固體粒子的表面性質(zhì)。硅藻土的點(diǎn)位為負(fù)，能吸附正電荷。那些比硅藻土內(nèi)部孔隙還小的懸浮粒子，碰撞到多孔硅藻土的內(nèi)部表面上時(shí)，會(huì)被電荷所吸引。

粒子間的相互吸引組成鏈團(tuán)從而粘附在硅藻土上，這些現(xiàn)象屬于吸附作用。固體微粒被截留，是由于分子間力(也叫做范德華吸引力)的作用。

2.2 篩分作用

硅藻土的篩分[4]作用，是一種硅藻土表面過濾作用，過濾濾液經(jīng)過硅藻土?xí)r，雜質(zhì)粒子的粒徑大于硅藻土的孔隙，雜質(zhì)粒子就不能通過會(huì)被截留下來，達(dá)到篩分作用。

2.3 阻留作用

阻留作用屬于機(jī)械作用，當(dāng)部分穿過濾餅的表面比較小的過濾濾液雜質(zhì)粒子，這種微粒子小于硅藻土的微孔，當(dāng)微粒子撞到通道的壁上時(shí)，受到的慣性力與阻力的作用，會(huì)被截留下來，這就是阻留作用。

3 工業(yè)生產(chǎn)開發(fā)

3.1 工藝流程

中和液經(jīng)壓濾機(jī)除去在中和過程中形成的各種雜質(zhì)的沉淀物得到濾渣和MAP清液；濾渣送到磷肥系統(tǒng)其他裝置利用，MAP清液送到沉清槽進(jìn)一步沉清；沉清后的清液送到清液地槽，通過清液地槽送入濃縮系統(tǒng)，經(jīng)過兩級(jí)濃縮得到MAP濃縮液；當(dāng)MAP濃縮液達(dá)到一定比重時(shí)，濃縮液被送到冷卻結(jié)晶槽，MAP濃縮液在結(jié)晶槽中冷卻降溫。

在冷卻降溫的過程中不斷使?jié)饪s液達(dá)到過飽和而結(jié)晶出MAP晶體；當(dāng)液位降到一定范圍時(shí)，進(jìn)行離心脫水操作，使MAP結(jié)晶物與母液分離，通過離心脫水得到的MAP結(jié)晶物進(jìn)入沸騰流化床干燥和冷卻，最終生產(chǎn)出合格的工業(yè)MAP產(chǎn)品；母液回到中和系統(tǒng)，當(dāng)母液中硫酸根含量達(dá)到一定含量時(shí)，加入碳酸鋇，母液回到中和系統(tǒng)利用。

3.2 開發(fā)

用硅藻土配制懸浮液，均勻涂于壓濾機(jī)的濾布表面。預(yù)計(jì)試驗(yàn)過程中卸渣一次，用同樣方式涂濾布兩次。硅藻土的使用適當(dāng)。

3.2.1 硅藻土配制懸浮液

提前兩天降低濃縮工序后生產(chǎn)負(fù)荷，攢存兩沉降槽濾液，騰空一個(gè)沉降槽，共三個(gè)沉降槽，待裝用硅藻土作助濾劑過濾的濾液。

用空中和反應(yīng)槽料漿，加水約半槽，用蒸汽加熱，當(dāng)溫度升至70 ℃～90 ℃時(shí)，加硅藻土配制懸浮液。把用硅藻土配制好的懸浮液送壓濾機(jī)過濾，涂布濾布，濾液回中和槽，循環(huán)至硅藻土全部涂布到濾布上后，放空中和槽。

3.2.2 生產(chǎn)控制

正式生產(chǎn)壓濾過程中，視情況，卸一次渣，以同樣方式重新涂布一次濾布。用P106C泵從沉降槽把濾液打入中和槽，用蒸汽加溫至70 ℃～90 ℃，送壓濾機(jī)進(jìn)一步過濾，濾液送空的沉降槽單獨(dú)存放。

用空V106地槽，降低Ⅰ效、Ⅱ效蒸發(fā)器液位至不能送出濃縮液后，加入用硅藻土作助濾劑過濾的濾液進(jìn)行濃縮，其它工序按日常程序組織生產(chǎn)。

生產(chǎn)過程中從結(jié)晶槽取樣觀察結(jié)晶狀況，并分析濾液、母液、濃縮液雜質(zhì)含量，查找影響結(jié)晶狀況因素，調(diào)整硅藻土使用量。

預(yù)存的兩槽濾液用完后，按此方式進(jìn)行生產(chǎn)。

4 總結(jié)

加入用硅藻土作助濾劑[5]過濾的濾液進(jìn)行濃縮結(jié)晶后，產(chǎn)品晶型狀態(tài)明顯改變，外觀質(zhì)量顯著提高，達(dá)到開發(fā)目的。云南云天化股份有限公司云峰分公司1萬t/a工業(yè)MAP裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品主要為高純度的結(jié)晶狀MAP。

磷酸一銨(NH4H2PO4)是磷系阻燃劑及干粉滅火器的主要原料。用于木材、紙張、織物作防火劑。目前，有的滅火器對(duì)臭氧層具有破壞作用，而磷酸一銨干粉滅火器是其最好的替代產(chǎn)品，它對(duì)人畜無害、不污染環(huán)境，用作森林滅火還可培養(yǎng)肥力，加快滅火后植物的生長(zhǎng)，因而被稱為“綠色滅火劑”。另外，也用作防火涂料添加劑、印刷制版等，在食品工業(yè)中用作發(fā)酵劑、營(yíng)養(yǎng)劑等；磷酸一銨還用于滴灌施肥，節(jié)水省肥，節(jié)約生產(chǎn)成本。