濕法磷酸生產(chǎn)過程中結(jié)垢影響因子的研究.pdf

1、磷礦石是生產(chǎn)濕法磷酸的主要原料，礦石中含有多種元素，例如P、 Ca、Fe、Al、Mg、F、Si、Na和K等元素。因國內(nèi)磷礦多屬于低品位礦，雜質(zhì)含量高，濕法磷酸生產(chǎn)中存在主要問題是如何防止料漿在真空過濾時結(jié)垢。垢層主要由Na<,2>SiF<,6>、K<,2>SiF<,6>等難溶物組成，難于清理，在工業(yè)生產(chǎn)中，其清理周期一般不超過一個星期，給生產(chǎn)帶來很大的不便，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。 濕法磷酸生產(chǎn)中磷酸料漿在大約在0.054～0.06M

2、pa真空過濾時，溫度驟變，水分蒸發(fā)，使溶液中含有大量過飽和雜質(zhì)如Na<,2>SiF<,6>、K<,2>SiF<,6>析出并附著在過濾器和管道上。因此解決濕法磷酸生產(chǎn)中磷酸料漿真空抽濾的結(jié)垢問題的方法是：通過添加添加劑，增大Na<,2>SiF<,6>、K<,2>SiF<,6>在磷酸料漿中的溶解度，減少結(jié)垢；或是在磷酸料漿中加入H<,2>SiF<,6>、Na<,2>PO<,4>、K<,3>PO<,4>，根據(jù)同離子效應(yīng)的有關(guān)原理，Na<,2>

3、SiF<,6>、K<,2>SiF<,6>在磷酸料漿中的溶解度下降，使Na<,2>SiF<,6>、K<,2>SiF<,6>在磷酸料漿真空過濾前提前沉淀，減少結(jié)垢。 鑒于此，論文首先通過模擬濕法磷酸生產(chǎn)中磷酸料漿真空過濾的過程，研究磷酸料漿在不同溫度及不同真空度下磷酸料漿的溫度下降和磷酸料漿水分蒸發(fā)量。結(jié)果表明：真空過濾時真空度越高，磷酸料漿的溫度下降越大，結(jié)垢越多。在75～80℃下，真空度為0.056～0.57 Mpa.時，沉淀結(jié)

4、垢量較小，過濾強度適中。所以，濕法磷酸生產(chǎn)過程中，萃取反應(yīng)溫度為75～80℃，料漿過濾真空度保持在0.056～0.057Mpa比較適易。 其次，論文研究了不同溫度下Na<,2>SiF6、K<,2>SiF<,6>在磷硫混酸溶液中的溶解度，結(jié)果表明：隨著溫度升高，氟硅酸鈉(鉀)在磷硫混酸中的溶解度逐步增大，在相同溫度下氟硅酸鈉的溶解度要比氟硅酸鉀的溶解度要大。通過考察在磷酸料漿中分別加入H<,2>SiF<,6>和Na<,3>PO<,

5、4>等物質(zhì)，研究其對。Na<,2>SiF<,6>、K<,2>SiF<,6>結(jié)垢的影響。結(jié)果表明：隨著這些物質(zhì)添加量的增大，Na<,2>SiF<,6>、K<,2>SiF<,6>在磷酸料漿中的溶解度均呈下降趨勢。當(dāng)Na<,3>PO<,4>添加量分別達(dá)到0.85 g/kg和1.28 g/kg時，氟硅酸鈉和氟硅酸鉀基本不溶于磷酸中；當(dāng)H<,2>SiF<,6>添加量達(dá)到4.0％時，氟硅酸鈉和氟硅酸鉀基本不溶于磷酸中。因此，在濕法磷酸生產(chǎn)中加入適量

6、的H<,2>SiF<,6>(3.0～4.0％)和Na<,3>PO<,4>(0.085～0.128％)等物質(zhì)，可大大緩解磷酸料漿真空過濾時氟硅酸鉀、氟硅酸鈉的結(jié)垢問題。 最后，論文探討了影響結(jié)垢的主要因素，并提出了防止料漿在真空過濾時的結(jié)垢方法。試驗采用單變量法，分別探討了P<,2>O<,5>、SO<,3>和添加劑等濃度變化對氟硅酸鉀鈉鹽結(jié)垢的影響。試驗結(jié)果表明：這些因素的濃度與結(jié)垢量呈反比，適宜的添加劑量為3.0％，根據(jù)實際生產(chǎn)