采用低品位磷礦生產優質磷酸

念吉紅

(云南云天化股份有限公司 云峰分公司，云南 宣威 655413)

云天化股份有限公司云峰分公司磷酸廠(以下簡稱“云峰分公司”)設計生產能力為28萬t/a，通過不斷技改，生產能力達到了30萬t/a。采用濕法二水物流程[1]，濕法磨礦、多格方槽、低位閃蒸冷卻、轉臺過濾機過濾干法(或濕法)排渣、強制循環真空蒸發濃縮生產工藝。

1 現狀

磷礦的不斷貧化，每個礦山的磷礦中雜質含量相差大，給生產調節控制帶來困難，稀酸濃度較低，過濾效果差，過濾洗滌率下降，系統結垢堵塞嚴重，運行周期短。磷礦中的雜質含量上升，增加了濃磷酸中的含固量、淤渣量，磷酸粘度上升。磷酸中的渣長時間沉降不下來，影響磷復肥產品質量[2]。為此，云峰分公司要研究低品位的磷礦的生產，采用低品位磷礦生產出優質磷酸，降低磷酸制造成本，滿足磷復肥[3]的生產需要。

2 低品位磷礦給生產帶來的問題

2.1 稀酸濃度降低過濾效果變差

磷礦品位的降低和雜質含量上升，萃取槽泡沫增加，使得反應料漿粘度增大，萃取負荷下降，硫酸和磷礦漿反應生成的料漿，送到過濾機中，過濾和洗滌效果變差。石膏中水溶磷明顯上升，為了保證良好的過濾和洗滌效果，要降低稀酸濃度，從而增加蒸汽消耗。尾洗系統超負荷運行，運行周期明顯下降。

2.2 結垢堵塞較嚴重運行周期變短

由于礦中氧化鈉及氧化鉀含量高，過濾及濃縮工序結構堵塞比較嚴重, 運行周期短。過濾工序結垢比較嚴重的部位主要是產品酸泵及管線、氣相管線及氣液管線分離器回液管也容易發生結垢堵塞，運行6 d左右產品酸泵出口管內垢物厚度達到

16 mm～27 mm，經過分析垢物主要成分是氟硅酸鈉和氟硅酸鉀。濃縮工序結垢堵塞比較嚴重的部位是換熱器石墨列管及蒸發氣相管、濃縮霧沫分離器及回液管，每次停車清洗，換熱器列管堵塞數量約為24根～53根，需要用高壓清洗機進行處理。

濃縮工序結垢堵塞比較嚴重，濃磷酸的產量和質量不斷下降，濃酸比重不斷提高，濃縮裝置運行周期大幅度縮短，濃磷酸產量下降。

2.3 沉降困難

濃磷酸沉降困難，含固量增加，生產標準規格的18-46-0磷酸二銨時，如果使用含鐵、鋁、鎂等雜質含量比較高的磷酸，由于酸的第一個氫離子有一部分已被雜質中和，通氨量相應降低，如果再加上含固量過高，則往往不能制得符合標準的產品，所以，必須把磷酸中含固量控制在1.5%以下，才能制得標準規格的18-46-0磷酸二銨產品。

3 解決措施

3.1 提高過濾效果的措施

對于提高過濾效果，云峰分公司采取以下技改措施。磨礦工序分級濃密投產，確保磷礦漿粒度達到要求，磷礦漿均化，從而降低不溶磷損失，提高磷回收率。

以過濾工序的過濾和洗滌效果為核心，優化工藝控制指標和操作條件，保證石膏結晶質量和良好的過濾效果。各個礦山、礦種的礦按要求配礦，均化礦漿，提高磨機運行率，礦漿槽保持高液位來穩定礦漿品質，視過濾效果適時調整礦漿的固含量。

