磷酸工艺——精选推荐

磷酸⼯艺
磷酸⼯艺知识讲解
第⼀讲⼆⽔湿法磷酸⼯艺原理
⼀、湿法磷酸⽣产化学反应原理
1、反应⽅程式：
Ca5(PO4)3F + 5H2SO4+ 5n?H2O = 5CaSO4?nH2O + 3H3PO4+ HF↑
磷矿⽯硫酸磷⽯膏(副产品) 磷酸(产品) 尾⽓
其中，未定变量n有三种值，分别为0、1/2、2，则对应的副产品也分为三种，分别为⽆⽔物、
半⽔物与⼆⽔物。

同时对应的⽣产⽅法也分别叫：⽆⽔法、半⽔法与⼆⽔法。

在实际的国内乃⾄国
际⼯业⽣产中，⼆⽔法磷酸的⽣产⼯艺占80%以上。

2、⼆⽔法磷酸⼯艺原理：当n=2时，1中的⽅程式为：
Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4?2H2O + 3H3PO4+ HF↑
3、硫酸分解中磷矿分两步完成
①磷矿⾸先被磷酸分解：
Ca5(PO4)3F+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF
② Ca(H2PO4)2与硫酸反应⽣成磷酸：
5Ca(H2PO4)2 + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4?2H2O + 10 H3PO4
由上可知，磷矿在反应槽中⾸先与槽内的磷酸反应，所以⼯艺上应将硫酸加⼊点放在磷矿加⼊
点的后⾯位置。

4、什么叫⼆⽔湿法磷酸⼯艺？
磷酸的⼯业⽣产⽅法分为热法⽣产与湿法⽣产两类。

从⼴义上讲，凡是⽤酸分解磷矿制成的磷酸，称为湿法磷酸，通常⽤硫酸分解磷矿，所以上述⽤硫酸分解磷矿，且副产品是⼆⽔物的磷酸⽣产⼯
艺称为⼆⽔湿法磷酸⼯艺。

5、⼆⽔法⼯艺技术主要特点：（与半⽔法或其它⽅法相⽐较）
①流程简单、操作稳妥可靠；
②装置建⼚数量最多，且单系列⽣产规模最⼤，居各种⼯艺之⾸；
③对磷矿适应性强，特别对我国磷矿品位低，杂质含量⾼的情况尤为适⽤；
④在较低的酸温和较低的酸浓度下操作，使得衬胶设备和不锈钢设备使⽤寿命延长；
⑤⼆⽔⽯膏过滤不受过滤机类型限制，转台式、翻盘式及带式均可使⽤；
⑥⼯业化磷酸装置P2O5收率⼀般在94%——96%之间。

⼆、湿法磷酸⽣产的原料
湿法磷酸⽣产的主要原料是磷矿与硫酸。

两种原料所占费⽤约为⽣产成本的80%——90%。

（⼀）硫酸。

常⽤的硫酸浓度为93%——98%，我⼚采⽤98%硫酸。

在⽣产中，硫酸浓度应考虑两
种因素：⽔的平衡与反应温度。

附：磷酸⽣产中，影响⽔平衡的因素有：①磷矿P2O5含量；②成品磷酸浓度；③加⼊硫酸浓度；
④系统总的蒸发⽔；⑤磷⽯膏滤渣的游离⽔。

（⼆）磷矿：影响磷矿质量的因素：
1、品位，即P2O5含量。

品位越⾼，越利于⽣产。

实际上⼀般要求≥28%。

2、CaO含量（常⽤CaO/ P2O5表⽰）。

CaO/ P2O5是决定硫酸单耗的主要因素。

⼀份CaO要消耗
1.75份硫酸。

CaO/ P2O5理论⽐值为1.31，超过该值则需要消耗额外的硫酸。

⼀般要求CaO/
P2O5≤1.45～1.55。

3、MgO含量。

MgO存在，①反应过程中使料浆粘度增⼤；②反应中中和部分H+，多消耗硫酸；
③使成品肥吸湿性增⼤，⼀般要求MgO/ P2O5≤0.05～0.1
4、倍半氧化物（／P2O5）含量。

磷矿中的铁、铝、统称倍半氧化物，常⽤R2O3
表⽰。

其对⽣产的影响：①⼲扰CaSO4结晶成长，但少量合适Al2O3/ P2O5⽐对结晶成长有利；
②⽣成相应磷酸盐沉淀，与磷⽯膏⼀起排出，造成P2O5损失；③⽣成淤渣给储存运输带来困
难；④堵塞滤布和滤饼孔隙使过滤困难，⼀般要求R2O3/ P2O5≤0.1
5、SiO2含量。

