磷酸萃取工藝設計注意要點

孔祥琴

摘 要：磷酸萃取工藝是化學產品生產過程中的一個重要內容，對于磷酸產品的質量與穩定性起到一定的影響。磷酸制品具有較為廣泛的應用，不僅在能夠作為一些化學類藥品的基本成分，同時其純試劑還能在科學研究中發揮重要的作用。在進行磷酸萃取工藝設計的過程中需要對一些內容加以注意，這樣才能使萃取出的磷酸純度得到顯著提高。本研究將對磷酸萃取工藝的基本原理以及流程進行分析，同時對工藝中的注意事項加以思考，這對于提高磷酸萃取工藝水平具有重要影響。

關鍵詞：磷酸；萃取；工藝設計；要點

磷酸是一種基礎性的化學試劑，在很多生產以及制造過程中需要對其進行應用，所以加強磷酸的純度以及穩定性至關重要。想要得到質量更好的磷酸就要首先完善其萃取工藝，使其達到提高磷酸純度的最佳效果。目前在我國現代化學試劑的生產及提純過程中，對于磷酸的萃取工藝設計還有待進一步加強，其中對于設備及管道的安裝與防腐是較為關鍵的內容。

1 磷酸萃取工藝的基本概況

1.1 磷酸萃取工藝的原理

磷酸是一種十分常見的無機酸，其作為主要成分通常用于制藥、肥料以及食品等工業的生產。其中正磷酸的獲取主要利用濕法磷酸工藝進行獲得，其主要的原理就是利用硫酸對磷礦石進行分解作用，從而得到液體狀態的磷酸溶液以及結晶狀態的硫酸鈣。然后將固體的硫酸鈣從溶液中進行分離，就能夠得到生產過程所需要的產品磷酸。這種濕法磷酸工藝較為簡單方便，在操作過程中也易于掌控，但是其中最為關鍵的內容就是要控制好硫酸鈣的結晶程度，只有形成十分穩定的結晶體才能有利于進行固液分離，這樣對于磷酸溶液的純度來說也有較好地保證。在磷酸萃取的過程中，影響萃取結果純度較差的因素較多，其中大部分是存在于硫酸鈣結晶這一環節。現階段我國一些大規模的化學試劑生產廠商，其利用的生產裝置與設備較大，所以在對基本條件，例如反應物的數量及狀態、反應溫度、副反應的產生等控制較難進行，所以導致生產出的磷酸純度偏低。在未來的發展中還需進一步對磷酸萃取工藝進行必要的創新與完善，在保證產品磷酸純度的同時還能進一步簡化生產條件以及降低生產所需成本，這對于我國化工生產產業的未來發展具有積極的影響意義。

1.2 磷酸萃取工藝設計的基本流程

在進行磷酸萃取的過程中，首先需要對磷礦石加以處理，將磷礦石進行粉碎處理，用水均勻攪拌成含水量達30%-35%的磷礦槳。利用劑量計以及流速控制設備將磷礦槳以一定含量及速度運至反應槽。然后將98%的濃硫酸通入反應槽中與磷礦槳進行一系列的反應，生成最初的二水硫酸鈣。二水硫酸鈣是簡單的結晶形式，在適宜的條件下能夠進一步形成其他形式的結晶體，從而保證硫酸鈣的結晶的穩定性。在反應過程中需要加以重視的內容是硫酸可能在反應槽中被稀釋，由于反應槽中的磷礦槳中含有一定量的水分，所以可以和濃度較高的硫酸進行反應，使其得到稀釋，這一過程為放熱反應，從而進一步引起反應槽中的溫度升高。在高溫的條件下不利于二水硫酸鈣的結晶體形成，所以需要利用外部的冷卻系統將整個反應槽中中的溫度降至適合結晶的區間。目前在磷酸萃取工藝中所使用的冷卻裝置一般為閃蒸冷卻系統，可用過冷卻泵對反應物進行循環冷卻，這一過程能夠有效的降低反應槽中的溫度。在閃蒸冷卻系統中，最為關鍵的組成部分就是冷凝器，其冷卻的主要原理就是利用冷卻水的循環流動使溫度得到降低。與反應槽相連的一個重要裝置就是消化槽，這一部分的重要作用就是能夠將部分溢出的反應物進行及時收集，并為其熟化提供適宜的環境條件。同時消化槽還能進一步對硫酸含量進行一定的重新分配與調整，減少反應過程中泡沫的產生，為磷酸的萃取過程提供更充足的反應空間。從反應槽以及消化槽中流出的料漿再送往過濾機，使料將得到有效的固液分離。在整個萃取的過程中，由于磷礦石的成分較為復雜，所以可能存在一些副反應的發生，產生二氧化碳等氣體，這些氣體要從反應槽中的排氣口進行排出，同時要對這些氣體進行必要的洗滌，防止存在二氧化硫等有害氣體的存在。

