30万吨湿法磷酸生产操作规范

操

作

规

程

二零一零年七月

目录

第一章：萃取岗位操作规程

第二章：过滤岗位操作规程

第三章：浓缩岗位操作规程

第四章：输酸岗位操作规程

第五章：循环水及尾洗岗位操作规程

第一章：萃取岗位操作规程

第一节：岗位任务和岗位管辖范围

1.岗位任务：

1.1 制取易于过滤的反应料浆；

1.2 努力提高P2O5萃取率、洗涤率；

1.3 本岗位的设备维护和完善；

1.4 本岗位的清理卫生；

1.5 按时取样分析取料浆液固比、液相SO3浓度等指标；

1.6 将过滤分离后的液相按要求送到指定地点；

1.7制取合格的成品磷酸供后工段生产和磷石膏水分合格。

2.岗位管辖范围：

从精矿槽的出口阀起，到反应槽、消化槽；料浆出口至过滤进口阀门；所有滤洗液槽；包括现场所有设备和建筑物。

第二节：工艺原理及流程概述

1.工艺原理：

在合适的工艺条件下，硫酸和磷矿进行反应，通过过滤机过滤，经过错气盘和气液分离器，由气液分离器来的滤液、初滤液、一洗液、二洗液、三洗液，经大气腿进入相应的滤洗液中间槽，用循环水、热水、蒸汽作冲盘水，冲洗滤布的含石膏废水输送至二洗，二洗液用泵输送至一洗，一洗液（包括初滤液或部分滤液）去萃取槽，滤液至成品酸库，来自大气冷凝器不凝性气体进入真空泵，获得过滤机所需真空度，气体排空，真空泵冷却水去循环水池，大气冷凝器出水进入循环水回流管，流至凉水塔。

2. 湿法磷酸生产的化学反应

用酸分解磷矿制得的磷酸称为湿法磷酸，硫酸分解磷矿生产磷酸溶液和难溶性的硫酸钙结晶，其总化学反应式

如下：

Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O=3H3PO4+5CaSO4·nH2O+HF↑

反应分两步进行，第一步是磷矿和循环料浆（或反回

系统的磷酸）进行预分解反应，磷矿首先溶解在过量的磷酸溶液中生成磷酸一钙

Ca 5F(PO 4)3+7H 3PO 4=5Ca(H 2PO 4)2+HF ↑

预分解可防止磷矿与浓硫酸直接反应，避免在磷矿粒

子表面生成硫酸钙薄膜而阻碍磷矿的进一步分解，同时也有利于硫酸钙过饱和度的降低。

第二步反应，磷酸一钙与稍过量的硫酸反应生产硫酸钙结晶与磷酸溶液

5Ca(H 2PO 4)2+5H 2SO 4+5nH 2O=5CaSO 4·nH 2O+10H 3PO 4

硫酸钙可以三种不同的水合结晶形态从磷酸溶液中沉

淀出来，其生成条件主要取决于磷酸溶液中的磷酸浓度、温度以及游离硫酸浓度，根据生产条件可产生二水硫酸钙

（CaSO 4·2H 2O ）半水硫酸钙（CaSO 4·12

H 2O ）和无水硫酸钙（CaSO 4）三种晶型。

其中：反应生成的HF 与磷矿中的SiO 2生产H 2SiF 6

6HF+SiO 2=H 2SiF 6+2H 2O

H 2SiF 6+SiO 2=3SiF 4↑+2H 2O

气相中的氟主要以SiF 4形式存在，用水吸收生成硅胶沉淀 3SiF 4+（n+2）H 2O=2H 2SiF 6+ SiO 2·2H 2O ↓

磷矿中的杂质将发生下述反应

（Fe 、Al ）2O 3+2H 3PO 4=2（Fe 、Al ）（PO 4）3+3H 2O

(Na 、K) 2O+ H 2SiF 6=（Na ·K ） 2SiF 6+H 2O

CaCO 3+H 2SO 4=CaSO 4+ H 2O+CO 2↑

生成物是系统结垢物的主要成分；生成的镁盐全部进入磷酸溶液中，对磷酸质量和后加工将带来不利的影响。

3. 液相SO3浓度测定（玫瑰红酸钡法）

3.1 基本原理

在中性或弱酸性氯化钡溶液中，加入玫瑰红酸钠，立即生成玫瑰红酸钡红色沉淀。这种红色沉淀的溶解度远远大于BaSO4的溶解度。当加入含SO2-4的溶液时，玫瑰红酸钡中的Ba2+被SO2-4夺去而生成白色硫酸钡沉淀。当溶液中SO2-4数大于或等于Ba2+数时，则红色消失。根据这一原理，可在几只比色试管中分别加入不同数量的BaCl2溶液和定量的

萃取料浆滤液，以玫瑰红酸钠作指示剂，出现一只试管呈红色一只呈白色时，液相SO3浓度就在这两只试管的浓度范围之间。

反应方程式为：Ba2++ SO2-4=BaSO4↓

3.2 试剂与仪器

a 0.25mol/LBaCl2溶液

b 1%玫瑰红酸钠水溶液

配制方法：称取玫瑰红酸钠粉末1克溶于蒸馏水中，稀释至100毫升（注意：该溶液易变质，使用时间不能超过24小时）。

c 移液管，V=2ml 1只

d 酸式滴定管，V=50ml 1只

e 比色试管，V=25ml 3只

3.3 测量步骤

根据估计的液相SO3浓度范围，比如估计为0.045～

0.050g/ml，则用滴定管分别取0.25mol/LbaCl2溶液4.5

毫升、5.0毫升，注入两台比色试管中，各加入玫瑰红酸

钠溶液5～6滴。再用移液管分别吸取测定料浆液固比时得

到的滤液2毫升，加入两只试管内。迅速摇动试管40秒钟

左右，观察一只呈红色，一只呈白色，则液相SO3浓度为

0.045～0.050g/ml。如果两只试管均呈红色，则需按0.5

毫升的差值减少BaCl2溶液的加入量，即首先吸取4毫升，然后3.5毫升，3毫升……按上述方法分别进行分析操作，直至溶液呈白色，比如3.0毫升时呈白色，则液相SO3浓度

为0.03～0.035g/ml，余类推：如果上述两只试管均呈白

色，则须增加BaCl2溶液的加入量，直至溶液呈红色，液相

SO3浓度就在红白试管的浓度之间。

3.4 注意事项

3.4.1 由于萃取槽中杂质的干扰，红色沉淀仅能保持2分钟左

右，因此在摇动40秒钟后应及时观察颜色。

3.4.2 在操作中必须做到一只呈白然一只呈红色才能得出正确

的结果。如果两只试管均为同一种颜色，则需继续不断地做下去，直到出现不同颜色为止。

3.4.3 此法同其它方法一样，需要经常进行化验分析对照，以防

意外的干扰因素造成测定结果的偏差。