湿法磷酸生产饲料级磷酸氢钙
- 格式:ppt
- 大小:570.00 KB
- 文档页数:39
硫磷设计与粉体工程SP&BMHRELATEDENGINEERING2020年第4期DOI:10.16341/j.cnki.spbmh.2020.04.007生产饲料级磷酸氢钙用湿法磷酸净化技术探讨李燕凤(中石化南京工程有限公司,江苏南京㊀211100)㊀㊀摘㊀要:我国大型湿法磷酸和磷复肥企业正逐步向精细磷化工领域转型,用净化湿法磷酸制更高附加值的磷酸及磷酸盐的技术是当前最顺应时代㊁最先进的生产方法㊂总结了各种湿法磷酸的净化方法及其优缺点,重点探讨了用于生产饲料级磷酸氢钙时湿法磷酸的净化原理和工艺流程㊂关键词:磷酸净化;饲料级磷酸氢钙;湿法磷酸;探讨中图分类号:TQ126.35㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1009-1904(2020)04-0022-051 概述我国以湿法磷酸为原料的高浓度磷复肥产业经过多年的高速发展,近些年已经出现了产能过剩的现象㊂因此,许多磷肥生产企业都纷纷对湿法磷酸进行净化,大幅度提高其纯度,以生产工业级㊁饲料级,乃至于食品级㊁医药级的磷酸和磷酸盐产品,使企业摆脱只有单一磷肥产品的状况,实现多品种经营,以更好地适应市场的需求,提高企业的经济效益㊂在众多的磷酸盐产品中,饲料级磷酸钙盐的市场容量仅次于磷肥㊂饲料级磷酸钙盐(简称饲料级磷酸氢钙)产品包括:磷酸氢钙(DCP)㊁磷酸二氢钙(MCP)和磷酸一二钙﹙MDCP,为DCP和MCP的混合物﹚㊂其中,MDCP以其高吸收率㊁节能㊁环保㊁使用方便等特点成为饲料级磷酸氢钙的升级产品,深受国内外饲料级磷酸氢钙市场的欢迎,有着很好的发展前景㊂目前我国饲料级磷酸氢钙的产量已超过2000kt/a,产品畅销国内外,随着人们生活水平的不断提高,国内外市场对饲料级磷酸氢钙的需求还会持续地增长㊂我国饲料级磷酸氢钙的生产工艺迄今仍以石灰乳两段中和法为主㊂生产实践表明,该工艺存在以下缺陷:①工艺流程冗长繁杂,需两次中和及液固分离,且均为人工间歇操作,生产规模小,劳动强度大,操作环境差;②生产控制容易波动,产品质量不稳定;③只能使用低浓度的磷酸和石灰乳,水耗高,排水量多﹙5 7t/t﹚;④首次中和的沉淀用作副产肥料时带走了约30%的P2O5,降低了饲料级磷酸氢钙产品中P2O5的收率,影响企业的经济效益;⑤用石灰作为钙的来源,与用碳酸钙相比,既浪费了磷酸的化学能,又增加了烧制石灰的能耗;⑥该工艺只能生产粉状DCP产品,品种和规格单一,不能适应市场的多样化需求[1]㊂两段中和法工艺是在上世纪后期发展起来的,该工艺之所以得到发展,是基于当时国内磷工业技术水平和生产条件的限制㊂但随着我国高浓度磷复肥产业的高速发展,我国在磷矿精选㊁湿法磷酸浓缩及净化等方面的技术都取得了长足的进步㊂因此,饲料级磷酸氢钙的生产技术也应跟上时代的步伐,以更加先进的技术取代落后的旧工艺,并开发出更符合市场需求的新产品㊂近年来,一些企业采用净化湿法磷酸法生产饲料级磷酸氢钙,即将湿法磷酸先行净化制成饲料级磷酸,饲料级磷酸再与石灰石(CaCO3)反应,制取多种饲料级磷酸氢钙产品㊂当今发达国家的饲料级磷酸氢钙生产,包括工业级㊁食品级磷酸盐的生产基本上都采用净化湿法磷酸法㊂与两段中和法工艺相比较,净化湿法磷酸法有以下优点:①生产流程简单,可实现主生产线的连续化㊁自动化和生产装置的大型化;②可根据市场的需求,生产DCP㊁MCP和MDCP不同品种和粉状或粒状不同规格的产品;③生产稳定,产品品质有保证;④能耗低,有较好的经济效益和社会效益㊂㊃22㊃湿法磷酸净化制饲料级磷酸是净化湿法磷酸法生产饲料级磷酸氢钙的关键㊂随着磷矿品位的不断下降,湿法磷酸中杂质的含量升高,净化的难度进一步增加㊂饲料级磷酸制取饲料级磷酸氢钙的工艺比较简单[1],并可全部实现连续化生产㊂笔者将对湿法磷酸净化制饲料级磷酸的生产技术进行探讨,在此基础上提出一些观点和建议,最后推荐了一套湿法磷酸净化的工艺技术,该技术已部分申请国家专利,并应用于企业的生产实践㊂2㊀常用湿法磷酸净化工艺2.1㊀净化方法概述湿法磷酸中通常含有铁㊁铝㊁镁㊁氟㊁硫以及微量的砷㊁铅等杂质,净化的方法很多,如:化学沉淀法㊁结晶法㊁溶剂萃取法和离子交换法等㊂脱氟除了以上方法外,还有浓缩法和两段中和法等㊂化学沉淀法和溶剂萃取法这两种净化工艺在国内外的工业生产中应用比较广泛㊂1.溶剂萃取法溶剂萃取法基于磷酸可溶于有机溶剂中,而其他杂质不易被萃出,从而使磷酸与杂质分离以达到净化磷酸的目的㊂溶剂萃取法的优点是净化效果好,所得产品的纯度高,装置生产能力大,且易实现连续化和自动化㊂但其生产流程和设备比较复杂,且溶剂价格昂贵,投资和产品成本较高,适用于制取食品级及以上更高附加值的产品㊂目前在国内实现工业化的装置并不多㊂2.