沉降分離工藝在工業(yè)級磷酸一銨裝置上的應(yīng)用

楊林臺，馬克猛，婁方亮

（1.云南云天化云峰化工有限公司，云南 宣威 655426；2.云南云天化股份有限公司 戰(zhàn)略發(fā)展部，云南 昆明 650228）

0 引言

工業(yè)級磷酸一銨（MAP）具有全水溶性，既可以直接作為水溶肥施用，又可用作滴灌肥、噴施肥、聚磷酸銨的生產(chǎn)原料；在工業(yè)上可作為ABC干粉滅火劑的原料，還可作阻燃劑，具有低毒、低煙等環(huán)保優(yōu)勢，正成為世界阻燃劑的重要品種。目前，我國工業(yè)級磷酸一銨生產(chǎn)主要采用熱法磷酸氨中和法、濕法磷酸氨中和法［1］。熱法磷酸成本遠(yuǎn)高于濕法磷酸，隨著濕法磷酸凈化工藝的進(jìn)步，采用濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級磷酸一銨工藝得到了快速發(fā)展。

1 濕法磷酸氨中和法生產(chǎn)工業(yè)級磷酸一銨工藝流程

圖1 濕法磷酸氨中和法生產(chǎn)工業(yè)級磷酸一銨工藝流程

濕法磷酸氨中和法生產(chǎn)工業(yè)級磷酸一銨工藝流程如圖1所示。該工藝采用磷礦漿和碳酸鋇脫硫、通氨中和凈化、料漿壓濾分離、濾液濃縮結(jié)晶、離心分離、干燥等工序，得到w（總養(yǎng)分）73%的工業(yè)級磷酸一銨產(chǎn)品。磷酸在通氨凈化過程中，鈣、鐵、鋁、鎂、氟等雜質(zhì)均生成非水溶性的化合物沉淀，與磷酸一銨溶液形成w（固）約13%的混合物，為了盡量減少進(jìn)入濃縮結(jié)晶工序的雜質(zhì)，料漿分離采用兩級壓濾，先將中和料漿粗濾，得到w（固）約3%的粗濾液，將粗濾液再次壓濾，得到w（固）小于1%的精濾液。兩級壓濾工藝雖然能得到較純凈的精濾液，但壓濾效率低，濾布消耗和人工成本較高，因此，需要對壓濾分離工序進(jìn)行優(yōu)化改造。

2 中和料漿沉降實(shí)驗(yàn)

在不同時間點(diǎn)用燒杯取中和料漿500 mL，于60℃恒溫水浴中觀察自然沉降情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。從表1可以看出，中和料漿具有較好的自然沉降性能，固形物0.5 h即可基本沉降，1.0 h后清液層體積基本不再變化。

表1 中和料漿沉降情況

取清液層清液分析其成分，并與原來壓濾工藝產(chǎn)生的粗濾液、精濾液對比，結(jié)果見表2。從表2可以看出，自然沉降的清液層清液品質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于粗濾液，與精濾液相比也相差不大。因此，可以用沉降分離工藝代替粗濾工藝。

表2 清液層分析結(jié)果 %

3 改造內(nèi)容

將稀磷酸槽改造為料漿沉降槽（容積3 000 m3，帶槽耙）。新增料漿至沉降槽管線，將中和凈化槽中的料漿送入沉降槽中自然沉降，澄清液通過溢流口溢出（根據(jù)不同的液位打開不同高度的溢流口閥門），用清液泵送至粗濾液槽；新增排渣泵及管線，將沉降槽底部渣漿輸送至NPK裝置，作為生產(chǎn)NPK產(chǎn)品的原料。澄清液通過粗濾液泵送至壓濾機(jī)壓濾，得到精濾液。改造后分離工序工藝流程見圖2。

圖2 改造后分離工序工藝流程

注意事項(xiàng)：必須觀察溢流口出來的清液是否清澈，若變渾，則換開更高處的溢流口，確保進(jìn)入粗濾液槽的清液質(zhì)量。隨時觀察沉降槽槽耙電流，電流高時及時排渣，防止槽耙被渣抱死。排渣泵送完渣漿后，必須用蒸汽吹掃干凈，防止送渣管道被渣堵塞。

4 改造效果

改造后，取沉降槽中清液分析，結(jié)果見表3。從表3可以看出，沉降槽中清液w（固）<1%，雜質(zhì)含量與原來壓濾工藝產(chǎn)生的粗濾液相比有很大的降低，達(dá)到改造目的。

表3 沉降槽中清液分析結(jié)果 %

改造前后工業(yè)級MAP產(chǎn)品質(zhì)量對比如表4所示。從表4可以看出，改造后產(chǎn)品質(zhì)量無明顯變化。

表4 工業(yè)級MAP產(chǎn)品質(zhì)量對比 %

改造后，每噸產(chǎn)品壓濾機(jī)濾布消耗和維護(hù)費(fèi)用降低了14.5元，同時減少濾渣倒運(yùn)費(fèi)用1元/t，每年可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益120萬元。

5 總結(jié)

在工業(yè)級磷酸一銨裝置上利用沉降分離工藝代替壓濾工藝是可行的，得到的清液質(zhì)量優(yōu)于粗濾液，運(yùn)行成本和勞動強(qiáng)度降低，產(chǎn)生的渣漿用泵輸送至NPK裝置，減少了原流程用汽車倒渣的費(fèi)用，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。