①反应时⽣成的HF⾸先与SiO2作⽤⽣成氟硅酸，降低HF的强腐蚀性，有利于⽣
产；②过多的硅与磷⽯膏⼀起析出，增加过滤的负荷。

6、分散性泥质的含量。

不参加反应，随磷矿⽯⼀起沉淀，过滤时易堵塞滤布，降低过滤速度。

粒
径40µm下泥质危害最⼤，含量达4%——5%时过滤困难。

7、有机物含量。

①⽣成泡沫，使反应、料浆输送、过滤困难；②形成细⼩碳粒易堵滤布。

（附：2～7为杂质含量，其中3、4为有害杂质。

磷矿中允许的杂质含量与P2O5含量有关，P2O5⾼的磷矿，相对可允许有较多的杂质，因此规定杂质含量⽤相对含量）。

三、结晶
⽣产中要求获得粗⼤、整齐、均匀的硫酸钙结晶。

（⽬的）反应中，Ca2+与SO42—碰撞⽣成结晶，结晶的主要动⼒依靠系统中SO42—过量，形成过饱和状态。

在恒定过饱和且过饱和⼜不⼤的等温结晶过程可以得到⽐较理想的结晶。

1、影响结晶的因素：
①液相SO3浓度；②反应槽中磷酸的浓度；③反应温度；④料浆中的固相含量（常⽤液固⽐表⽰）；⑤矿浆细度达到特定范围，太细，反应太快，形成⼤量⼩晶体，太粗，易造成包裹，都不利于结晶；⑥矿⽯中杂质的影响：a.铝有利于结晶，b.镁增⼤粘度，不利于结晶，c.SiO2可改变结晶习性，d.有机物，易⽣成泡沫，抵消搅拌效果，不利于结晶。

(纯的⽯膏结晶为单晶系，相对密度为2.32。

典型的晶体呈斜⽅形，其长度与宽度之⽐为2～3 ：1)。

2、⼆⽔湿法流程的P2O5损失五种原因：①洗涤不完全；②未被分解的磷矿；③磷酸盐沉淀；
④机械损失；⑤⽯膏晶间P2O5损失。

3、⽣产中⽤严格控制反应温度，加矿、加酸速度，加强搅拌并加⼤回浆的连续操作⽅式来有效控
制溶液的过饱和度，使⼆⽔物的结晶尽可能在初始过饱和度不⼤且过饱和度和温度都⽐较稳定的条件下进⾏，以便获得粗⼤、整齐、均匀的⼆⽔硫酸钙结晶。

四、⼯艺计算：
1、萃取率：表⽰磷矿分解程度的百分数，即反应中已分解的P2O5与磷矿中的P2O5⽐值，
公式表⽰：（1 －磷矿未分解的P2O5/ 磷矿中的P2O5）×100%
常⽤下⾯公式计算﹙1－⽯膏值×磷⽯膏中不溶磷／矿浆含量〕×100﹪
2、洗涤率：已被洗涤回收的P2O5与磷矿中的P2O5的⽐值，表⽰过滤系统的洗涤程度
常⽤下⾯公式计算﹙ 1－⽯膏值×磷⽯膏中⽔溶磷／矿浆含量〕×100﹪
3、过滤强度：表⽰单位时间，单位过滤⾯积上过滤的 P 2O 5量或磷⽯膏量。

4、⽯膏值：指单位质量的磷矿被硫酸分解后得到磷⽯膏的质量
常⽤下⾯公式计算 CaO ﹪×172.1／56 ＋酸不溶物﹪
第⼆讲⼆⽔湿法磷酸的⼯艺流程
⼀、⼯艺流程⽅框图（简述）
反吹孔
2、萃取槽（单浆圆槽2个）
每⼀个槽体的尺⼨为：Φ8.6m×6.9m
总容积： 3.14×4.32 × 10＝580 m 3
轴流泵：流量2800 m 3/h ，扬程：3m ，功率：90kw 。

萃取槽作⽤：硫酸分解磷矿的反应与结晶的容器。

轴流泵作⽤：将料浆打⼊闪蒸室使料浆循环。

3、过滤机总⾯积55 m 2，有效过滤⾯积45 m 2。

作⽤：将萃取料浆实现液固分离
附：洋丰磷铵⼚过滤机⾯积为48m 2，S-NPK 磷酸为80 m 2 4、沉清池本⼚共2个沉清池，每个沉清池总容积100 m 3。

作⽤：将磷酸中夹带的磷⽯膏在重⼒作⽤下沉降下来，减少磷酸的含固量，使磷酸变清澈。

5、真空泵（共三台）
①过滤⼤真空泵（⽔环式）：功率132kw ，作⽤：使过滤系统呈负压，强制过滤；②反吹真空泵（⽔环式）：功率55kw ，作⽤：吸⼲滤盘带⽔与吹掉滤盘中滤渣；③降温真空泵（⽔环式）：功率37kw ，作⽤：使闪蒸室内呈负压，降料浆温度。