化学沉淀法化学沉淀法即在湿法磷酸中加入某些化学物质,令其与磷酸中的杂质形成沉淀,经过滤分离以除去杂质㊂该法的净化效果一般,但其工艺流程和设备比较简单,投资和生产成本较低,且易于操作,在工业生产中应用十分广泛㊂湿法磷酸用于生产饲料级磷酸氢钙时,其净化脱除阳离子和硫酸根宜采用化学沉淀法㊂3.推荐的脱氟工艺湿法磷酸净化技术的关键在于脱氟工艺,脱氟效果的优劣直接影响产品的质量和产品中磷的收率㊂目前饲料级磷酸氢钙行业研究的重点也集中在脱氟工艺上㊂氟在湿法磷酸中以两种形态存在:①是与酸中的铁㊁铝㊁镁等离子形成多种形态的氟化物微细晶体;②是溶解于液相中的HF㊁H2SiF6㊂成为微细晶体的氟化物不可挥发,只能通过将磷酸陈化㊁澄清令晶体长大,再用过滤的方式将其去除㊂笔者认为可在化学沉淀法脱除阳离子和硫酸根的过程中,通过过滤工序去除这部分氟化物㊂而溶解于液相中的HF㊁H2SiF6为可挥发氟化物,目前脱氟主要集中在可挥发氟化物脱除方法的研究上㊂2.2㊀净化原理1.脱除阳离子湿法磷酸中的砷㊁铅会和Na2S反应生成硫化物沉淀㊂Na2S中的钠离子会与酸中的镁㊁铝和氟反应生成氟铝镁钠沉淀㊂2As3++3S2-ңAs2S3ˌPb2++S2-ңPbSˌNa++Mg2++Al3++6F-+nH2OңNaMgAlF6㊃nH2Oˌ2.脱除硫酸根当有钙离子存在时,游离H2SO4与其结合生成CaSO4㊃nH2O沉淀㊂SO2-4+Ca2++nH2OңCaSO4㊃nH2Oˌ3.脱除氟磷酸被加热时,酸中的H2SiF6和HF会分解为SiF4和HF气体逸出㊂SiF4的气体分压比HF的高,所以SiF4更容易逸出,故加入硅藻土(主要成分为活性SiO2)使HF转化为SiF4㊂6HF+SiO2ңH2SiF6+2H2O2H2SiF6+SiO2ң3SiF4ʏ+2H2OH2SiF6ң2HFʏ+SiF4ʏHF(l)ңHF(g)ʏ2.3㊀各类杂质的脱除方法2.3.1㊀脱除阳离子1.脱除原因湿法磷酸中的阳离子有铁㊁铝㊁镁以及微量的砷㊁铅,其中砷和铅都是有毒物质,在饲料级磷酸氢钙中的含量有严格控制㊂饲料级磷酸氢钙生产厂家习惯用MER值[MER=w(Fe2O3+Al2O3+MgO)/w(P2O5)]来反应磷酸中的阳离子含量㊂一般磷酸的MER值小于7%时,才能生产出合格的饲料级磷酸氢钙产品,且MER值越小,生产的饲料级磷酸氢钙的品质越高㊂㊃32㊃2020年第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀李燕凤.生产饲料级磷酸氢钙用湿法磷酸净化技术探讨磷酸中阳离子的含量对脱氟也有着不同程度的影响,影响最大的是铝离子,其含量较高时脱氟困难,其次是镁离子,而铁离子对脱氟的影响较小[2]㊂因此,需要在湿法磷酸脱氟前对其进行处理㊂2.脱除方法笔者推荐用Na2S脱除阳离子㊂将Na2S粉末配制成w(Na2S)=5%的溶液,投入量为理论用量的1.2倍,反应时间1.5h,常温反应,反应后送入澄清槽进行澄清分离㊂宜选用性能稳定的板框压滤机对上层清液进行压滤,所得磷酸中砷㊁铅及不可挥发的氟化物晶体的脱除率可达70%以上㊂由于引入了钠离子,磷酸中部分氟㊁铝和镁会以氟铝镁钠复盐的形式沉淀下来,通过压滤可以得到较高的杂质脱除率㊂其中氟的脱除率最高,其次是镁和铝,铁的脱除率较低,但铁对脱氟的影响较小㊂上述脱除阳离子的过程中实现了预脱氟㊂需要特别指出的是,不可挥发氟化物本身以沉淀形式存在于磷酸中,无论是采用化学脱氟还是气提脱氟都比较难脱除,只能在上述过程中通过过滤的方式去除㊂若酸中的铝含量较高,用上述方法不能获得合格的饲料级磷酸时,可采用添加适量氢氟酸作为沉淀剂的方法,强化铝㊁镁和铁的脱除㊂随着氢氟酸用量的增加,铝的脱除率增大㊂此法对酸中铝的脱除效果显著,但增加氢氟酸的用量会导致氟的残留和成本的增加,尤其是对氟有特殊要求的产品,在应用此法时要严格控制氢氟酸的加入量㊂氢氟酸的加入量为化学计量的1.2倍,据文献报道,酸中铝㊁镁和铁的脱除率分别为49.2%㊁26.9%和21.9%,磷的损失率小于10%[3]㊂从已有的研究成果和生产实际来看,用上述方法脱除阳离子后,磷酸中的铝㊁镁和铁含量明显下降,MER值低于7%时,磷酸符合饲料级磷酸氢钙生产的要求,但氟含量仍过高,需要进一步脱除㊂3.注意事项另外,在脱除砷㊁铅的过程中,S2-先与磷酸接触产生H2S,溶于酸中的H2S再与砷㊁铅反应,生成难溶的硫化物沉淀,故在磷酸液体表面会有H2S气体存在㊂过量的H2S会导致资源浪费,更重要的是会造成环境污染㊂据文献报道,H2S在磷酸中的溶解度符合一般气体在液相中的溶解度规律,它随着H2S分压的增大而增大,随着温度和磷酸浓度的增大而减小[4]㊂所以在磷酸净化时,温度低时净化效果好,在稀酸中的脱除效果比在浓酸中好㊂脱除砷㊁铅反应结束后,磷酸中会有残余的H2S,可采用加热磷酸的方式使其逸出㊂所有可能有H2S逸出的设备上方必须配置负压尾气收集管道,将所有含H2S的尾气收集后进行处理㊂一般用稀氢氧化钠溶液洗涤达标后排放㊂2.3.2㊀脱除硫酸根1.