一种湿法磷酸的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种湿法磷酸的生产方法，利用原有湿法磷酸装置的萃取反应槽、养晶槽及其尾气洗涤系统，反应槽闪蒸冷却器及其尾气洗涤系统，反应料浆过滤、洗涤系统等工序，来处理含SO

【技术实现步骤摘要】
一种湿法磷酸的生产方法
本专利技术涉及湿法磷酸生产
，具体涉及一种湿法磷酸的生产方法。
技术介绍
磷化工是国民经济的重要领域，湿法磷酸是磷化工的基础原料。我国每年湿法磷酸生产2000多万吨P2O5，主要用于生产各种磷复肥、磷酸盐以及其它精细磷化工产品。依据生产过程中所形成硫酸钙结晶的不同，湿法磷酸生产方法又分为二水法、二水－半水法、半水－二水法和无水法，现有湿法磷酸装置大多数采用二水法。现行湿法磷酸均是在萃取反应槽内，控制一定反应条件下，以硫酸、盐酸、硝酸等无机酸分解磷矿浆或磷矿粉进行生产。大多数装置采用硫酸分解磷矿，得到反应料浆即磷酸与磷石膏为主的混合料浆，进行液固分离、洗涤，得到湿法磷酸，同时副产磷石膏。即现有湿法磷酸生产方法，均需要先生产出液体硫酸，再将硫酸从专用贮槽输送到磷酸装置生产湿法磷酸。硫酸制取方法较多，其中硫磺制酸涉及熔硫、焚烧、转化、吸收、余热利用、尾气洗涤等主要过程，硫铁矿制酸、冶金行业副产烟气制酸以及磷石膏还原分解制酸，均是在硫磺制酸流程基础上，再进一步增加烟气除尘和洗涤净化除杂以及干燥等工艺过程，其生产流程比硫磺制硫酸更长，且硫铁矿烧渣和冶炼渣易造成环境污染。可以看出：现有湿法磷酸生产方法，必须依托各自独立且完整的硫酸生产装置和湿法磷酸生产装置，以硫磺、硫铁矿焚烧以及金属冶炼和磷石膏还原分解等方式先制备出较高浓度的SO2烟气(SO2浓度一般要求≥7.0％)，再对烟气进行净化，除去尘、酸雾、氟等杂质，再干燥除去水分，再将SO2催化转化为SO3，经循环吸收得到液体产品硫酸，尾气进行洗涤后排放，生产过程中各阶段余热需回收利用。然后将硫酸输送到独立完整的湿法磷酸生产装置，通过磷矿分解，硫酸钙结晶、养晶，反应料浆过滤、液固分离，多次逆流洗涤，热量移除，尾气吸收洗涤等工序生产湿法磷酸。湿法磷酸生产及其相关联的硫酸生产系统，整个工艺过程繁琐、流程长，其中硫酸装置所需烟气净化，烟气和空气干燥，SO2催化转化，SO3吸收，低温位余热吸收等工序设备多，投资很大，增加了较多生产成本。总的来说，现有湿法磷酸整个生产系统，包含湿法磷酸生产装置和硫酸制酸装置，整个流程长，设备多投资高，维护检修成本也高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种湿法磷酸的生产方法，解决现有湿法磷酸生产系统流程长、投资高的问题。为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种湿法磷酸的生产方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将含SO2的气体与湿法磷酸生产所需的部分或全部磷矿浆在烟气吸收反应装置内进行逆流吸收反应后，得到含磷酸的混合料浆，混合料浆经氧化槽氧化后，得到吸收反应料浆A；(2)将料浆A送入原有湿法磷酸生产装置的萃取反应槽内，补入硫酸，控制反应槽内液相SO3浓度为20-40mg/ml，反应温度72-83℃，液固质量比为1.5－4.0:1，反应停留时间0.5-4.0小时，进一步完成分解、养晶并增大结晶，得到混合反应料浆；(3)将步骤(2)中混合反应料浆送入原有湿法磷酸装置的过滤洗涤系统，经过过滤洗涤后得到湿法磷酸和磷石膏；(4)烟气吸收反应装置和萃取反应槽尾气进入原有湿法磷酸装置的反应槽尾气洗涤系统，经吸收洗涤后达标排放。更进一步的技术方案是所述料浆A送入原有湿法磷酸装置萃取反应槽闪蒸冷却器，补入硫酸，与闪蒸冷却器原有料浆和补入的硫酸混合均匀且移除热量后，再循环进入萃取反应槽内，闪蒸冷却器尾气送入原有萃取反应槽闪蒸冷却器尾气洗涤系统，经吸收洗涤后达标排放。更进一步的技术方案是所述料浆A一部分送入萃取反应槽内，剩余部分送入萃取反应槽闪蒸冷却器内，与闪蒸冷却器原有料浆和补入的硫酸混合均匀且移除热量后，再循环进入萃取反应槽内，尾气送入原有萃取反应槽尾气洗涤系统和萃取反应槽闪蒸冷却器尾气洗涤系统，分别经吸收洗涤后达标排放。更进一步的技术方案是所述步骤(1)中的烟气吸收反应装置通过3-8级吸收塔串联组成，且第一级吸收塔料浆出口与氧化槽连接，氧化槽串联设置有1-2级。更进一步的技术方案是步骤(1)中所述含SO2的气体中SO2浓度为0.2％-18％，且吸收SO2的磷矿浆用量为理论用量的1.2-4.0倍。更进一步的技术方案是所述含SO2的气体与湿法磷酸生产所需的部分磷矿浆在烟气吸收反应装置内进行吸收反应时，磷矿浆细度为-200目质量分率≥80％，磷矿浆含固量为40-75％，反应温度为60℃-85℃。更进一步的技术方案是所述含SO2的气体与湿法磷酸生产所需的全部磷矿浆在烟气吸收反应装置内进行吸收反应时，磷矿浆细度为-200目质量分率≥85％，磷矿浆含固量为55-65％，反应温度为75℃-80℃。更进一步的技术方案是步骤(1)中所述含SO2的气体包括但不限于硫磺或硫铁矿焚烧制备的SO2烟气、磷石膏还原分解焙烧制备的SO2烟气、冶金行业副产的SO2烟气、热电厂副产的含SO2烟气中任意一种或两种的组合。反应机理：本专利技术所述的湿法磷酸生产方法涉及的主要反应如下：SO2+H2O＝H2SO3H2SO3＝2H++(SO3)2-10H++Ca5F(PO4)3＝5Ca2++3H3PO4+HF2Ca2++(SO3)2-+2H2O＝2CaSO3˙0.5H2O+H2O2CaSO3˙0.5H2O+O2+3H2O＝2CaSO4˙2H2O将不同种类、不同浓度的含SO2烟气在吸收塔内多级逆流与磷矿浆发生吸收反应得到含磷酸和亚硫酸钙的混合料浆，在氧化槽内充分氧化后得到含磷酸和二水硫酸改为主的反应料浆A，再送入原有湿法磷酸生产装置的反应萃取槽内全部或部分替代现有湿法磷酸生产中萃取反应槽的反应料浆，来生产湿法磷酸。也可将部分反应料浆A送入萃取反应槽系统的闪蒸冷却器内，再补入部分硫酸，经混合以及冷却后再循环送入萃取反应槽内，萃取反应后的料浆经结晶后送入过滤洗涤系统得到湿法磷酸和副产品磷石膏。其中，萃取反应槽尾气仍进入原有反应槽尾洗系统，闪蒸冷却器尾气仍进入原有闪蒸冷却器尾洗系统，尾气经吸收洗涤后达标排放。相较现有湿法磷酸生产系统，本专利技术中降低了萃取过程中硫酸的使用，从而降低了系统中关联硫酸装置的投资特别是其中对SO2烟气处理设备的投资，同时提高了磷酸的收率，增加了磷酸装置的产能，降低了湿法磷酸综合生产成本。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)充分利用原有湿法磷酸装置萃取反应槽及养晶槽系统和萃取反应槽闪蒸冷却器系统以及反应料浆过滤洗涤系统等工序和设备，来处理以不同种类、不同浓度、无需进行净化的各种工业SO2烟气或工业副产SO2烟气与磷矿浆发生吸收反应制备得到的反应料浆A，部分替代或全部替代原有湿法磷酸装置萃取反应槽反应料浆，直接生产出湿法磷酸产品。对湿法稀磷酸P2O5浓度要求较高，进行部分替代，可在一定程度上增加原有湿法磷酸装置产能，降低生产成本。对湿法稀磷酸P2O5浓度要求较低，进行全部替代，可省去各类原料制备硫酸生产装置的SO2催化转化、空气干燥和烟气净化、S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿法磷酸的生产方法，其特征在于包括如下步骤：/n(1)将含SO

