料浆法磷铵创新技术及发展方向

１０） 利用新型反应器的特殊优势， 结合研 制 低成本有机固氮剂， 开发成功优质低耗的“料浆法 有机磷酸二铵”工艺， 使料浆法工艺的产品品种覆 盖所有磷铵产品。根据料浆浓缩工艺的特点， 开发 了“节硫型磷铵”新技术， 可以降低磷酸一铵产品 硫酸单耗 １０％左右， 效益十分显著。
１１） 在大型装备国产化方面， 先后研制成 功 １２０ ｍ２ 大型翻盘真空过滤机、３ ２００ ｍ３ ／ ｈ 大流量磷 铵 料 浆 浓 缩 循 环 泵 、 直 径 ４．７５ ｍ 大 型 喷 浆 造 粒 干 燥机、２８ ｍ３ 三缸高压喷雾泵等大型关键设备。
３） 采用“小循环”思路处理磷酸污水， 实现 了适合国情和工艺特点的污水封闭循环， 既消除了 污染， 又提高了系统磷的回收率。
４） 在稀磷酸氨中和过程中， 先后开发了“外 环流快速氨化反应器”、“中和浓缩一体化”、“稀酸管 式反应器”等技术。克服了槽式反应器的缺点， 具 有高效节能、流程简短、环保等显著特点［９］。
料浆浓缩法磷铵工艺及其工业化生产装置经过 这些完善提高， 其流程简单、运转稳定、腐蚀轻、 能耗低、污染小、投资省、产品成本低、生产效率 高等优势日益显著。
在 １９８８ 年获国家科技进步一等奖以后， 相 继 于 １９９５ 年获化工部科技进步一等奖， １９９６ 年获首 届 “ 亿 利 达 ” 科 学 技 术 奖 ， １９９９ 年 获 教 育 部 科 技 进步特等奖。 １．３ 中和料浆浓缩法制磷铵核心工艺开发的第三阶段
１９８８ 年以前是第一阶段。２０ 世纪 ８０ 年代初 ， 针对传统“磷酸浓缩工艺”生产磷铵在我国具体国 情下存在的一些问题， 四川大学（ 原成都科技大 学） 和四川省银山磷肥厂共同进行了料浆法磷铵项 目 的 实 验 室 和 中 间 试 验 规 模 的 开 发 研 究［１－ ２］。 通 过 前 期研究， 确立了料浆法磷铵工艺核心部分的理论基 础， 并依据此理论在中间试验中初步打通流程。中 试流程为： 二水湿法磷酸—稀酸槽式氨化—稀料浆 双效开路循环浓缩—浓缩料浆离心喷雾并流干燥— 粉状磷酸一铵产品。在国家“六五”科技攻关中采 用昆阳中品位磷矿进行了工艺流程的复证、优化中 试， 确立了料浆法工艺作为我国发展高浓度磷复肥 工业基本工艺路线 之 一 的 地 位［３－ ４］。 该 工 艺 以 前 期 的 基 础 研 究 和 ４ ０００ ｔ ／ ａ 磷酸一铵中试成果获得 １９８８ 年国家科技进步一等奖。
ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ（ ＰＰＡ） ； ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｓａｌｔ； ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
１ 料浆法磷铵的技术发展与创新 我国中和料浆浓缩法制磷铵核心工艺从开发、
工业装置配套完善到建成高水平大型国产化装置， 大致经历了 ３ 个阶段。 １．１ 中和料浆浓缩法制磷铵核心工艺开发的第一阶段
为了进一步完善和提高料浆法工艺的技术水平 并实现装置大型化和国产化， 结合成果推广， 我们 在承担国家“八五”和“九五”重点科技攻关任务 中， 分别以四川硫酸厂原年产 ６ 万 ｔ 料浆法磷铵装 置和重庆涪陵化工公司原年产 ３ 万 ｔ 磷铵装置为依 托， 进行了大型化关键技术及装备的攻关， 取得圆 满成功， 依托工程的装置规模扩大到 １２ 万 ｔ ／ ａ 磷 酸一铵。在此期间， 对萃取磷酸、料浆过滤、磷铵 料浆物性、造粒分级等单元过程的机理等作了更深 入地研究， 对料浆法磷铵装置的每一个单元过程都 进行了改进和创新。如：
［ 关键词］ 磷酸一铵； 中和料浆浓缩法； 净化磷酸； 肥盐结合工艺； 装备 ［ 中图分类号］ ＴＱ ４４２．１４ ［ 文献标识码］ Ａ ［ 文章编号］ １００７ － ６２２０（ ２００７） ０６ － ００３０ － ０４
Ｃｒ ｅａｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ＡＰ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｒ ｏｍ ｓｌｕｒ ｒ ｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒ ａｔｉｏｎ ｐｒ ｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
料浆法工艺及其工业化生产装置作为一种大宗 化工产品完整生产过程的代表名称， 不仅是核心单 元浓缩工艺技术成果的代表， 还涉及生产过程的所 有单元操作技术及装备、材料的研制、放大和完 善。它的发展和完善提高过程是一个巨大的系统工 程， 获得了国家前后 ３ 个五年计划重点科技攻关项 目和国家自然科学基金的大力支持， 数十个单位、 几百位研究人员参与了此项目的研究与开发。
［ 收稿日期］ ２００７ － ０２ － ０７ ［ 作者简介］ 钟本和（ １９３７－ ） ， 女， 四川达县人， 教授， 博导。
２００７ 年
第 ２２ 卷第 ６ 期
钟本和等 料浆法磷铵创新技术及发展方向
３１
程参数和技术经济数据， 使料浆法工艺在技术和经 济上都完全具备了在国内大面积推广的条件。这个 项目被国家计委誉为“１００ 个工业化试验项目中完 成最好的项目之一”， 并获得国家计委优秀成果奖。 国家根据我国高浓度磷复肥发展的总体规划和料浆 法工艺成果体现的技术经济优势， 选择其为全国小 磷肥企业产品升级换代的主要工艺路线， 在 ２１ 个 省区布 点 推 广 建 设 了 ７８ 套 ３ 万 ～６ 万 ｔ ／ ａ 规 模 的 磷酸一铵生产装置， 总计生产能力 ２４３ 万 ｔ。
ＺＨＯＮＧ Ｂｅｎ－ ｈｅ， ＹＩＮＧ Ｊｉａｎ－ ｋａｎｇ， ＧＵＯ Ｘｉａｏ－ ｄｏｎｇ， ＷＵ Ｄｅ－ ｑｉａｏ
（ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ， Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００６５， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ａｓ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ＣｈｉｎａNｓ ｔｈｅ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｒｏｃｋ ｒｅｓｏｕｒｃｅ， ｔｈｅ ｈｉｓｔｏｒｙ， ｓｔａｔｕｓ， ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅｄ ｓｌｕｒｒｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｆｏｒ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ ＡＰ） ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． Ａｌｓｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｆｏｒ ＰＰＡ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｏｌｖｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ， ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｓａｌｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｍｏｎｏａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ （ ＭＡＰ） ； ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅｄ ｓｌｕｒｒｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ； ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ
筛分内破碎”技术， 割除了造粒干燥系统庞大的返 料设备［１０－ １１］。
８） 通过完善、强化干燥机的热风 、 尾 气 系 统， 大大提高了装置生产效率。
９） 根据市场的需要， 优化了“压力喷雾—流 化床逆流干燥制粉状磷酸一铵”的干燥工艺， 生产 国 内 外 物 性 最 好 的 粉 状 磷 酸 一 铵 产 品［１２－ １３］。
料浆法磷铵工艺的总体思路是改“磷酸浓缩” 为“磷铵料浆浓缩”， 从而避开“磷酸浓缩”的难 题， 并由此产生一系列具有比较优势的工艺特点［５－６］。
１．２ 中和料浆浓缩法制磷铵核心工艺开发的第二阶段 １９８８ ～１９９９ 年 是 第 二 阶 段 。 这 个 阶 段 研 究 开
发的重点是中试成果流程的再优化、工程化、工业 化和大面积推广， 形成真正的产业， 并在产业化过 程中发展、丰富、深化料浆法工艺核心环节料浆浓 缩以及各相关单元过程的基本理论［７］。
湖 北 宜 化 集 团 楚 星 公 司 年 产 ２０ 万 ｔ 大 型 料 浆 法磷铵装置 ２００２ 年 １１ 月建成投产。这套包含萃取 磷酸系统在内的装置总建设投资 ５ ８０３ 万元（ 吨规 模投资仅 ２９０ 元） ， 全部采用宜昌原矿为原料， 投 产后很快达产 达 标 。 此 外 ， 四 川 德 阳 宏 达 公 司 ２４ 万 ｔ ／ａ 料浆法磷酸一铵装置也已建成投产。
磷肥与复肥
２００７ 年 １１ 月
３０
Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ＆ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
第 ２２ 卷第 ６ 期
◆磷酸 磷铵◆
料浆法磷铵创新技术及发展方向
钟本和， 应建康， 郭孝东， 吴德桥
（ 四川大学 化学工程学院， 四川 成都 ６１００６５）
［ 摘 要］ 介绍了适合我国磷矿资源国情， 由我国自主开发的“中和料浆浓缩法磷铵工艺”的发展历史、现状及 各个环节的创新技术和装备， 以及肥盐结合生产溶剂萃取法净化湿法磷酸的研究近况。
“七五”期间， 我们承担了“年产 ３ 万 ｔ 料浆 法磷铵”国家重点工业性试验项目， 在工业试验中 形成了适宜于机械化施肥， 可大规模推广的“二水 湿法磷酸—稀磷酸氨中和—中和料浆闭路循环双效 浓缩—浓缩料浆喷浆造粒干燥制粒状磷酸一铵”的 基本流程， 并通过解决一系列工程放大和装备成套 化、定型化问题， 建立了样板装置。取得了大量工
第三阶段指 １９９９ 年以后的最近几年， 料浆 法 磷铵工艺实现了批量化装置的大型化和国产化。
１） 以上述技术为基础， 在山东鲁北化工总厂 建 设 了 １ 套 １５ 万 ｔ ／ ａ 大 型 料 浆 法 磷 酸 一 铵 装 置 ， 于 １９９９ 年顺利投产， 目前已大大超过设计能力。
２） 在体制改革较完善、生产经营较好的已建 中小型磷铵企业， 通过整合上述各项攻关技术成 果， 只投入少量资金， 就实现了装置生产能力的翻 番， 单位生产能力投资大幅度下降， 扩能装置每吨 生产能力投资平均不到 ２５０ 元， 仅是原 ３ 万 ｔ 装置 的 １ ／ ３。如重庆涪陵化学工业公司原设计 ３ 万 ｔ ／ａ 磷 铵装置， 经过历次改造扩能， １９９９ 年作为“九五” 攻关项目的依托工 程 ， 通 过 了 １２ 万 ｔ 规 模 的 攻 关 验 收 ， ２００２ 年 初 最 后 一 次 技 改 完 成 后 ， 装 置生产 能力已从原设计的 ３ 万 ｔ ／ ａ 扩大到 ２４ 万 ｔ ／ ａ。重庆 双赢、江苏瑞和、湖北祥云、宜化楚星等一大批公 司的小磷铵装置都通过这种方式进行了扩能， 现已 成为年产 １０ 万 ～２０ 万 ｔ 磷酸一铵的大中型装置。