脱硫剂的选择湿法磷酸中的硫以SO2-4的形式存在,一般采用化学沉淀法脱除㊂脱硫剂可选用廉价易得的磷矿浆(或磷矿粉)㊁碳酸钙或碳酸钡㊂碳酸钡价格相对较贵,并且单独使用碳酸钡作为脱硫剂时,生成的晶体十分细小,造成过滤困难,在实际生产中很难实现㊂因此碳酸钡不宜单独作为脱硫剂使用㊂磷矿浆的脱硫速率不如碳酸钙,但若反应时间足够长,两者脱硫速率差不多㊂因在湿法磷酸生产中磷矿浆更易得且经济,建议选用磷矿浆作为脱硫剂㊂2.脱除方法磷矿浆的加入量为化学计量的1.3倍,反应时间4.5h,脱除率可达98%以上㊂若对硫酸根含量要求严格,可采用碳酸钡结合磷矿浆脱硫,可使硫酸根的脱除率达到99%以上[5]㊂湿法磷酸脱除硫酸根方面的研究较多,以上采用的方法简单经济,且磷的损失较小,是切实可行的湿法磷酸脱硫工艺㊂因硫酸根和阳离子的脱除均选用化学沉淀法,且两者的反应互不干扰,故可同时进行,并可共用一套反应系统和过滤系统㊂2.3.3㊀脱除氟湿法磷酸脱氟的技术可大致分为两种,浓缩脱氟法和石灰乳中和法㊂前面提到石灰乳中和法所得饲料级磷酸氢钙产品中磷的收率较低,且磷酸质量不稳定㊂浓缩脱氟法可分为加硅浓缩和不加硅浓缩两种,而加硅浓缩脱氟法可以获得更高的脱氟率㊂1.加硅浓缩脱氟法先将湿法稀磷酸浓缩到w(P2O5)>46%,除去酸中60% 80%的氟后,再加入活性SiO2,真空脱氟或鼓入空气进一步脱氟㊂加硅浓缩脱氟工艺脱氟效果好,磷的损失小,用净化湿法磷酸法生产饲料级磷酸氢钙应优先选用加硅浓缩脱氟法㊂加硅浓缩脱氟㊃42㊃硫磷设计与粉体工程SP&BMHRELATEDENGINEERING㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2020年第4期法的工艺有以下几种㊂(1)添加脱氟剂于75 80ħ的磷酸中,采用强制循环真空蒸发的工艺㊂此工艺与湿法磷酸浓缩采用的工艺和设备基本相同㊂其原理为:在高真空下,液相中的HF㊁H2SiF6呈SiF4形态,可与水蒸气一同逸入气相进而得到低氟磷酸㊂(2)添加脱氟剂于脱氟槽内温度为75 80ħ的磷酸中,采用于热磷酸中鼓入热空气的方式,使SiF4随鼓入空气逸出㊂此工艺亦称槽式脱氟工艺㊂(3)添加脱氟剂于90 100ħ的磷酸中,将磷酸喷淋于空塔内,使磷酸液滴与低含湿量的空气逆流接触,酸中的HF㊁H2SiF6以SiF4形态逸出后被空气带走,从而得到低氟磷酸㊂因此,此工艺亦称塔式脱氟工艺㊂2.强制循环真空蒸发脱氟工艺强制循环真空蒸发的脱氟工艺在脱氟的同时还可以提高磷酸的浓度㊂但与其他方法相比,其投资较高,操作成本也较高㊂此工艺应用于湿法浓磷酸深度净化脱氟时,因磷酸浓度增高时沸点也随之增高,需要比浓缩稀酸更高的真空度才能实现浓酸的脱氟,导致动力消耗很大,所以浓磷酸脱氟用此方法并不经济㊂3.槽式脱氟工艺槽式脱氟工艺是在磷酸槽内鼓入热空气,使SiF4随鼓入空气逸出从而达到脱氟的目的㊂此方法一般需要设置多个脱氟槽才能进行,投资较高;其连续相为磷酸,分散相为空气,脱氟槽中部分磷酸与空气接触不充分,影响脱氟效果;需用蒸汽对空气进行加热,传热效率较低;此法需将热空气鼓到磷酸液面以下,风机需要较高风压,动力消耗高㊂4.塔式脱氟工艺笔者推荐采用塔式脱氟工艺㊂相较于槽式工艺,塔式脱氟工艺连续相为空气,磷酸被蒸气加热后喷淋于脱氟塔内㊂塔式脱氟工艺具有以下特点:①热磷酸作为分散相经喷头雾化后从塔顶喷下,与空气充分接触,有利于传质和传热;②用蒸汽通过石墨换热器对磷酸进行加热,相对于蒸汽对空气加热传热效率高;③磷酸温度更高,水汽和SiF4更易自酸中逸出,最大限度的脱去磷酸中的氟化物,所得磷酸中的氟含量比槽式工艺明显降低;④磷酸和脱氟剂的混合物经泵送入脱氟塔内进行循环脱氟,直至生产出合格的饲料级磷酸产品,保证了产品的质量;⑤磷酸被连续循环地进行加热和脱氟,且为了避免磷酸加热和脱氟两个循环串联进行时石墨管破裂的风险,建议磷酸加热和脱氟两个循环并联独立进行;⑥塔式脱氟工艺相较于其他工艺投资低,动力消耗低㊂需要特别指出的是:磷酸进出石墨换热器的温差一般要求小于4ħ,温差大容易引起磷酸中各种介质溶解度发生较大变化,导致固相析出,引起换热管堵塞㊂提高循环比,即提高通过换热器的磷酸量,在换热量一定的前提下,可降低磷酸进出石墨换热器的温差,有效延长石墨管清洗周期[6]㊂3㊀饲料级磷酸净化工艺笔者推荐的生产饲料级磷酸氢钙用湿法磷酸的净化工艺流程如图1所示㊂图1㊀生产饲料级磷酸氢钙用湿法磷酸净化工艺流程示意w(P2O5)=46% 48%的湿法浓磷酸和Na2S㊁磷矿浆或磷矿粉等杂质脱除剂,同时加入带有搅拌器的反应槽,反应4.5h后,送入澄清槽进行澄清,在澄清槽内加入絮凝剂,起吸附沉淀的作用,有助于加速沉淀过程㊂经过较长时间的澄清后,澄清槽上层的清液送㊃52㊃2020年第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀李燕凤.