三、⼏个局部部分⼯艺流程
1、原料⼯段：本⼚原料⼯段第⼀⼆级为颚式破碎机，第三级为反击式破碎机，流程图如下：
初滤
三洗区
反吹孔
吸⼲孔
2、萃取⼯段：
（1）萃取槽部分：
湍球塔
矿浆
萃取槽I
配表⾯冷却器
溢流
萃取槽II
配表⾯冷却器
⽂丘⾥洗涤塔
风机⾄烟囱排空
闪蒸冷却
料浆去过滤机
硫酸
淡磷酸来⾃过虑系统
⽂字叙述：浓H 2SO 4与磷酸矿浆经计量加⼊反应槽，反应槽为两个单桨圆形槽。

浓H 2SO 4与回磷酸加⼊第⼀反应槽的1～2区。

磷矿浆加⼊反应槽1区，反应槽料浆在轴流泵和搅拌浆的作⽤下同向流动，部分料浆进⼊缓冲槽，由轴流泵经闪蒸冷却器移⾛反应热后返回反应槽。

随后部分成熟的料浆溢流到第⼆反应槽，⼤量的料浆返回第1区，由料浆中的稀磷酸分解磷矿。

（2）料浆的真空冷却系统： a.流程图：
初滤
成品吸⼲区
⼀洗区
⼆洗区
三洗区
反吹孔
吸⼲孔
b.⽂字概述：
萃取槽的热料浆经轴流泵打到闪蒸室中，在⼀定的真空度下，料浆成为加热状态⽽闪急蒸发出⽔分，使料浆⾃⾝温度降低到沸点，冷却后的料浆依靠重⼒流⼊萃取槽。

由闪蒸室排出的蒸汽从下向上进⼊冷凝器，同时循环冷⽔从上向下进⼊冷凝器，被冷凝器内部的⼏层筛板分成⽆数⽔珠。

热的蒸汽与冷凝⽔充分换热，⼤部分蒸汽被冷凝下来，少数不凝⽓体由真空泵抽出排空。

c.低位真空冷却：“低位”是相对⽽⾔，指闪蒸室安装在较低的标⾼上，其液封液柱较短。

它能节约安装费⽤，降低轴流泵功率消耗。

闪蒸室作⽤：将热料浆置于⼀定真空下，形成过热沸腾，⽽闪急蒸发⽔分，使料浆温度降低到该
压⼒下的沸点。

d.真空冷却的优点：
①冷却效果好，反应槽温度容易控制；②冷却尾⽓废热可被部分回收利⽤；
③将料浆中逸出的有害⽓体，在冷凝器中⽤⽔洗涤，进⼊热⽔中返回⼯艺系统。

预先除去部分
有害⽓体，减轻萃取尾⽓处理系统压⼒。

（3）尾⽓处理系统：
初滤
成品吸⼲区⼀洗区
⼆洗区三洗区
反吹孔
吸⼲孔
⽂字叙述：在尾⽓风机动⼒作⽤下，萃取槽产⽣的尾⽓流向顶部的⽓管，进⼊⽂丘⾥洗涤塔内，
作第⼀级洗涤，然后进⼊湍球塔，作第⼆级洗涤，最后经尾⽓风机送⼊烟囱排空。

⾃湍球塔来的洗涤⽔经⽂丘⾥喉颈处喷⼊，除去尾⽓中⼤部分含氟⽓体与热量。

产⽣的含氟热
⽔部分打⾄过滤机作洗⽔，部分⽤不完的溢流⼊循环热⽔池。

⽤洗涤泵将循环池内冷⽔打⼊湍球塔作第⼆级洗涤，湍球塔流出的热⽔流⼊循环热⽔池。

3、过滤系统
（1）过滤机⽰意图（平⾯）：我⼚采⽤翻盘式过滤机：
初滤
成品吸
⼲区
⼀洗区
⼆洗区
三洗区
反吹孔
吸⼲孔
初滤
成品吸⼲区
⼀洗区
⼆洗区
三洗区
反吹孔
吸⼲孔
过滤机各区⽰意图（平⾯）下错⽓盘⽰意图
过滤机运⾏⼀周依次完成布料浆，初滤、成品区吸⼲，⼀洗，⼆洗、三洗、翻盘吹渣、冲盘、吸⼲、复位等过程。

