采用低品位磷礦生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)磷酸

念吉紅

(云南云天化股份有限公司 云峰分公司，云南 宣威 655413)

云天化股份有限公司云峰分公司磷酸廠(以下簡(jiǎn)稱“云峰分公司”)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為28萬(wàn)t/a，通過(guò)不斷技改，生產(chǎn)能力達(dá)到了30萬(wàn)t/a。采用濕法二水物流程[1]，濕法磨礦、多格方槽、低位閃蒸冷卻、轉(zhuǎn)臺(tái)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾干法(或濕法)排渣、強(qiáng)制循環(huán)真空蒸發(fā)濃縮生產(chǎn)工藝。

1 現(xiàn)狀

磷礦的不斷貧化，每個(gè)礦山的磷礦中雜質(zhì)含量相差大，給生產(chǎn)調(diào)節(jié)控制帶來(lái)困難，稀酸濃度較低，過(guò)濾效果差，過(guò)濾洗滌率下降，系統(tǒng)結(jié)垢堵塞嚴(yán)重，運(yùn)行周期短。磷礦中的雜質(zhì)含量上升，增加了濃磷酸中的含固量、淤渣量，磷酸粘度上升。磷酸中的渣長(zhǎng)時(shí)間沉降不下來(lái)，影響磷復(fù)肥產(chǎn)品質(zhì)量[2]。為此，云峰分公司要研究低品位的磷礦的生產(chǎn)，采用低品位磷礦生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)磷酸，降低磷酸制造成本，滿足磷復(fù)肥[3]的生產(chǎn)需要。

2 低品位磷礦給生產(chǎn)帶來(lái)的問(wèn)題

2.1 稀酸濃度降低過(guò)濾效果變差

磷礦品位的降低和雜質(zhì)含量上升，萃取槽泡沫增加，使得反應(yīng)料漿粘度增大，萃取負(fù)荷下降，硫酸和磷礦漿反應(yīng)生成的料漿，送到過(guò)濾機(jī)中，過(guò)濾和洗滌效果變差。石膏中水溶磷明顯上升，為了保證良好的過(guò)濾和洗滌效果，要降低稀酸濃度，從而增加蒸汽消耗。尾洗系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行，運(yùn)行周期明顯下降。

2.2 結(jié)垢堵塞較嚴(yán)重運(yùn)行周期變短

由于礦中氧化鈉及氧化鉀含量高，過(guò)濾及濃縮工序結(jié)構(gòu)堵塞比較嚴(yán)重, 運(yùn)行周期短。過(guò)濾工序結(jié)垢比較嚴(yán)重的部位主要是產(chǎn)品酸泵及管線、氣相管線及氣液管線分離器回液管也容易發(fā)生結(jié)垢堵塞，運(yùn)行6 d左右產(chǎn)品酸泵出口管內(nèi)垢物厚度達(dá)到

16 mm～27 mm，經(jīng)過(guò)分析垢物主要成分是氟硅酸鈉和氟硅酸鉀。濃縮工序結(jié)垢堵塞比較嚴(yán)重的部位是換熱器石墨列管及蒸發(fā)氣相管、濃縮霧沫分離器及回液管，每次停車清洗，換熱器列管堵塞數(shù)量約為24根～53根，需要用高壓清洗機(jī)進(jìn)行處理。

濃縮工序結(jié)垢堵塞比較嚴(yán)重，濃磷酸的產(chǎn)量和質(zhì)量不斷下降，濃酸比重不斷提高，濃縮裝置運(yùn)行周期大幅度縮短，濃磷酸產(chǎn)量下降。

2.3 沉降困難

濃磷酸沉降困難，含固量增加，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的18-46-0磷酸二銨時(shí)，如果使用含鐵、鋁、鎂等雜質(zhì)含量比較高的磷酸，由于酸的第一個(gè)氫離子有一部分已被雜質(zhì)中和，通氨量相應(yīng)降低，如果再加上含固量過(guò)高，則往往不能制得符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，所以，必須把磷酸中含固量控制在1.5%以下，才能制得標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的18-46-0磷酸二銨產(chǎn)品。

3 解決措施

3.1 提高過(guò)濾效果的措施

對(duì)于提高過(guò)濾效果，云峰分公司采取以下技改措施。磨礦工序分級(jí)濃密投產(chǎn)，確保磷礦漿粒度達(dá)到要求，磷礦漿均化，從而降低不溶磷損失，提高磷回收率。

以過(guò)濾工序的過(guò)濾和洗滌效果為核心，優(yōu)化工藝控制指標(biāo)和操作條件，保證石膏結(jié)晶質(zhì)量和良好的過(guò)濾效果。各個(gè)礦山、礦種的礦按要求配礦，均化礦漿，提高磨機(jī)運(yùn)行率，礦漿槽保持高液位來(lái)穩(wěn)定礦漿品質(zhì)，視過(guò)濾效果適時(shí)調(diào)整礦漿的固含量。

反應(yīng)料漿液相SO322 g/L～37 g/L；視過(guò)濾效果好壞進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，確保過(guò)濾效果。

為了提高過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力，保持較高的洗滌效果。具體改造辦法為：二洗水改用濾布沖洗水，三洗水改用水質(zhì)較好的循環(huán)水，二洗水液和三洗液合并后作為一洗水使用。同時(shí)提高二、三洗水溫度到71 ℃。

