大型湿法磷石膏堆场设计概要

［摘要］针对大型、山谷型湿法磷石膏堆场，提出了磷石膏堆场设计流程，把磷石膏堆场本体设计内容概括

性总结为５大部分，并阐述了各部分之间的相互关系及堆场设计要点。

［关键词］大型湿法磷石膏堆场；设计流程；设计内容；设计要点［中图分类号］ＴＱ１２６．３＋５

［文献标识码］Ａ

［文章编号］１００７－６２２０（２００８）０４－００２３－０４

大型湿法磷石膏堆场设计概要

储学群，童小祥

（中国石化集团南京设计院，江苏南京

２１００４８）

［收稿日期］２００７－１０－２３

［作者简介］储学群（１９６３－），男，江苏宜兴人，高级工程师，长期从事大型湿法磷石膏堆场设计。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｃｉｄｉ＠ｍａｉｌ．ｏｎｌｉｎｅ．ｓｈ．ｃｎ

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从２０世纪８０年代中后期起，我国开始引进大中型磷复肥生产装置，与此同时，大型磷酸装置的磷石膏处理问题成为一个必须研究的课题开始起步。９０年代初，江西贵溪建成了国内第一个湿法磷石膏堆场。之后，湖北大峪口、湖北黄麦岭、广西鹿寨、贵州瓮福（宏福）等引进的磷酸装置均建设了湿法磷石膏堆场。２１世纪初，大型磷酸装置国产化，云南大黄磷（富瑞）、云南云峰、云南三环、贵州息烽等亦相继建成了大型湿法磷石膏堆场，目前在建的堆场有贵州开磷、云南晋宁等，在不到２０年的时间内，国内大型湿法磷石膏堆场从无到有，已建成了１０多处。

大型湿法磷石膏堆场是随磷酸装置同时引进的，但与磷酸装置不同，它仅引进了概念、名称，其技术的研究发展，则完全由我们自己独立完成。根据我国国土资源条件（人多地少）、堆场选址原则（不占或少占耕地），以及资源地建厂特点（山区），国内大型湿法磷石膏堆场无一例外选择了山谷地（或丘陵地），这与国外大多数平地型湿法磷石膏堆场在场址选择上有较大的不同，故堆场技术特点与国外也就有所区别。

国内大型湿法磷石膏堆场均建设在山谷地，而且绝大多数选择了较经济的山谷型。基于磷石膏堆场建设现状，及将来极可能成为堆场建设形态的大

型、山谷型湿法磷石膏堆场，本文即称为大型湿法磷石膏堆场。大型湿法磷石膏堆场，由于其较大的山谷汇水面积，使得不确定因子（大气降雨、蒸发）对于堆场防洪排洪以及堆场和磷酸装置系统的水平衡影响特别大，亦较复杂，相对来说，较平地型湿法磷石膏堆场技术难度要大得多。

大型湿法磷石膏堆场建设，国内已开展了１０多年，但行业至今还没有建立相应的规范标准。本文就大型湿法磷石膏堆场设计的经验及感悟，对其作一个概要介绍和总结。

１磷石膏堆场选址及设计流程

磷石膏堆场设计的首要任务是选择合适的场

址。场址选择涉及社会问题和工程技术问题。技术上的必要条件应满足工艺要求，即，对应磷酸装置生产规模，拟选场址要有足够大的库容，能够贮存一定生产年限的磷石膏量。从经济运行及规范要求考虑，大型湿法磷石膏堆场服务年限不应少于１０年（且不小于磷酸装置生产年限），在比较理想的情况下宜达到１０～２０年，甚至更久。确定堆场服务年限的堆场库容计算，应考虑磷石膏可能的堆存高度，以免堆存状况达不到设计库容标准而降低堆

Ｄｅｓｉｇｎｏｕｔｌｉｎｅｏｆｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｐｈｏｓｐｈｏｇｙｐｓｕｍｓｔａｃｋ