（2）过滤系统流程：
絮凝剂
料浆来⾃萃取⼯段
⼀洗
磷⽯膏渣去渣场
⼆洗三洗
⼀洗槽
成品酸⽓液分离器淡酸⽓液分离器
（3）⽓液分离器真空系统⽰意图：
成品酸⽓液分离器滤液中间槽
淡酸⽓液分离器洗液中间槽
液封槽
⼤⽓冷凝器
不凝⽓排放
溢流⾄循环⽔池
滤液洗液⽔来⾃循环⽔池
真空泵
4、输酸岗位流程⽅框图：
滤液中间槽
成品酸泵
沉清池
缓冲罐
成品酸泵
磷酸贮罐
洗液中间槽淡酸池淡酸泵去萃取槽 I
第三讲⼆⽔法磷酸⽣产过程中的⼯艺条件
⼀、⼏个概念解释及原因分析
1、液固⽐的含义：指料浆中液相与固相的质量之⽐。

计算公式为：
S = r （2.32－R ）/ 2.32（R －r ）
其中，Ｒ为料密，r为酸密，2.32为磷⽯膏的相对密度。

2、钝化现象：硫酸分解磷矿过程中，当分解速度较快时，⽣成的硫酸钙结晶会在磷矿颗粒表⾯形成⼀层固态的不透性的薄膜并包裹在颗粒表⾯，使磷矿的继续分解受到阻⼒，减慢磷矿的分解速度甚⾄终⽌分解过程。

这种现象称为钝化现象。

钝化现象是硫酸分解磷矿的分解过程的特征，这是因为反应产物中有⼀个溶解度不⼤的磷酸钙固体所造成的。

湿法磷酸、过磷酸钙、重钙⽣产，在不正常条件下都可能发⽣钝化现象。

⼆⽔法磷酸因反应温度、磷酸浓度、剩余硫酸浓度都低，钝化现象不明显。

⒊、絮凝剂的作⽤：可以捕集、包裹料浆中的杂质，并将这些杂质聚集成絮凝物，不再堵塞滤饼的通道，起到加速过滤的作⽤。

絮凝剂不能从根本上改变磷⽯膏结晶情况, 其作⽤效果与结晶情况有关, 当结晶越差其作⽤效果越明显, 当结晶很好,有很好的过滤效果时﹙洗涤率达98.8﹪以上﹚其作⽤效果不明显。

4、晶间损失：反应槽溶液中的HPO42—与⽯膏晶格中的SO42—⼏何形状⾮常接近，⽽在⽣产中HPO42—取代了晶格中的SO42—，造成P2O5损失，称晶间损失。

晶间损失是⼆⽔物流程最主要的损失，占输⼊总P2O5的3—3.5％。

影响晶间损失产⽣的主要原因有：
①提⾼溶液中磷酸浓度，增⼤了HPO42—浓度，增⼤晶间取代
②提⾼反应温度，溶液的粘度降低，减少晶间取代
③液相SO3浓度，增⼤SO42—，降低磷酸的离解，降低HPO42—浓度，减少晶间取代。

其中
第⼀区的SO42—浓度的影响最⼤。

④降低料浆的液固⽐，增⼤固体含量，加速晶体成长，过饱和度降低，减少晶间取代
⑤增⼤反应物料的加料速率，缩⼩反应时间，过饱和度增⼤，增⼤晶间取代
⑥加⼤搅拌强度，可消除局部过浓，减少晶间取代
⑦某些外来离⼦和⾮电解质的存在，影响晶间取代。

Fe3+的存在将增⼤晶间取代
推论：凡是恶化结晶条件的因素（第7条因素除外），通常都伴随着加剧P2O5晶间取代
5、SO42—浓度对⽯膏结晶外形的影响：
①在最佳状态下获得的结晶为单晶的斜⽅六⾯体，长与宽⽐值为2～3 ：1。

这种结晶易于过滤、洗涤；
②较低的SO42—浓度易形成薄⽚状的晶体，这种晶体⾊泽洁⽩，折光率强，过滤困难；
③稍微增⼤的SO42—浓度时，可出现双晶体或⼏个柱状晶体按任意⽅向缔合在⼀起的缔合体，这种晶体有良好的过滤性；
④继续提⾼SO42—浓度，并超过最佳浓度时，会形成针状缔合体聚合结晶，过滤性能好，但P2O5转化率偏低；
⑤过⾼SO42—浓度，形成针状晶体，过滤时滤饼易开裂，过滤困难。