【技术特征摘要】
1.一种湿法磷酸的生产方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将含SO2的气体与湿法磷酸生产所需的部分或全部磷矿浆在烟气吸收反应装置内进行逆流吸收反应后，得到含磷酸的混合料浆，混合料浆经氧化槽氧化后，得到吸收反应料浆A；
(2)将料浆A送入原有湿法磷酸生产装置的萃取反应槽内，补入硫酸，控制反应槽内液相SO3浓度为20-40mg/ml，反应温度72-83℃，液固质量比为1.5－4.0:1，反应停留时间0.5-4.0小时，进一步完成分解、养晶并增大结晶，得到混合反应料浆；
(3)将步骤(2)中混合反应料浆送入原有湿法磷酸装置的过滤洗涤系统，经过过滤洗涤后得到湿法磷酸和磷石膏；
(4)烟气吸收反应装置和萃取反应槽尾气进入原有湿法磷酸装置的反应槽尾气洗涤系统，经吸收洗涤后达标排放。


2.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸的生产方法，其特征在于：所述料浆A送入原有湿法磷酸装置萃取反应槽闪蒸冷却器，补入硫酸，与闪蒸冷却器原有料浆和补入的硫酸混合均匀且移除热量后，再循环进入萃取反应槽内，闪蒸冷却器尾气送入原有萃取反应槽闪蒸冷却器尾气洗涤系统，经吸收洗涤后达标排放。


3.根据权利要求1或2所述的一种湿法磷酸的生产方法，其特征在于：所述料浆A一部分送入萃取反应槽内，剩余部分送入萃取反应槽闪蒸冷却器内，与闪蒸冷却器原有料浆和补入的硫酸混合均匀且移除热量后，再循环进入萃取反应槽内，尾气送入原有萃取反应槽尾气洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晖，资学民，郭旭东，杜军，钟晋，
申请(专利权)人：云南云天化环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53