氢钙生产副产品白肥在料浆法重钙生产中的应用

刘 晓， 秦文玲

(1.四川省化工设计院，四川成都，610015；

生产与应用

氢钙生产副产品白肥在料浆法重钙生产中的应用

刘 晓1， 秦文玲2

(1.四川省化工设计院，四川成都，610015；

2.成都市工程咨询公司，四川成都，610072)

介绍一种利用饲料级磷酸氢钙生产的副产品—白肥，添加到料浆法重钙生产线中，作为重钙生产的原料之一的生产方法。

白肥 重钙生产 循环经济 资源综合利用

1 概述

2008年由我院承担的约旦联合化工公司年产6.5万吨料浆法重钙EPC工程，为满足约旦方业主要求，需将工程中配套建设的年产1.5万吨饲料级磷酸氢钙装置(DCP)所产出的副产品白肥添加到重钙装置中，进行料浆法重钙生产，以期望达到全厂物料平衡，资源综合利用、循环经济及提高装置经济效益的目的。

2 生产验证情况

2010年8月，在重钙车间完成机械竣工及联动试车的情况下，且经同年10～11月在没添加白肥作为重钙生产原料之一的试生产运行后，我们于2010年12月2日在重钙车间加入DCP装置所生产的合格白肥。现将生产验证情况陈述如下：

2.1 流程简述及流程简图

90%过200目筛的磷矿粉从粉矿工段经螺旋输送机运至重钙车间矿粉斗提机，经矿粉斗提机提升至矿粉料斗。白肥由DCP厂用皮带输送机送至重钙车间白肥斗提机，再经白肥皮带输送机送至白肥料斗贮存。矿粉料斗中的矿粉经由料斗下的矿粉计量皮带计量加入酸矿反应器R1，白肥料斗中的白肥经由料斗下的白肥计量皮带定量加入酸肥反应器R2。矿粉和白肥计量皮带的计量秤通过秤重和测速传感反馈调节变频电机转速以改变皮带输送速度的方式调节给料量，流程简图见图1。

图1 流程简图

磷酸装置磷酸浓缩工段的浓磷酸经由比例调节器控制调节阀自动控制和调整与矿和肥加入量的比例。调整该比例以控制最终产品的有效P2O5含量，确保产品质量。

在反应系统中，磷酸和磷矿粉、白肥反应形成磷酸一钙、磷酸二钙、磷酸三钙和磷酸混合物之间的平衡物，该平衡取决于温度和水分含量。

反应器R1、R2在下述条件下运行：

温度：85～95℃

水含量：20～24%

反应器温度和水含量通常可以自然维持，不需对反应器进行加热或冷却，但设有蒸汽管和供水管，以备开、停车和紧急事故时使用。如反应温度低于设定值则加入蒸汽，如果料浆密度高于设计值则加水，消泡剂视起泡情况定量加入到两个反应器中。

两个反应器均安装有搅拌器，以保证反应物混合均匀、反应完全和维持料浆悬浮。反应料浆从酸矿反应器R1溢流至酸肥反应器R2，酸肥反应器R2中的料浆由变频料浆泵按设定的流量送至转鼓造粒机，料浆泵装设有蒸汽和水管用于保温、吹扫和清洗。

生产工艺控制条件：

磷矿粉粒度 ≥90%通过200目筛

TSP料浆密度(R2) 1.55～1.65t/m3

TSP料浆含水量 20～24%

TSP料浆温度 85～90℃

酸矿比(P2O5重量比) 5.1∶1

肥矿比(P2O5重量比) 1.74∶1

P2O5/CaO摩尔比 0.89∶1

TSP料浆(R2)游离P2O58～14%

2.2 生产准备

(1)DCP装置生产的白肥、PA车间(磷酸装置)生产的浓磷酸

表1 分析检验传递单 日期：2010-12-2 编号：2010-01(白肥)

(2)重钙车间酸肥反应器R2 的TSP料浆

表2 分析检验传递单 日期：2010-12-2 编号：2010-02(白肥)