6、液相SO3浓度的含义：通常，液相SO3浓度是指反应槽中，硫酸分解磷矿后，剩余的游离硫酸在液相中的含量。

严格来说，液相SO3浓度是指液相中总的SO42—浓度，包括溶解的CaSO4、可溶性硫酸盐以及剩余的游离硫酸的总的SO42—含量。

因CaSO4溶解度很⼩，如果磷矿中MgO含量低时，则可溶性硫酸盐很微弱。

所以剩余H2SO4是SO42—主要组成。

7、影响过滤操作的因素：
①液固⽐。

固体含量⼤时，过滤能⼒下降，液固⽐过⾼，降低萃取槽⽣产能⼒；
②结晶质量。

粗⼤、整齐、均匀的⽯膏结晶易于过滤，细⼩结晶以及颗粒分布不恰当的，会导致
过滤困难；
③磷酸的粘度。

铁、铝、镁杂质存在，粘度⾼；
④洗⽔温度。

60～70℃洗⽔温度能降低粘度，易于过滤；
⑤料浆温度。

温度过低，粘度⼤，过⾼，则使滤布变质、结垢；
⑥添加絮凝剂的影响。

添加絮凝剂可提⾼过滤速率。

8、磷⽯膏中P2O5：
＊
＊包括：①未被分解的磷矿中的P2O5、②晶间P2O5、③磷酸盐沉淀P2O5、④游离磷酸。

⼜磷⽯膏中损失的P2O5包括①⽔溶性P2O5、②枸溶性P2O5、③枸不溶性P2O5三种。

通常②和
③在磷酸分析中合称不溶性P2O5。

其中未被分解的磷矿中的P2O5损失，正常⽣产中约占磷⽯膏中不溶性P2O5的10—15％，主要是由磷矿钝化造成的。

液相游离硫酸浓度为磷矿钝化的主要因素。

晶间P2O5包括晶格中与陷⼊晶体空⽳中的P2O5的总和。

约占磷⽯膏中不溶性P2O5的80—90％，半⽔物流程约占输⼊总
P2O5的3—4％，⼆⽔物流程约占输⼊总P2O5的2—2.5％测定⽅法：将磷⽯膏先⽤⽔充分洗涤后，再⽤PH＝3的盐酸溶液反复浸取⾄磷⽯膏全部溶解为⽌，从进⼊溶液的P2O5减去磷酸盐沉淀的P2O5，即为晶间P2O5。

（选择PH＝3的盐酸溶液浸取是因为确认未被分解的磷矿不可能在此稀酸中溶解）
＊9.为何浓缩磷酸时容易结垢⽽浓缩氨化料浆不容易结垢？
答：浓缩氨化料浆时，沉淀物质主要是Fe(NH4)2H2(PO4)2F,CaMgpO4F,MgHPO4, NH4H2PO4,
Fe2NH4OH(PO4)2?H2O, CaSO4?2H2O及⾮晶质SiO2等，其中⼤部分溶于酸，⽽且多数有NH+4 离⼦。

因NH+4 的电荷低，离⼦半径⼤，含该离⼦的分⼦结合⼒弱，易于溶解。

与此相反，浓缩磷酸的沉淀物质主要是氟钠镁铝⽯型化合物、铁铝磷酸盐、CaSO4及⾮晶质硅化物，它们互相掺杂粘结⼀起，形成坚硬致密的酸不溶⼯艺岩⽯。

所以⽣产中⼀般采⽤浓缩氨化料浆⽽不⽤浓缩磷酸的⽣产⽅法。

⼆、⼆⽔法磷酸⽣产过程中⼯艺条件的选择
1、液相SO3浓度。

SO3浓度低，则⽣成薄⽚状晶体，难过滤；SO3浓度过⾼，使晶形变坏或导致磷矿产⽣“包裹”，降低萃取率，增加了硫酸消耗，降低了成品磷酸的纯度。

通常控制在0.02——0.04g／ml。

〔在实际⽣产中，磷矿中MgO含量⾼时，要适当提⾼液相SO3浓度〕。

2、反应温度：
提⾼反应温度的优点：能加快反应速度，降低液相粘度，减少离⼦扩散阻⼒，有利于结晶。

但温度过⾼的缺点有：易⽣成不稳
定的半⽔物或⼀些⽆⽔物，使过滤困难；增⼤杂质溶解度，降低成品酸质量；过滤时，易堵滤布与管线。

温度过低，则反应速度慢，粘度增加，不利于结晶。

以中品位磷矿为原料时，⽣产上多趋向于控制其上限温度，温度波动不超过1℃为宜，反应温度可为75～90℃。

附：硫酸分解磷矿的反应是放热反应。

反应槽内的热量主要来源于硫酸稀释热与反应热。

3、液相P2O5浓度（磷酸浓度）
提⾼磷酸浓度，可以节约成品车间的部分能耗。

但不利影响有：①增加磷酸粘度，降低离⼦扩散速度，降低了反应速度，且使结晶变⼩；②使优惠的SO3浓度范围变窄，对SO3浓度控制要求更⾼；③延缓半⽔物到⼆⽔物的转化过程。

