摘要
磷酸,分子式为H3PO4，不易分解。在空气中比较容易潮解，加热失水得到焦磷酸或偏磷酸。生产方法分为湿、热法，工业生产一般选用湿法磷酸生产工艺，我公司生产用的是浓硫酸分解氟磷灰石制取低浓度磷酸的磷酸工艺，根据硫酸分解磷矿石生产硫酸钙的不同种类，分为二水法（DH法）、半水法（HH法）和其他组合形式再结晶工艺。目前主流的生产方法为二水法，约占85%，二水法是最早最广泛的生产工艺流程。但是随着国内大型863（80万吨硫酸、30万吨磷酸、60万吨磷酸二铵）项目的投建，磷肥的产能趋于严重过剩的状态，固体废弃物二水硫酸钙也面临相当大的环保压力，国家有相关文件精神表明磷肥行业的石膏利用率需要接近或者超过25%，公司也为此进行了相当多的研究，包括从石膏砖、路基添加等，效果不佳，利用的石膏很少，按照磷酸的生产负荷，石膏产生量每年以百万吨的速度增长，给公司的生产经营埋下了重大的隐患，另外石膏渣场的每年维护费用也是逐年递增，总之安全风险突出，成本压力巨大。企业需要从产品转型的角度深挖潜能，设法提高能源的高效利用，降低生产成本。笔者通过研究，将从实验与生产相结合的角度，针对半水法湿法磷酸工艺进行研究。主要是通过目前的二水法工艺理论，利用三元相图和四元相图分析二水法控制的相关原理，利用实践经验总结其他各种不利的影响因素，以类比的方式对半水法的反应条件和改造环节进行研究，包括核心的控制指标，如反应温度、料浆含固量SS、三氧化硫过量量、搅拌速度、液相五氧化二磷等，根据磷回收率来实验分析选择最佳的指标控制范围，为后续的改造提供技术参考，提出我公司二水法技改半水的可行性分析。从实验看，磷酸的浓度可以从现在的20-27%提高至43-45%，回收率从现在的95%提高至96%，成本将大大降低，同时根据半水石膏的胶凝性、强度大、含水率低的优势，大幅提高石膏的利用率。
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