料浆法制粉状磷酸一铵

料浆法制粉状磷酸一铵

【摘要】本文主要介绍了利用中低品位磷矿采用料浆浓缩法制备粉状磷酸一铵（MAP）的工艺流程。

【关键词】中低品位磷矿；料浆法；三效蒸发浓缩；尾气二次洗涤

0.概述

利用稀磷酸生产磷酸铵的工艺，根据中和浓缩的先后顺序不同，可以分为“传统法”和“料浆法”。

“传统法”流程为稀磷酸→浓缩→氨中和→干燥。此法为引进技术。由于在磷酸浓缩过程中会析出大量固体悬浮物，使磷酸粘度增高，加热器结垢严重。故此工艺要求含杂质较低的富磷矿（P2O5≥30%，R203/P2O5≤12%，MgO/P2O5≤5%）。

“料浆法”流程为稀磷酸→氨中和→磷铵料浆浓缩→干燥。此法为国产技术，设备已实现国产化。由于磷铵料浆浓缩过程中的温度、压力、结垢机理等与磷酸浓缩显著不同，加热器基本不结垢或少结垢。故此工艺可适合杂质含量较高的中品位磷矿（P2O5≥26%，R2O3/P2O5≤18%，MgO/P2O5≤10%）。

本项目以湖北宜昌磷矿为原料制取磷酸，从而制备MAP，由于其磷矿品位偏低，故采用料浆法制备工艺，设计能力15万吨/年。

1.主要原料

22%P2O5稀磷酸（从矿石制备而来）+99.5%液氨（来自氨球罐）。

2.工艺流程

2.1氨化中和反应

本项目采用是外环流氨化反应器系统，主要由管式反应器、快速氨化反应器和给料循环泵等设备组成。

气氨与磷酸的加入量通过比例调节进行控制，中和度维持在 1.10～1.15之间。因为在这个范围内，磷酸氨化溶液中的氨分压极低，不必回收逸出到中和尾气中的氨。

气氨在管式反应器中与氨化料浆发生中和反应。料浆吸收反应放出的热量形成过热料浆并进入快速氨化器，在快速氨化器上部空间闪蒸降温。给料循环泵对快速氨化器中的料浆进行强制循环，强化气液传质，使物料充分反应。

由于在氨化反应中会产生大量的热量并形成二次蒸汽，本项目利用该二次蒸汽作为二、三效加热浓缩的热源，从而减少一次蒸汽的使用量。

2.2三效蒸发浓缩

本项目采用逆流真空三效蒸发流程。每套系统的主要设备包括蒸发器、加热器、循环泵。在蒸发器中料浆沿管程流动，蒸汽沿壳程流动。二、三效蒸发室为真空浓缩（真空度为：～70kPa），一效蒸发室为常压。蒸发温度不宜超过115℃，以减少磷铵料浆蒸发过程的氨损失。

一效蒸发器采用一次蒸汽作为热源，二效、三效利用氨化反应和一效蒸发器中产生的二次蒸汽作为热源，从而节省大量一次蒸汽使用量，气水比可以降低到0.45。经过三级浓缩后，磷铵料浆的含水量由52%降低至30%。

2.3 喷粉塔逆流干燥

本项目采用喷粉塔逆流干燥工艺。该工艺由燃煤热风炉、高压泵、喷雾干燥塔和空气鼓风机等设备组成。

含水率30%的磷铵料浆，用高压泵加压至8.0MPa并送到喷粉塔顶雾化。雾化料在喷粉塔内与热空气逆流接触并被干燥。干燥后的雾化料成粉状并从溢流口流出，通过冷却皮带输送机和成品皮带输送机送往包装车间的成品贮斗，由自动定量包装机包装成成品。

在沉降室得到的产品细粉通过清仓皮带输送机也送往成品皮带输送机，并最终包装成成品。

燃煤热风炉是在炉膛内直接与空气换热，具有效率高、设备紧凑、烟尘少、干燥能耗比蒸汽加热降低20%以上。同时也减少对外部公用工程的依赖性，提高了装置运行可靠性。

2.4二级尾气洗涤

本项目设置两级尾气洗涤系统，对尾气中的粉尘和氨充分吸收，达到排放标准。

一级尾气洗涤塔的洗涤液为稀磷酸，二级洗涤液为工艺水。洗涤液经尾气洗涤泵加压至0.25Mpa并送至喷淋洗涤塔。洗涤液从塔顶两层环管喷头中喷出，与尾气在塔内逆流接触，充分反应，达到洗涤的目的。

每台喷淋洗涤塔配一台尾气洗涤槽，两台尾气洗涤泵，一开一备。洗涤塔与洗涤槽垂直安装。尾气经两级洗涤后通过引风机升压后进行高点排放。

3.设备及管道布置

由于磷铵料浆含固量高，为利于料浆流动，加热器中心与循环泵出口管垂直布置。输送料浆管道采用坡度连接，并尽量减少弯头。

4.安全措施及环保措施

本装置的主要危险介质为氨。氨为乙类可燃易爆气体，有较强的刺激性气味。采取的措施为：对有氨排放的所有点均进行密闭收集，并经处理后排放；位于气氨泄放源附近的泵采用防爆电机；本装置放空等排放的料浆，通过地下槽收集，并用泵定时送回浓缩系统中，从而减少了废水的排放量，并提高了产品的回收率。

5.结语

本项目采用料浆法制备MAP，投产后产出合格产品，各项指标达到了设计要求。我国磷矿资源的现状是大于30%P2O5的磷矿不足10%，难选的胶质磷矿约占73%，可以说料浆法对利用我国丰富的中品味磷矿资源开辟了一条新途径。[科]

【参考文献】

[1]化工部硫酸与磷肥设计技术中心.磷酸.磷铵.重钙.技术与设计手册.化学工业出版社，1997：380～400.

[2]应建康，张允湘，钟本和.料浆法磷铵工艺的发展和展望.四川大学学报（工程科学版），2003，32（2）：1～4.

[3]张允湘.磷肥与复合肥料工艺学.化学工业出版社，2008：190～200.

[4]应建康，钟本和，张允湘.料浆法磷鞍工艺的技术经济优势.磷肥与复肥，1994（4）：1～5.