浓度过⾼会⽣成半⽔物，给过滤⽣产造成困难；④系统结垢频率加⼤。

理论上，80℃时，⼆⽔法磷酸的极限浓度为33% P2O5。

实际⽣产中。

⽤好质量矿时，磷酸浓度可⾼⼀点，达25%左右；⽤中品位磷矿时，浓度常为20%左右。

4、料浆液固⽐
液固⽐低，即料浆中固相物含量⾼，会使料浆粘度增⾼，不利于搅拌与输送，并使反应速度降低，对结晶不利。

过⾼的液固⽐会降低萃取槽的⽣产能⼒，缩短反应时间。

适当提⾼液固⽐，可改善操作条件，有利于磷矿分解与硫酸钙的结晶。

通常液固⽐的范围为2.0～3.5 ：1。

5、回浆
回浆也称循环料浆。

加⼤回浆倍数，有利于结晶，优点有：①冲淡Ca2+与SO42—的浓度，使各区SO3浓度保持均匀；②⼤量成熟的回浆能提供硫酸钙晶种，缩短结晶的转化期，便于获得粗⼤的结晶；③能对加料不精确起到缓冲作⽤，防⽌过⼤过浓；
④稀释加⼊的硫酸，矿粉不易产⽣“包裹”现象，保证反应与结晶稳定进⾏。

单槽的回浆倍数可⾼达100～150倍，多⽅格槽的回浆倍数为20～40倍。

6、反应时间
反应时间指反应物料在萃取槽内的平均停留时间。

磷矿的分解反应速度很⾼，1～1.5⼩时可完成，所以反应时间的长短主要取决于硫酸钙晶体的成长时间。

反应时间延长，槽内平均过饱和度降低，有利于结晶，但会增⼤杂质溶解量。

增⼤粘度，易堵过滤系统，降低萃取槽⽣产强度。

反应时间⼀般为4～6⼩时。

对于含杂质较⾼的磷矿，可适当缩短反应时间，但必须⽤⾜够的措施保证降低温度。

7、搅拌强度
提⾼搅拌强度，能使反应物料混合均匀，防⽌“包裹”现象，增加反应速度，改善结晶条件，消除泡沫，但过⾼的搅拌强度，会增加动⼒消耗，碰碎⼤量晶体，结晶变⼩。

8、矿粉细度
提⾼细度，可以加快反应速度，提⾼萃取率，但过细的矿粉会增加动⼒消耗，增加加矿区的硫酸钙过饱和度，使萃取槽内过饱和度的均匀程度降低，不利于结晶；同时，过细的矿粉中分散性泥质⽐例增⼤，反应⽣成泥胶沉淀物增多，会堵塞过滤系统。

实际⼆⽔法⽣产中，矿粉细度为85%～90%通过100⽬即可，同时要求－250⽬以下的粒度应该较少，—320⽬的分散性泥质⼀般应⼩于5%。

⼩结：以上⼋个指标中，⼀套⽣产装置固定后，回浆倍数与搅拌强度是已定条件，不宜调整。

⽽投矿量和矿粉细度在正常⽣产中也变化不⼤，故⽣产中主要控制的是四个主要⼯艺指标：液相SO3浓度，磷酸浓度，反应温度和液固⽐。

另需要指出的是上述⼋个⼯艺条件是互相联系、相辅相成的，不可孤⽴地，⽚⾯地去看某⼀个条件，因各项指标的配套是极为重要的。

三、过滤过程⼯艺条件的选择与强化途径
1、适当提⾼过滤真空度。

提⾼真空度，加⼤了过滤过程的推动⼒，可加速过滤，但真空度过⾼的缺点有：①增加动⼒消耗；②易吸坏滤布；③在管线系统中，热的磷酸与洗液温度降低过快，易析出有害杂质的晶体，易堵塞系统；④易使管道、滤盘等变形⽽损坏，所以，真空度不宜太⾼，⼀般为40～60kpa。

２、选择适宜的滤饼厚度。

通过调过滤机转速与料浆加⼊量，选择滤饼洗涤效果最佳时的滤饼厚度，⼀般为30～40mm。

且要注意滤饼的均匀性，滤饼厚度不均，会降低洗涤效果。

3、调节好洗涤分布器的位置。

调节的主要原则是：要使每次洗⽔加⼊点都应在滤饼表⾯已吸⼲的情况下加⼊。

4、防⽌壁效应。

延长过滤时间，会产⽣壁效应。

⼀旦滤饼上没有液体时，滤饼即趋向于从四壁脱开形成裂缝，成为液体优先通道，⽽⼤⼤降低洗涤率。

（可使洗涤率从98%降到80%）
5、适当提⾼洗⽔温度。

滤饼中液体在温度升⾼时，粘度降低，流速增⼤。

温度升⾼后，可溶解部分细⼩结晶，减少滤饼阻⼒。

但过⾼的洗⽔温度，对于矿含钠、钾⾼时，使萃取槽中形成的Na2SiF6或K2SiF6部分⽔解⽣成硅胶及胶状的CaF2，易堵滤布，管线，常选择洗⽔温度60～75℃。

6、利⽤添加剂提⾼过滤速度。

⽤聚丙烯酰胺的溶液作添加剂，可提⾼过滤速度。

7、选择合适的滤布。

⼯艺上对滤布的要求是：受热后不起皱，不缩；酸通过时阻⼒⼩，穿滤率低，不易堵塞；有⾜够的耐机械损伤性能，使⽤时间长，费⽤低。

第四讲、常见不正常现象的原因分析
1、过滤⽣产中出稀渣有哪些原因（常见）？
答：（1）结晶差。

影响因素有液相SO3浓度、反应温度、液固⽐、磷酸的浓度、矿浆细度、反应时间等指标波动⼤。

（2）矿⽯质量差。

主要是有害杂质含量⾼。

如MgO、Al2O3、Fe2O3偏⾼，影响结晶，易增加料浆粘度；其次是矿浆中分散性泥质含量⾼，形成⼩晶体，堵滤布通道。

（3）过滤系统设备问题。

有：①滤盘及下⾯的管道结垢；②滤布⽼化；③滤盘及管道漏⽓；
④管道内⾯⿎泡或变形；⑤错⽓盘密合不严，造成漏⽓；⑥真空泵故障，真空度低。

⑦滤布质量差,或⽬数达不到要求,造成真空度低⑧衬胶或衬塑的真空管道内⿎泡堵塞, 导致错⽓盘内真空度远低于真空泵内的真空度, 达不到正常过滤要求
（4）操作上失误：①空盘，破真空；②成品酸打空或循环⽔⽔池打空⽽破真空；③滤饼过厚或过薄；④洗⽔量突然加⼤；⑤洗⽔温度过低；⑥冲盘⽔溅⼊⼲⽃；⑦反吹真空泵反吹时带⽔量过⼤，带⼊磷⽯膏；⑧絮凝剂断流或浓度过⾼或过低。

⑨真空泵冷凝⽔、冷却⽔太⼩,或破真空阀开太⼤,导致真空度低
附：过滤性能差的磷⽯膏结晶：
在过滤操作中，有时尽管换了新滤布，过滤机设备正常，但过滤操作仍很困难，P2O5回收率不⾼，出现这种情况，⾸先⽤显微镜观察结晶形状，分以下三种情况
⑴有⼤量细⼩结晶存在意味着液相中出现超饱和，致使某个部位正在形成⼤量的晶核，产⽣⼤量细⼩结晶，此时要检查液相SO3浓度、液固⽐、硫酸的混合装置、搅拌桨的电耗
⑵结晶形状不正常如针状、⽚状、菱形晶体，这可能是由于矿种的改变，也可能是⼯艺条件控制失当，例如⾼SO42—形成针状晶体；过低则形成菱形晶体
⑶结晶正常，但过滤性能差这种现象可能是受活性SiO2⼤量存在的影响，当磷矿中F／SiO2太低时，可能发⽣这种情况，⽆定形SiO2容易堵塞滤饼的⽑细通道。

2、⽣产中萃取槽上冒⽓有哪些原因？
答：①尾⽓管道系统被硅胶等物质堵塞；
②⽂丘⾥罐内⽔位过⾼产⽣液封；
③尾⽓风机故障，跳闸；
④投料量过⼤，产⽣尾⽓超过风机的抽风能⼒；
⑤硫酸混酸器内堵塞，或下酸⼝结垢；
⑥萃取槽及尾⽓管线密封不严、漏⽓，损失负压；
⑦萃取槽内各区之间的通⽓孔堵塞；
⑧萃取槽与消化槽之间的通道堵塞，导致消化槽上冒⽓。

3、过滤系统结垢机理及影响因素：
答：因磷矿中K2O与Na2O含量偏⾼, 以及⽣产中进⼊萃取槽内的污⽔中钾盐与钠盐含量偏⾼, 在酸解过程中形成氟硅酸钾与氟硅酸钠的过饱和溶液，在过滤降温过程中析出结晶, 与穿滤的磷⽯膏细晶和分散性泥质⼀起，形成坚硬的，不易溶解的结垢。