生产饲料级磷酸氢钙用湿法磷酸净化技术探讨去过滤机,过滤掉含砷㊁铅的沉淀和不可挥发氟化物的沉淀,以及含铝㊁镁㊁铁等杂质的沉淀㊂过滤后磷酸中有固含量需小于0.3%,酸中砷㊁铅的含量经分析合格后送深度脱氟工序,不合格的磷酸需返回到反应槽再次反应㊂澄清槽下层的渣酸亦送去过滤机,过滤后的酸液返回澄清槽㊂过滤机的滤渣因含砷化物,将其收集后集中处理㊂将所有含H2S的尾气收集后,用稀氢氧化钠溶液洗涤达标后排放,所得洗涤液为Na2S溶液,可作为阳离子脱除剂送至反应系统回收利用㊂将上述分析合格的磷酸加入脱氟槽内,与硅藻土(活性SiO2)料浆及脱氟塔底部流出的低氟磷酸混合后,于96ħ经泵送入石墨换热器的下封头内㊂磷酸自下而上流过石墨换热器,被壳程中通入的蒸汽升温3 4ħ后,自石墨换热器上封头排出,返回脱氟槽㊂脱氟槽内的磷酸被连续循环地进行加热㊂同时,热磷酸自脱氟槽经泵喷洒于脱氟塔内㊂自脱氟塔底部进入的空气沿脱氟塔上升,与热磷酸液滴逆流接触完成质和热的传递㊂磷酸中部分水分和可挥发氟化物(HF㊁H2SiF6)则以水汽和SiF4的形态被转入至空气中,使空气增湿增氟,变成含氟废气自脱氟塔塔顶部排出;降温脱氟后的磷酸返回脱氟槽被连续循环地进行脱氟,直到满足饲料级磷酸氢钙生产的要求㊂磷酸加热和脱氟两个循环并联独立进行㊂脱氟槽内进料和净化磷酸成品输出均采用间歇式操作㊂石墨换热器加热磷酸和脱氟塔内喷洒磷酸脱氟采用连续操作㊂一个操作周期结束后,脱氟槽内的磷酸即为满足饲料级磷酸氢钙生产要求的饲料级磷酸㊂含氟废气经除沫器除去夹带的磷酸液沫后,再经两级洗涤塔及一级除沫器洗涤㊁除沫后放空㊂第二级洗涤塔内用清水喷淋洗涤,气液平衡后生成质量浓度约1%的稀氟硅酸溶液,送至第一级洗涤塔㊂第一级洗涤塔平衡后得到质量浓度约5%的氟硅酸溶液,送往氟硅酸贮槽贮存㊂若有湿法磷酸装置,可送至湿法磷酸装置浓缩工段的氟洗涤工序,作为二级洗涤液使用㊂4 结束语饲料级磷酸氢钙是动物饲料重要的矿物添加剂㊂随着人口总量的增加,城镇化进程的发展,特别是人民生活水平的提高,畜㊁禽㊁渔养殖业必然快速发展,饲料及其饲料级磷酸氢钙添加剂在国内外将有着广阔的市场需求和良好的发展前景㊂笔者推荐的饲料级磷酸氢钙生产用湿法磷酸净化技术生产流程简单,可实现主生产线的连续化㊁自动化和生产装置的大型化,且工艺指标稳定㊂该净化技术根据杂质种类的不同选择不同的脱除剂㊂1.采用Na2S脱除阳离子,可在脱除阳离子的同时,一并脱掉不可挥发氟化物晶体,实现预脱氟㊂若湿法磷酸中的铝含量较高,可采用添加适量氢氟酸作为沉淀剂的方法,强化铝㊁镁和铁的脱除㊂2.采用碳酸钡结合磷矿浆脱硫,硫酸根的脱除率可达99%以上㊂3.采用塔式脱氟工艺,热磷酸在脱氟塔内雾化喷淋,与空气逆流接触,充分传质传热,最大限度脱去磷酸中的氟化物,保证了产品的质量,投资及动力消耗也较低㊂通过上述方法可获得较高的杂质脱除率,制得满足饲料级磷酸氢钙生产要求的磷酸㊂采用净化湿法磷酸法生产饲料级磷酸氢钙,不仅能大幅度降低能源消耗,还能增加企业的经济效益,增强企业的核心竞争力,能适应未来饲料级磷酸氢钙企业的发展趋势,也使湿法磷酸的产品链得以延伸㊂参考文献:[1]㊀孙国超,陈玉如.饲料级磷酸氢钙盐的大型化设计[J].磷肥与复肥,2011(26):28 32.[2]㊀刘正东.湿法磷酸净化技术[J].山东化工,2015(18):101 104.[3]㊀黎铉海,李华生,潘柳萍,等.氢氟酸在湿法磷酸净化中的应用研究[J].广西大学学报:自然科学版,2009(34):53 56.[4]㊀黎铉海,卢渝文,张燕娟,等.硫化氢在磷酸溶液中溶解度的实验研究[J].无机盐工业,2012(44):30 32.[5]㊀张翠微,钟本和,李㊀军.湿法磷酸净化脱硫新工艺[J].硫磷设计与粉体工程,2004(6):10 12.[6]㊀孙国超,李燕凤,黄㊀晶,等.一种吹气法脱除湿法磷酸中氟的装置[P].中国专利:ZL201520673983.5,2015-09-01.