反應料漿液相SO322 g/L～37 g/L；視過濾效果好壞進行適時調整，確保過濾效果。

為了提高過濾機的生產能力，保持較高的洗滌效果。具體改造辦法為：二洗水改用濾布沖洗水，三洗水改用水質較好的循環水，二洗水液和三洗液合并后作為一洗水使用。同時提高二、三洗水溫度到71 ℃。

提高濾布的沖洗及再生效果，同時考濾渣場水的正確使用，對濾布洗水的供給來源進行改造。渣場水從冷卻器的熱水槽加入，充分回收熱量后送至濾布洗滌槽，同時在濾布洗滌槽內補充一部分水質相對較好的循環水。增加一組濾布洗水噴頭，改大濾布洗滌泵的流量。

對過濾工序絮凝劑添加裝置進行改造，增加一套自動加藥裝置，穩定了絮凝劑溶液的濃度，保證過濾工序絮凝劑加入量，改善反應料漿的過濾性能，穩定過濾工序操作。

3.2 解決結垢的措施

對于結垢，云峰分公司采取以下技改措施。

結垢比較嚴重的產品酸泵、返酸泵及管線，采用雙泵雙管線，配置一個專用清洗槽，正常開車時可對其一臺泵及管線進行清洗，而另外一臺泵投入運行。過濾系統做到7 d～9 d清洗一次，每次約12 h。

正常運行時，若濾布出現結垢堵塞，從濾布洗滌槽內加入一定量的稀酸，保證濾布清洗及再生效果。

2018-07-01～09-30進行阻垢劑試用，之后繼續進行阻垢劑試用工作，力求找到一種比較合適的阻垢劑。

做好過濾工序的計劃清理工作，清洗前對結垢比較嚴重的部位進行清理，2個月左右對容易結構的氣相管線徹底清理一次，保證設備管道暢通。

對濃縮霧沫分離器及回液管進行改造，保證濃縮正常運行。濃縮蒸發器、霧沫分離器回液管上增設一個液固分離罐，分離的濃磷酸液用濃磷酸泵間歇回收。濃縮停車清洗時，濃縮蒸發器、霧沫分離器及回液管內裝滿清洗液，實現正常循環清洗，確保清洗效果。

3.3 濃磷酸沉降技術

濃酸從濃縮系統取出時溫度在85 ℃左右，在1#濃酸儲槽澄清25 h左右，溫度降到71 ℃左右，通過初步沉降后固含量在2.5%左右。再用泵將1#濃酸儲槽的澄清酸從溢流口倒入2#濃酸儲槽，在2#濃酸儲槽澄清13 h后溫度降到63 ℃，濃酸固含量在1.0%以下供下游生產產品使用。濃酸從1#濃酸儲槽轉移到2#濃酸儲槽過程中2#濃酸儲槽酸不供應下游裝置，主要通過生產部協調，一般是在轉移酸7 h內不給下游裝置送酸。

濃酸儲槽定期從底部排於渣，於渣送入渣酸槽供MAP裝置使用。

原來從濃縮系統溢流口出來濃酸通過濃酸高位槽就直接進入濃酸槽，這種進酸方式存在一定弊端，即在濃酸沉降時固體顆粒要通過上層清酸層才能沉降到底部，不利于保證上層清液的含固量。為此，分公司決定改變濃酸入槽方式，將濃酸通過長13 m，DN200管徑的不銹鋼直接靠濃酸槽槽壁引到距底部1.5 m處，濃縮出來的濃酸直接進入酸槽底部，這樣濃酸就在靠底部范圍內沉降。通過改進后，濃酸沉降過程中不會影響到上層清液，充分保證了上層清夜的酸質。

4 小結

云峰分公司通過對各個工序進行技術優化，在磷礦[4]不斷貧化的條件下，提高了生產能力，運行周期明顯上升，提高了濃磷酸的質量，為下游產品生產創造了有利條件， 云峰分公司結合宣威區域周邊低品位磷礦資源情況，在不同品質磷礦組合滿足磷復肥產品結構需求前提下，優化組合利用高低品位磷礦，降低了磷酸制造成本，滿足了生產需要。