提高濾布的沖洗及再生效果，同時(shí)考濾渣場(chǎng)水的正確使用，對(duì)濾布洗水的供給來(lái)源進(jìn)行改造。渣場(chǎng)水從冷卻器的熱水槽加入，充分回收熱量后送至濾布洗滌槽，同時(shí)在濾布洗滌槽內(nèi)補(bǔ)充一部分水質(zhì)相對(duì)較好的循環(huán)水。增加一組濾布洗水噴頭，改大濾布洗滌泵的流量。

對(duì)過(guò)濾工序絮凝劑添加裝置進(jìn)行改造，增加一套自動(dòng)加藥裝置，穩(wěn)定了絮凝劑溶液的濃度，保證過(guò)濾工序絮凝劑加入量，改善反應(yīng)料漿的過(guò)濾性能，穩(wěn)定過(guò)濾工序操作。

3.2 解決結(jié)垢的措施

對(duì)于結(jié)垢，云峰分公司采取以下技改措施。

結(jié)垢比較嚴(yán)重的產(chǎn)品酸泵、返酸泵及管線，采用雙泵雙管線，配置一個(gè)專用清洗槽，正常開(kāi)車時(shí)可對(duì)其一臺(tái)泵及管線進(jìn)行清洗，而另外一臺(tái)泵投入運(yùn)行。過(guò)濾系統(tǒng)做到7 d～9 d清洗一次，每次約12 h。

正常運(yùn)行時(shí)，若濾布出現(xiàn)結(jié)垢堵塞，從濾布洗滌槽內(nèi)加入一定量的稀酸，保證濾布清洗及再生效果。

2018-07-01～09-30進(jìn)行阻垢劑試用，之后繼續(xù)進(jìn)行阻垢劑試用工作，力求找到一種比較合適的阻垢劑。

做好過(guò)濾工序的計(jì)劃清理工作，清洗前對(duì)結(jié)垢比較嚴(yán)重的部位進(jìn)行清理，2個(gè)月左右對(duì)容易結(jié)構(gòu)的氣相管線徹底清理一次，保證設(shè)備管道暢通。

對(duì)濃縮霧沫分離器及回液管進(jìn)行改造，保證濃縮正常運(yùn)行。濃縮蒸發(fā)器、霧沫分離器回液管上增設(shè)一個(gè)液固分離罐，分離的濃磷酸液用濃磷酸泵間歇回收。濃縮停車清洗時(shí)，濃縮蒸發(fā)器、霧沫分離器及回液管內(nèi)裝滿清洗液，實(shí)現(xiàn)正常循環(huán)清洗，確保清洗效果。

3.3 濃磷酸沉降技術(shù)

濃酸從濃縮系統(tǒng)取出時(shí)溫度在85 ℃左右，在1#濃酸儲(chǔ)槽澄清25 h左右，溫度降到71 ℃左右，通過(guò)初步沉降后固含量在2.5%左右。再用泵將1#濃酸儲(chǔ)槽的澄清酸從溢流口倒入2#濃酸儲(chǔ)槽，在2#濃酸儲(chǔ)槽澄清13 h后溫度降到63 ℃，濃酸固含量在1.0%以下供下游生產(chǎn)產(chǎn)品使用。濃酸從1#濃酸儲(chǔ)槽轉(zhuǎn)移到2#濃酸儲(chǔ)槽過(guò)程中2#濃酸儲(chǔ)槽酸不供應(yīng)下游裝置，主要通過(guò)生產(chǎn)部協(xié)調(diào)，一般是在轉(zhuǎn)移酸7 h內(nèi)不給下游裝置送酸。

濃酸儲(chǔ)槽定期從底部排於渣，於渣送入渣酸槽供MAP裝置使用。

原來(lái)從濃縮系統(tǒng)溢流口出來(lái)濃酸通過(guò)濃酸高位槽就直接進(jìn)入濃酸槽，這種進(jìn)酸方式存在一定弊端，即在濃酸沉降時(shí)固體顆粒要通過(guò)上層清酸層才能沉降到底部，不利于保證上層清液的含固量。為此，分公司決定改變濃酸入槽方式，將濃酸通過(guò)長(zhǎng)13 m，DN200管徑的不銹鋼直接靠濃酸槽槽壁引到距底部1.5 m處，濃縮出來(lái)的濃酸直接進(jìn)入酸槽底部，這樣濃酸就在靠底部范圍內(nèi)沉降。通過(guò)改進(jìn)后，濃酸沉降過(guò)程中不會(huì)影響到上層清液，充分保證了上層清夜的酸質(zhì)。

4 小結(jié)

云峰分公司通過(guò)對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，在磷礦[4]不斷貧化的條件下，提高了生產(chǎn)能力，運(yùn)行周期明顯上升，提高了濃磷酸的質(zhì)量，為下游產(chǎn)品生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件， 云峰分公司結(jié)合宣威區(qū)域周邊低品位磷礦資源情況，在不同品質(zhì)磷礦組合滿足磷復(fù)肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需求前提下，優(yōu)化組合利用高低品位磷礦，降低了磷酸制造成本，滿足了生產(chǎn)需要。