无机化工生产技术与操作培训课程

二、磷肥生产原料简介
⑷硅及酸不溶物的含量。适量SiO2的存在，不仅可以消耗 有毒的HF，且可减轻对设备的腐蚀；但过量的是有害的，因 为呈胶状的硅酸会影响磷石膏的过滤和增加磷矿的硬度，降 低磨机的生产能力，增加磨机的磨损。
二、磷肥生产原料简介
高品位的磷灰石在自然界中不多，但磷灰石结晶完整，颗粒较 粗，易于用浮现方法富集。
磷块岩是水成岩，主要由海水中的磷酸钙沉积而成，常与 石灰岩、矿岩、页岩等共生在一起，其含磷矿物主要以微细的 磷灰石颗粒分散在矿石中。磷块岩一般为非晶形或隐晶形，常 含有结晶水或与碳酸盐构成复合物，其结构式通常可表示为 Ca5F(PO4)·nCaCO3·mH2O。
2 重过磷酸钙 重钙
3 富过磷酸钙 富钙
4 沉淀磷酸钙 沉钙（氢钙、二 （磷酸二钙） 钙）
分解酸
H2SO4 H3PO4 H2SO4 + H3PO4 H2SO4 + HCl
产品主要组成
产品含磷量 /有效P2O5%
Ca(H2PO4)2·H2O + CaSO4 Ca(H2PO4)2·H2O Ca(H2PO4)2·H2O + CaSO4
一、磷肥生产概述
磷肥依据生产方法不同有酸法磷肥和热法磷肥之分，另有 磷复肥（如磷酸铵）。依据磷肥中磷化合物的溶解性不同又分 为水溶性磷肥磷肥磷肥、枸溶性磷肥和难溶性磷肥三类。酸法 磷肥和热法磷肥的主要品种如表1和表2所示。
表1 主要酸法磷肥ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ简略比较表
序 酸法磷肥名称
号
全称
简称
1 普通过磷酸钙 普钙，过磷酸钙
一、磷肥生产概述
磷肥和氮肥、钾肥并称为农作物需要补充量最多的三大营 养元素肥料。各种营养元素在作物生命代谢过程中各有其特殊 的作用，彼此不能相互代替。例如氮、磷、钾三种元素是组成 蛋白质和原生质等不可缺少的组分，钾参与作物的氧化还原作 用，磷参与作物碳水化合物的形成、转化作用。磷是组成原生 质、核细胞的重要元素，它能促进作物开花结果、籽实早熟， 并提高籽实的质量。
12～20 40～50 25～35
CaHPO4·2H2O
36～38
5 氨化过磷酸钙 _
H2SO4
Ca(H2PO4)2·H2O +NH4H2PO4
14～20 2～3N%
表2 主要热法磷肥比较表
序号 名称 代号 主要有效组分 化学性质 有效P2O5
1 钙镁磷肥 FMP α-Ca3(PO4)2
碱性
12～18
无机化工生产技术与操 作培训课程
2020年4月22日星期三
项目九 磷肥生产
能力目标：
1.能依据湿法磷肥、热法磷肥的化学反应原理，分析 湿法磷肥、热法磷肥的影响因素，并进一步分析其生 产工艺条件； 2.能依据生产条件分析实施相应的工艺条件所配备的 设备结构； 3.能依据生产条件分析实施相应的工艺条件所设置的 生产流程及工艺改进方向； 4.能依据生产特点分析实际生产过程中的操作要点； 5.能依据原料的特性，分析生产条件的调整方案。
磷矿石是生产磷酸、磷肥的主要原料。天然磷矿石可分为 磷灰石和磷块岩两大类，它们的主要成分均是氟磷酸钙〔 Ca5F(PO4)3〕。