2 磷酸萃取工藝設計需要注意的內容

2.1 設備布置的注意要點

在進行磷酸萃取工藝設計的過程中，需要對一些方面的內容加以注意，其中對于設備的布置就是一個重要環節。磷酸萃取工藝中需要設備的種類較為復雜，在進行萃取前要對所有設備進行準備安裝，這就需要專業人員對每一個設備的正確順序進行安排。在整個磷酸萃取系統中，反應槽應與冷凝器盡可能的縮短距離，這不僅能夠節省所需要連接管道的長度，同時還能在一定程度上加強冷凝作用，所以達到技能節省材料成本還能提高反映效果的重要目的。冷凝水進行循環的過程中需要利用真空泵為其提供動力，冷凝循環水池的位置也要與整個冷卻系統相適應，從而冷卻的效率以及有效性。同時再對磷酸萃取工藝的設備進行布置的過程中，還應注意對安全性的考慮，保證整個系統中具有及時有效的應急功能，這在磷酸生產中對于生產者的生命安全起到重要的保障。

2.2 設備防腐的注意要點

磷酸是一種中強酸，對于一些金屬材質具有一定的腐蝕性，所以在磷酸萃取工藝中還要重視設備的防腐工作。同時其反應物中包括濃度較高的硫酸，這種物質具有更強的酸性，所以能夠對多種材質進行腐蝕。在反應槽中加入硫化定基橡膠以及碳磚能夠有效的降低硫酸對反應槽的腐蝕作用，這兩種成分在硫酸存在的狀態下具有較高的穩定性，所以能夠較好地防止反應槽的形變，保證磷酸萃取能夠順利的進行。在整個萃取設備中，具有較多的混凝土結構，所以加強混凝土結構的穩定性對于提高防腐效果至關重要。由于在磷酸萃取過程需要較為嚴格的密閉環境，所以要保證混凝土頂部的防水性，利用減水劑與膨脹劑使混凝土具有更好的抗滲透能力。此外在一些裝置與設備的接口處也要設置一定的防腐涂層，保證設備的邊緣具有一定的嚴密性。

2.3 管道安裝的注意要點

管道也是磷酸萃取工藝中的一個重要組成部分，能夠使各個設備之間進行很好的連接。不同功能的管道其規格以及材料存在較大差異，在對管道進行安裝的過程中需要對具體的設備以及要求嚴格進行，在安裝完成以后還要對管道連接的緊密性進行檢查，保證萃取過程能夠順利的進行。為了防止管道出現堵塞狀況的產生，就需要對管道設計出一定的坡度，使整個循環過程更加順暢。

2.4 管道防腐的注意要點

管道防腐也是需要加以重視的內容，不同類型以及功能的管道其材質組成具有較大差異，所以在對磷酸萃取工藝進行管道的選擇時，要考慮到不同材質的耐腐蝕性。同時一些反應環節能夠產生大量的熱能，所以耐高溫也是需要進一步考慮的問題。目前在我國磷酸萃取工藝中所常用的管道為襯膠管道，這種管道具有較好的耐腐蝕性，同時其質量較輕，價格適中，所以具有較高的經濟價值。

3 結語

現階段我國磷酸萃取工藝設計中還存在一些有待進一步完善的內容，相信經過化工生產研究部門的不斷努力，磷酸萃取工藝將得到顯著的完善與改進。加強磷酸萃取工藝不僅對于我國化工生產水平的提高具有積極的促進作用，同時還能為磷酸制品質量的提升起到重要的保證。在未來的發展過程中，提高磷酸萃取工藝中的設備及管道的安裝與防腐工作仍將是重點內容，只有保證這些基礎工作的有效性，才能使整個萃取工作在更加安全穩定的條件中進行。

參考文獻：

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