作者简介:李燕凤(1983-),女,黑龙江勃利人,高级工程师,从事磷酸㊁磷肥设计及技术开发工作,电话:139****5945,E-mail:liyf.snei@sinopec.com㊂(收稿日期:2019-12-19)㊃62㊃硫磷设计与粉体工程SP&BMHRELATEDENGINEERING㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2020年第4期SP&BMHRELATEDENGINEERING㊀BimonthlyTotalNo.157,No.42020;PublishedonJul.31,2020ABSTRACTS㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(InitialIssueinDec.of1991)ReviewofTechnologyforPurificationofWet⁃processPhosphoricAcidforProductionofFeedGradeCalciumHydrogenPhosphateLIYan⁃feng(SINOPECNanjingEngineering&ConstructionInc.,Nanjing211100,China)Abstract:㊀Aslargewet⁃processphosphoricacidandcompoundphosphatefertilizerproducersinChinaareshiftingtothephosphatefinechemicalsector,itisatrendyandadvancedapproachtoemploythetechnologytoproducehighadded⁃valuephosphoricacidandphosphatebypurifyingwet⁃processphos⁃phoricacid.variousmethodsforpurificationofwet⁃processphosphoricacidandtheiradvantagesanddisadvantagesarereviewd,andthepurificationmech⁃anismandprocessflowforpurificationofwet⁃processphosphoricacidforproductionoffeedgradecalciumhydrogenphosphatearehighlighted.Keywords:㊀phosphoricacidpurification;feedgradecalciumhydrogenphosphate;wet⁃processphosphoricacid;reviewCaseStudyofTotalFreshAirDehumidifierwithDoubleCoolingSourceZHAOHong⁃mei(JiangsuZhiyuanHigh⁃techEnergyTechnologyCo.,Ltd.,Nanjing210032,China)Abstract:㊀Fornewtemperature⁃humidityindependentcontrolair⁃conditioningsystem,thetheoreticalenergy⁃savingisobvious;thekeyofthesystemliesinthehandlingoffreshair.ThispaperprovideacasestudyonakindoftotalfreshairdehumidifierwithdoublecoolingsourceusedinaprojectinNan⁃jing,soastoachievebetterapplicationanddevelopment.Keywords:㊀dehumidifier;freshairhandling;doublecoolingsource;application;case;studyApplicationofTubeBundleDustCollectorinUltra⁃lowEmissionofBoilerDustCUIHao⁃dong(BeijingSPCEnvironmentProtectionTechCo.,Ltd.,Beijing100142,China)Abstract:㊀Ultra⁃lowdustemissioncomesasaresultofincreasingattentiononandmorestringentrequirementsbythenationforenvironment,safetyandenergyefficiency.Takingtheexampleoffluegaspurificationforthedesulfurizationsystemofacoal⁃firedboiler,theselectionoftechnicalrevampscheme,revampconstructionprocedureandtechnicaleffectforthefluegasdustcollectionsystemareoutlined.Anintegratedsingletowerdeepdesulfurizationanddustcollectionsystemareemployed,whichcomeswitheasyconstruction,costsaving,andstableoperation,andthedustlevelintheemittedfluegasiskeptbelow4.5mg/m3,whichachievesthegoalofultra⁃cleandustemission.Keywords:㊀fluegasdustcollection;dustcollector;technicalrevamp;ultra⁃lowemissionControlMeasuresagainstStructuralSteelWeldingStressandDeformationLUQing⁃qian(SINOPECNanjingEngineering&ConstructionInc.,Nanjing211100,China)Abstract:㊀Weldingstressanddeformationaredetrimentaltotheweldment.Thecausesofstructuralsteelweldingstressanddeformation,andproposescorrespondingcontrolmeasuresagainstsuchdetrimentalweldingstressanddeformationofstructuralsteelweldmentintermsofcontrolofweldingproce⁃dure,eliminationofweldingstress,controlofweldingdeformation,andrectificationofweldingdeformationarestudied.Keywords:㊀structuralsteelwelding;weldingstress;weldingdeformation;causeanalysis;controlmeasureApplicationAdjustmentofActivatedCarbonFlueGasDesulfurizationandDenitrationTechnologyinSinteringMachineWUZhen⁃shan1,4,LVWan⁃feng2,SONGKe⁃long3,ZHAOWen⁃shu2,WANGZhen3,GEMing⁃kui4,ZHUJian4(1.NanjingLiuyanEnvironmentalTechnologyCo.,Ltd.,Nanjing211100,China;2.DelongIronandSteelCo.,Ltd.,Xingtai054009,China;3.AnyangIron&SteelGroupHenanFengbaoSpecialSteelCo.,Ltd.,Linzhou456550,China;4.JiangsuDeyitongEnvironmentalProtectionTechnoogyCo.,Ltd.,Nanjing211800,China)Abstract:㊀Activatedcarbonfluegasdesulfurizationanddenitrationtechnologyisbeingextensivelyappliedinthefluegastreatmentattheheadofsinte⁃ringmachinebythesteelproducers.However,therapidanddisorderlydevelopmentalsobringsrisks,particularlytheself⁃ignitionofactivatedcarbondur⁃ingoperation,andbigdiscretetemperaturesacrosstheadsorptionbeds,andhigherNH3⁃Nratiothanthetheoreticalvalue.Takingtheexampleoffluegasdesulfurizationanddenitrationsystemsattheheadsoftwosinteringmachines,Thecausesofaboveproblemsarestudied,andcorrespondingcorrectivemeasuresaretaken,whichalleviatesaboveproblemstoacertainlevel.Keywords:㊀fluegasdesulfurization;denitration;activatedcarbonself⁃ignition;NH3⁃Nration;bedtemperature;sinteringmachineTrialUseofSemi⁃cokeinLargePhosphorusElectricFurnaceLIJiang⁃tao1,WENLi⁃ning2,SUNZhi⁃li1,2,3(1.YuntianhuaTianAnChemicalCo.,Ltd.,Anning650309,China;2.ChinaInorganicSaltsIndustryAssociation,Beijing,100013,China;3.HuidongJinchuanPhosphateChemicalCo.,Ltd.,Huidong615205,China)Abstract:㊀Withincreasingpriceofmetallurgicalcoke,someoftheyellowphosphorusproducersarebeginningtouselowercostanthracite,semi⁃cokeasreductionagent.Trialyellowphosphorusproductionisconductedinalargephosphoruselectricfurnacebyadding25%semi⁃coke.Theanalysisdataarere⁃viewdduringthetrialoperation,includingcokefeed,sinteringmaterial,andmainprocessparametersandoperatingconditionsofthephosphoruselectricfurnace,andconductscomparisonanalysis.Thetrialresultsshowthat,byusingthesemi⁃coke,itwillhelpreducetheoperatingcost,however,itisnotsuitableforlargephosphoruselectricfurnace,andthefutureuseinthermalprocessyellowphosphorusproductionrequiresfurtherstudyandtest.Keywords:㊀yellowphosphorusproduction;phosphoruselectricfurnace;feedcoke;semi⁃coke;trialuse;review。
饲料级磷酸氢钙的生产工艺简介饲料级磷酸氢钙生产技术分热法、湿法两种。
热发以热法磷酸直接与石灰石粉按比例混合反应而成,该法工艺简单、能耗低,但热发磷酸成本高,企业在经济上难以过关,西方国际采用此法的厂家愈来愈少,取而代之的是湿法工艺。
湿法工艺可分为稀磷酸浓缩脱氟法和稀磷酸净化脱氟两种方法。
尽管浓缩脱氟法工艺在发达国家应用相当广泛,但该法不仅要求磷矿品位要高。
而且要求磷矿中MgO、Al2O3含量要低,这样脱氟才较容易,才能有效降低氟的操作费用和便于操作,而国内的情况如下:磷矿品位较低,其中MgO、Al2O3含量都较高,加之浓缩脱氟设备一次性投资大,蒸汽消耗量大,生产中蒸发设备易结垢而降低蒸发的效果,诸多缺点使厂家在经济上尚难以过关,而且要求规模大,生产成本方可降低,故目前国内采用此工艺的厂家甚少,从装置规模上看,此工艺还处于生产装置试验阶段。
稀磷酸净化脱氟法生产饲料级磷酸氢钙工艺是我国及一些发展中国家(巴西、捷克斯洛伐克、前苏联、波兰、匈牙利等)应用、研究最多的方法。
其中包括盐酸法、过磷酸钙浸取法和脱氟两端中和法等。
在这些粗磷酸溶液中,不经浓缩而用一辅助手段去除其中的氟化物,由于矿源不同,所得湿法磷酸中杂质含量也差别很大,因此也就使得脱氟工艺困难而复杂化。
紧密围绕湿法磷酸脱氟、生产合格的饲料级磷酸钙产品(HG2636-94),广大研究者和生产者开发出了一系列的方法,下面简述目前国内外一些成型生产饲料级磷酸氢钙的工艺方法:一、过磷酸钙水浸法过磷酸钙浸取法是80年代我国才开始发展起来的一种工艺,由于该工艺生产方法简单易行,且能使用含杂质较高的磷矿,因此,目前我国建厂较多。
该法成都科技大学磷复肥及磷酸盐研究早在1985年就获得了我国生产饲料级磷酸氢钙的第一个专利(专利号:CN1003247)。
其工艺大体是:水浸过磷酸钙后,净化脱重金属、脱氟生产饲料级磷酸氢钙,所不同的只是在脱氟工艺选择中有所不同,脱氟残渣均返回到过磷酸钙生产中。
不同⽣产⼯艺的磷酸氢钙质量⽐较与控制饲料级磷酸氢钙的⽣产⼯艺有多种,不同⽣产⼯艺的磷酸氢钙质量如何?在饲料⽣产过程中应该如何选择?这些内容是饲料企业品管⼈员需要了解的。
不同⽣产⼯艺介绍磷酸氢钙按其从磷矿中分离磷的⽅法分为热法磷酸法和湿法磷酸法两类,热法磷酸法能耗⼤,随着能源的紧张及⽣产成本的影响,⽬前已被湿法⽣产⼯艺取代。
湿法磷酸法是⽤酸性较强的⽆机酸或酸式盐分解磷矿,再进⾏脱氟,除杂并⽤⽯灰乳或碳酸钙、液氨(⽩垩)中和反应加⼯⽽成的。
湿法磷酸法⼜分为硫酸法、盐酸法、硝酸法或氟硅酸及硫酸氢铵法等。
但⽣产中常⽤的⽅法为硫酸法、其次是盐酸法。
硝酸法或氟硅酸及硫酸氢铵法除进⾏研究⼯作探讨外,进⾏⽣产的为数不多。