影响因素如下：
①磷矿中K2O与Na2O 含量（⼀般要求（K2O ＋Na2O）≦0.35%）
②⽣产中进⼊萃取槽内的污⽔中钾盐与钠盐含量
③过滤真空度真空度⾼则降温快结垢快
④磷酸浓度浓度⾼则结垢快
⑤洗⽔温度温度⾼则溶解的氟硅酸钾与氟硅酸钠多，结垢快，洗⽔温度过低则降温快结垢快
⑥结晶好坏结晶⼩则结垢快
⑦过滤系统管道材质不锈钢材质以及内表⾯不光滑的管道结垢快
⑧过滤系统管线密封性漏⽓则降温快结垢快
⑨反应温度反应温度⾼则溶解的氟硅酸钾与氟硅酸钠多，结垢快
4、磷酸⽣产中影响硫酸单耗的因素：
答：㈠原材料质量A、磷矿⽯质量①矿中（CaO＋MgO）/ P2O5 的⾼低直接反映硫酸单耗⾼低②磷矿中K2O与Na2O 含量、／P2O5、、分散性泥质的含量、有机物含量等偏⾼，导致结晶差⽣产困难间接多耗H2SO4B、H2SO4浓度未达到要求
㈡计量误差A、H2SO4计量误差① H2SO4罐液位计误差②因夏天⽓温⾼H2SO4⽐重下降相同体积H2SO4吨位不够B、成品磷酸计量不准
㈢操作控制①液相SO3浓度控制偏⾼或波动过⼤会多耗H2SO4 , ⽽液相SO3浓度控制偏低
则晶间损失增⼤或破坏结晶,导致磷回收率低,单耗⾼②反应温度、液固⽐、酸浓、矿细度、投料量等指标波动过⼤，破坏结晶，导致洗涤率下降，硫酸单耗⾼③过滤系统操作失误，拉稀导致洗涤率下降，硫酸单耗⾼
㈣设备与管理①萃取⼯段设备不正常，影响搅拌强度、回浆倍数、反应时间等指标，破坏结晶，导致洗涤率下降，硫酸单耗⾼②过滤系统设备故障拉稀导致洗涤率下降，硫酸单耗⾼③其它设备或管道跑冒滴漏造成浪费④开停车频繁导致过滤洗涤不完全以及萃取槽内磷酸盐沉淀P2O5损失
㈤⼯艺的选择与创新⑴采⽤新⼯艺如①选矿⼯艺降MgO、CaO提P2O5 ②矿浆预处理技术等可降低硫酸单耗⑵采⽤半⽔-⼆⽔法⽐⼆⽔法的磷回收率⾼,单耗低⑶其它改造, 如聚晶技术、硫酸混合技术、磷⽯膏⼆次过滤技术等, 能改善结晶或过滤操作条件, 使结晶质量好,磷回收率⾼,单耗低.
5、滤布⽼化堵塞原因与影响滤布使⽤寿命的因素有那些？
答：滤布使⽤过程中，在⼀定条件下在过滤机出⼝附近的⽔洗区形成由SO42—、SiF62-、AIF62-、Ca2+等组成的络合物--⽔氟钙钇钒，结构式为CaSO4·CaSiF6 ·CaAIF6·(X)·10H2O, 因该物质在⽔中的溶解度⽐酸中低⽽析出结晶，沉淀下来，逐步堵塞滤布通道，逐步使滤布⽼化。

影响滤布使⽤寿命的因素有：
①磷矿中铁与铝含量铁、铝含量⾼，⽣产中⽣成淤渣，产⽣较多AIF62- ，提供结晶⽣成条件，堵塞滤布和滤饼孔隙使过滤困难
②洗⽔的酸碱性，⽔氟钙钇钒的溶解度随PH值增⾼⽽降低，酸性越低，结晶越快，酸性越强，滤布再⽣效果越好，使⽤寿命越长。

如果含SO42—更能減少Ca2+存在，结晶更少，滤布使⽤寿命更长
③滤布冲洗情况⽣产中滤布是否冲洗⼲净影响其使⽤寿命。

另注意防⽌停车后滤饼长时间接触滤布
④反应温度反应温度⾼则料浆温度⾼，接触滤布时使滤布性能改变，使⽤寿命短
⑤滤布质量与安装质量滤布质量好坏包括耐酸性、耐腐性、耐热性、耐磨性、强度、化学稳定性等，直接影响其使⽤寿命。

安装要求滤布不能太紧也不能太松，尽量不漏⽓，反吹卸渣时滤布刚好能⿎起来，卸渣⼲净。