磷灰石是火山成岩，由熔融的岩浆冷却结晶而成，具有六 方双锥晶型结构，不含结晶水，颜色有灰白色、灰绿色、紫色 或咖啡色。纯的磷灰石含P2O5为42.24%。磷灰石分散在矿石中，
2 钢渣磷肥 3 钙钠磷肥 -
Ca4P2O9·CaSi O3
CaNaPO4
碱性 碱性
14～18 23～29
4 脱氟磷肥 DFP α-Ca3(PO4)2
碱性
20～42
5 偏磷酸钙 CMP Ca(PO4)n
碱性
二、磷肥生产原料简介
64～68
有效磷提取液 2%柠檬酸 2%柠檬酸
中性柠檬酸铵 中性柠檬酸铵 中性柠檬酸铵
二、磷肥生产原料简介
⑵磷矿中的倍半氧化物R2O3（主指Fe2O3、Al2O3）的含量。 铁、铝主要来自粘土，通过筛选、磁选可除去大部分的倍半氧 化物杂质。湿法磷酸生产中，它们不仅干扰硫酸钙结晶的成长 ，还使磷酸形成淤渣，尤其在磷酸浓缩阶段更为严重，形成沉 淀或随石膏排出，都将降低P2O5的收率，另生成铁、铝的复杂 的磷酸盐微细结晶，增加溶液和料浆粘度的同时，还将使过滤 负荷增加，以及在利用此磷酸加工磷肥中带来不良的后果。
尾矿。 磷矿中含有多种杂质，其中对生产影响最大的的是铁、铝
、镁三种，其次是碳酸盐、有机物、分散性泥质和氟等。 ⑴磷矿中的CaO含量（以CaO/ P2O5比值反映）。CaO/ P2O5比
值决定了生产单位质量P2O5所消耗的硫酸量。其CaO含量直接影 响生产湿法磷酸的生产成本和过滤设备的生产能力，故生产中 要求CaO/ P2O5比值为质量比1.31，摩尔比3.33。超过此值，易造 成额外的硫酸消耗，故除去磷矿中多余的CaO是湿法磷酸生产 中急需解决的问题。
作物吸收的养分必须是溶解态的，即要求化肥施与土壤中 时，其养分呈离子或分子状态，能溶于土壤的水中或作物根系 分泌的弱酸中，被作物吸收。磷肥中的磷通常以H2PO4-、HPO42、PO43-和P2O74-四种形式存在。而土壤中的磷大部分为不溶或难 溶性磷，不易被作物吸收，需进行化学加工转化为易被作物吸 收的水溶性或枸溶性的磷化合物。
⑶磷矿中MgO的含量。磷矿中的镁盐经一系列的化学反应 后，一般会全部溶解于磷酸中，浓缩时也不易析出，它们一方 面使磷酸粘度剧烈增大，影响硫酸钙结晶的均匀成长，增加过 滤和料浆浓缩的负荷；另一方面会增大SO42-离子的浓度，造成 硫酸消耗增加和硫酸钙结晶困难。所以在磷矿进入酸解之前要 控制好磷矿中的MgO的含量，磷矿中MgO的含量已成为酸法加 工评价磷矿质量的重要指标之一。
磷矿的品位是依照P2O5的含量来划分的，一般将含量高于 30%的为高品位磷矿，低于20%的为低品位磷矿，介于二者之 间的为中品位磷矿。磷肥生产对磷矿中的P2O5的含量有一定要 求，高品位磷矿可直接加工成磷肥，中低品位磷矿一般须经选 矿富集后才能加以利用。
二、磷肥生产原料简介
磷矿的富集常用浮选法。浮选是根据磷矿中有用矿物磷灰 石与脉石（如石英）对水润湿性的不同而将它们分离的。磷灰 石常以0.2㎜左右的颗粒以星状分散于矿石中。选矿时，将矿石 粉碎并加水磨成矿浆，添加浮选剂以提高磷灰石的憎水性或脉 石的亲水性，向矿浆中鼓入空气，磷灰石附在气泡上浮在矿浆 表面，形成稳定的泡沫层，分出并脱水而得磷精矿，脉石则成