(3)2010年12月2日9∶30，在酸肥反应器R2加入DCP装置产白肥1000kg；

(4)2010年12月2日11∶00，在加入白肥后的酸肥反应器R2取TSP料浆，其分析数据见表2；

(5)2010年12月2日11∶30，再次在酸肥反应器R2加入DCP装置产白肥1000kg；

(6)2010年12月2日14∶30，在加入白肥后的酸肥反应器R2取TSP料浆进行分析，分析数据见表2；

(7)2010年12月2日16∶30，重钙车间开车升温、投料进行喷浆转鼓造粒；

(8)2010年12月2日19∶30，重钙车间产出首批白肥基重钙产品，分析结果见表3。

(9)2010年12月2日19∶30，重钙车间开始连续配制白肥基TSP料浆，进行连续喷浆造粒生产，其配置及生产操作参数见下表4。

表3 分析检验传递单 日期：2010-12-2 编号：2010-03(白肥)

(10)2010年12月2日21∶30，重钙车间产出连续配料、喷浆造粒的白肥基重钙产品，其分析结果见：表3。

表4 连续生产操作参数

添加DCP副产品白肥后，系统连续运行了5小时*，期间造粒机、造粒机喷头、料浆管、料浆泵、筛子、破碎机、流化床等均未出现堵塞等现象。

注*：受DCP装置产出白肥数量限制，第一次采用白肥为重钙生产原料之一的生产验证运行，连续运行了5小时，产出合格重钙产品～15吨。在随后一月中，经过多次添加白肥生产TSP进行生产验证后，我们可以得到下面的小结结论。

3 小结

(1)采用白肥作为重钙生产原料之一是可行的。

(2)采用白肥作为重钙生产原料之一在造粒、筛分、干燥等环节上，运行情况良好，而且TSP产品粒子流动性很好。

(3)采用白肥作为重钙生产原料配制的TSP料浆没有泡沫，可以不使用消泡剂，而且料浆的流动性更好，同时验证生产中发现，由于白肥的流动性太好，其原设计加料方式值得改进。

(4)反应器R2的TSP料浆比重宜控制在1.6t/m3左右为最佳。

(5)采用白肥作为重钙生产原料所生产的重钙产品可以全部达标，并优于合同规定质量和消耗指标。

(6)采用白肥作为重钙生产原料之一在生产工艺控制参数上与传统法相比，除TSP料浆比重以外，其他指标无变化。

4 后续生产及性能考核情况

该装置在中方人员连续运行2月后，中方主动就白肥因流动性好而带来的加料问题进行了现场整改，彻底地解决了白肥加料的混合、均化反应及扬尘问题，提高了装置的稳定性和可靠性。

半年后，装置交由约旦方生产经营，其产出的重钙产品畅销埃及、南非、叙利亚、伊拉克等非洲和中东国家，产品品质及质量得到市场认可，累计生产重钙产品已达27.5万吨(截止2015年底)，并在2012年5月完成中约双方合同约定的装置性能考核验收，装置整体移交约旦方，完成EPC合同全部内容。

5 结语

通过试生产验证和生产经营实践，证明利用饲料级磷酸氢钙的副产品白肥添加到料浆法重钙生产线中，不仅可以实现重钙产品的稳定生产，而且各项指标都可以达到或超过合同规定的指标要求，产品畅销，并得到市场认可，为业主单位联合化工工程项目实现全厂物料平衡、资源综合利用、循环经济创造了坚实基础，并达到了项目的预期目标。同时开拓了饲料级磷酸氢钙装置副产品白肥利用的新途径，提高了装置综合经济效益，也为我国磷化工技术走向世界提供了坚定的信心和示范作用。

[1] 化学工业部建设协调司, 化工部硫酸和磷肥设计技术中心组织编写.磷酸磷铵重钙技术与设计手册[M]. 北京:化学工业出版社,1997,1.

[2] 化学工业部化肥司,中国磷肥工业协会.磷酸磷铵的生产工艺[M].成都:成都科技大学出版社,1991,7.

[3] 李军.约旦磷矿粉制磷酸氢钙和重钙评价试验报告[R]. 四川大学，2007,10.

The Use of Fertilizer-graded DCPfrom Formation of Feed-graded DCPin GCC Production with Slurry Method

LiuXiao1,QinWenling2

(1.SichuanChemicalEngineeringDesignInstitute,Chengdu610015,Sichuan,China;2.ChengduEngineeringConsultingCo.Chengdu610072,Sichuan,China)

A by-product, fertilizer-graded DCP, produced from the formation of feed-graded DCP, is illustrated in this article. It is used as an important raw material of producing Grinding Calcite Carbonate (GCC) by being introduced into slurry method of GCC production lines.

fertilizer-graded DCP; GCC production; circular economy; integrated utilization of resources