除了矿物磷酸氢钙外,⽬前还有⼀种植物磷酸氢钙,是利⽤肌醇渣(⽣产肌醇的副产品)为原料,经酸解、中和及沉淀等获得的产品。
下⾯,我们来详细介绍硫酸法、盐酸法这2种⼯艺⽣产出来的矿物磷酸氢钙和植物磷酸氢钙的质量⽐较与控制。
因篇幅较长,我们分期对这3种⼯艺的磷酸氢钙进⾏介绍,本次与⼤家交流的是硫酸法⽣产的磷酸氢钙。
⼀硫酸法⽣产磷酸氢钙1⼯艺流程2⽣产⼯艺过程介绍(1)磷酸制备磷矿⽯(Ca3(PO4)2·CaF2)与硫酸反应,⽣成磷酸、氢氟酸和硫酸钙(磷⽯膏)。
经离⼼分离后,磷⽯膏沉淀,混合酸(磷酸、氢氟酸、硫酸等)进⾏下⼀步的脱氟。
此反应硫酸常会过量,因此在⽣成的混合酸中会有少量的硫酸残留。
化学反应式如下:Ca3(PO4)2·CaF2+4H2SO4=2H3PO4+4CaSO4 +2HF(2)脱氟脱氟⼯艺在饲料级磷酸氢钙⽣产中⾄关重要,是其核⼼⼯艺技术。
根据脱氟⼯艺的不同,⼜分为浓缩脱氟法和化学沉淀脱氟法。
浓缩脱氟法主要是国外⽣产企业采⽤,国内企业主要采⽤的是化学沉淀脱氟法。
在这⾥我们就主要讲述与我们相关的国内企业采⽤的化学沉淀脱氟法。
向磷酸制备环节得到的混合酸中加⼊与氟化物能⽣成难溶化合物沉淀的化学物质(沉淀剂),使其从磷酸中沉淀出来,得到脱氟磷酸或脱氟的磷酸盐溶液。
湿法磷酸多级中和制备饲料磷酸氢钙研究*周琼波,龚丽,韩增辉,张晖,何宾宾,姜威,欧志兵,刘润哲,刘丽芬(国家磷资源开发利用工程技术研究中心,云南磷化集团有限公司,云南晋宁650600)摘要:磷酸氢钙是常用的饲料添加剂。
一般以湿法磷酸作为原料,采取中和法脱除有害元素氟和倍半氧化物。
研究了湿法稀磷酸中和后在不同pH 下滤液和滤饼的全元素分析。
研究表明,当中和pH=2.33时,滤液m (P 2O 5)/m (F )=242.9,满足GB 22548—2017《饲料级磷酸氢钙》Ⅰ型标准,探讨了m (P 2O 5)/m (F )和MER (金属氧化物与P 2O 5的质量比)值随pH 的变化关系。
关键词:湿法磷酸;中和法;饲料级磷酸氢钙中图分类号:TQ126.35文献标识码:A文章编号:1006-4990(2018)05-0047-03Research on preparation of feed grade calcium phosphate by multi ⁃stepneutralization of wet ⁃process phosphoric acidZhou Qiongbo ,Gong Li ,Han Zenghui ,Zhang Hui ,He Binbin ,Jiang Wei ,Ou Zhibing ,Liu Runzhe ,Liu Lifen(National Engineering and Technology Center for the Development &Utilization of Phosphor Resources ,Y unnan Phosphate Chemical Group Co.,Ltd.,Jinning 650600,China )Abstract :Calcium phosphate is a common feed additive.In general ,wet phosphoric acid is used as raw material ,and theharmful elements F and R 2O 3are removed by neutralization.The content in filtrate and the filter cake under different pH con ⁃ditions were studied.The research indicated that when pH was 2.33,the mass fraction of P 2O 5to F in filtrate was 242.9,which met the type Ⅰrequirement of Feed Grade Calcium Phosphate (GB 22548—2017).At the same time ,the change relationship of the mass fraction of P 2O 5to F and MER (the mass fraction of metallic oxide to P 2O 5)with pH was discussed.Key words :wet ⁃process phosphoric acid ;neutralization ;feed grade calcium phosphate磷酸氢钙(CaHPO 4·2H 2O )是常用的饲料添加剂,可以为一切家禽、家畜、鱼虾类等提供营养元素[1-3]。