ＣＨＵＸｕｅ－ｑｕｎ，ＴＯＮＧＸｉａｏ－ｘｉａｎｇ

（ＮａｎｊｉｎｇＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳＩＮＯＰＥＣＧｒｏｕｐ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１００４８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｇａｉｎｓｔｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅａｎｄｖａｌｌｅｙ－ｔｙｐｅｐｈｏｓｐｈｏｇｙｐｓｕｍｓｔａｃｋ，ｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃｏｎｔｅｎｔｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏ５ｓｅｃｔｏｒｓ，ｗｉｔｈｔｈｅｉｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｎｄｄｅｓｉｇｎｉｔｅｍｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｗｅｔｐｈｏｓｐｈｏｇｙｐｓｕｍｓｔａｃｋ；ｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓ；ｄｅｓｉｇｎｃｏｎｔｅｎｔ；ｄｅｓｉｇｎｉｔｅｍ

◆磷酸磷铵◆

２００８年７月第２３卷第４期

磷肥与复肥

Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ＆ＣｏｍｐｏｕｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ

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场服务年限。

磷石膏料浆输送、堆场回水系统的建设投资比重较大，故对于有较大库容的场址，若与磷酸装置距离远、高差大，亦不一定可取，应综合考虑。

近年来国家环保、安全法规执法力度提高，全民环保、安全意识增强，环保、安全约束条件对磷石膏堆场场址选择起到了实际的、决定性的作用。对于拟选场址是否处于水源地、水系上游，场址下游是否存在人口密集城镇、工矿、重要交通线等等问题，都是场址选择必须考虑的因素，而且是决定性因素。

依据以上选址条件，一般初选场址不少于２个。针对初选场址，着手进行可行性研究。

可行性研究工作在堆场工艺、堆场布置、主要建筑物选型、建筑料场确定、堆场防渗方法、料浆输送线路、堆场人口搬迁、农田占用、环境影响等方面展开多方案技术、经济比较。其中，水文地质勘察工作结论，在现行的相关规范条件约束下，对堆场防渗方案确定，在经济性、技术可行性，乃至选址是否成立起到关键性的作用。

可行性研究作出最终场址选择决定之后，按所选场址进行磷石膏堆场初步设计和详细设计。大型湿法磷石膏堆场设计流程见图１。

２磷石膏堆场主要设计内容

堆场设计内容从类型上分为输送系统和堆场本体２大块。输送系统包括磷石膏料浆输送和堆场回水输送，属于传统化工技术，为大家所熟悉。堆场本体设计根据其各部分组成的功用关系，大致可以分为以下５个部分：磷石膏堆积坝系统，堆场回水调节库系统，堆场渣库排洪（回水）系统，堆场防渗与环保监测，堆场服务区及场区交通系统。２．１磷石膏堆积坝系统

磷石膏堆积坝系统为堆场核心内容，这一部分主要组成有：初始坝，磷石膏堆积坝，堆积坝排渗系统，堆积坝原型观测系统。

初始坝是保障后续磷石膏能排水固结、自身构筑堆积坝的重要构筑物，一般采用透水堆石坝形式。另外，初始坝作为磷石膏堆场最大的构筑物，其建造经济性也是非常重要的因素，在采用石料不经济的情况下，应因地制宜，考虑混合坝坝型的方案论证。

由于磷石膏物理力学性质有所差异，磷石膏堆积坝的筑坝参数要通过实验室和现场试验来决定。

为了保证中后期磷石膏堆积坝能有效排渗、磷石膏排水固结，磷石膏堆积坝内设置排渗系统。磷石膏堆积坝的安全稳定，通过磷石膏堆积坝内设置的原型观测系统监测坝体运行状况。

磷石膏堆积坝系统设计内容及流程见图２。

２．２堆场回水调节库系统

堆场回水调节库系统主要组成有：回水调节库、水工坝、回水泵房（回水管线列入输送系统）。

回水调节库的调节库容确定是一个难题，其控制条件由以往的生产装置回水要求，增加为生产装置回水要求和环保对堆场约束要求双控制。由于气象条件的不确定性，故堆场水平衡计算必须考虑最大可能性，使得回水调节库库容较大。

水工坝是回水调节库的挡水构筑物，工程量较大，亦应考虑其经济性。回水泵房大多立于水中，应满足调节库容在水位变化时的可使用性。

堆场回水调节库系统设计内容及流程见图３。

２．３堆场渣库排洪（回水）系统

堆场渣库排洪（回水）系统主要组成有：截洪沟及消能设施、渣库排洪（回水）构筑物。

山谷型堆场，由于渣库汇水面积大，大气降雨径流在短时间内会形成较大洪水，其对磷石膏堆积

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第２３卷第４期

磷肥与复

肥