浓磷酸含固沉降技术改造与实践

方云智

（贵州开磷集团矿肥有限责任公司，贵州 开阳 550302）

在浓磷酸澄清试验中，可初步确定浓磷酸的絮凝剂加入质量分数，它大约控制在0.25～0.40 左右，絮凝剂的添加量控制在0.1%左右。如此混合搅拌时间大约20s 到10min，浓磷酸澄清槽两侧就会出酸，澄酸效率大幅度提升。技术改造后的澄酸时间最多可缩短20h，澄酸率直线提高20%，磷酸二铵的整体生产产量也会有所提高。

一、浓磷酸含固沉降技术改造的目的

在磷酸产品生产过程中要用到各种不同品种的磷矿石，所以其所生产处的磷酸产品是存在品质差异的。如果采用二水法湿法磷酸工艺，在磷酸系统中就会产生大量生产杂质，这些杂质中包含了氧化镁MgO（2.0%）、磷矿石粉P2O5（32%）等等，另外还有大量镁盐（5%）在磷酸中。在如此环境下，磷酸产品的中的磷酸黏度会大幅度增加，非常不利于浓磷酸的含固沉降，对后续的磷酸二铵生产也会带来一定负面影响。所以说，针对浓磷酸含固沉降的技术改造势在必行，它应该在浓磷酸沉降设施应用的基础之上有效提高其澄清速度与澄酸率，保证缩短澄酸时间，如此才能更好满足磷酸二铵的正常生产需求[1]。

二、浓磷酸含固沉降技术改造的基本现状

在展开澄酸试验，技术改造浓磷酸含固沉降效果之前，需要首先对浓磷酸浓缩装置生产机制进行分析，了解其陈化槽、输送泵、承插接管等等设备，保证絮凝剂混合到位，合理将澄清管直接插入到澄清槽下端位置。一般来说，要保证澄清槽罐拥有至少10m 左右酸位，对浓磷酸含固沉降阶段进行技术改造，保证沉降到位，其目的主要是优化澄清浓磷酸的含固质量分数，将其控制在2.5%以内，优化磷酸二铵的生产过程，定期做好槽底排渣工作，如图1 明确澄清槽含固沉降技术的基本操作流程[2]。

如图1，有必要对澄清槽中的浓磷酸含固沉降设计工艺流程进行分析，例如在陈化槽内对搅拌降温目的进行分析，了解晶体的析出过程，最大限度减少浓磷酸在澄清槽内的晶体析出量。就这一过程来合理分析浓磷酸的澄清速度。整体看来，在澄清槽完全填满浓磷酸后，其上层浓磷酸含固量会明显大于进酸过程含固量。具体分析可以知晓，在浓磷酸进入澄清槽以后，受到进酸冲击作用的浓磷酸液位会明显上升，此时需要将澄清槽下部含固量较高的浓磷酸直接带入到澄清槽上部位置。在浓磷酸澄清槽中也会出现明显的浓磷酸分层现象，这主要是因为浓磷酸在承插管口位置与絮凝剂直接混合，其混合不均匀导致絮凝剂浓度有所下降，这就说明了此时浓磷酸的加入量明显不到位。为了了解浓磷酸在生产过程中的澄清效果，还需要展开澄清试验加以证明[3]。

三、浓磷酸的澄清试验分析

要结合上述含固沉降技术改造中所出现的现象进行分析，展开浓磷酸澄清试验。试验中采用到磷矿肥，主要是分析浓磷酸的含固沉降技术改造内容，具体试验内容包括以下3 点：

要在试验中添加大量絮凝剂。利用烧杯、浓磷酸、1.0%浓度絮凝剂溶液进行现场配制。大概配置搅拌20s 左右静置烧杯，观察烧杯中浓磷酸澄清的清酸量。就以添加1mL 质量分数的浓磷酸为例，如果其加入絮凝剂比例为0.25%，则静置15min 后清酸量达到380mL，静置30min 达到460mL，静置60min 达到510mL。结合试验目标选择合适的澄清剂，配比浓度效果更佳，这一试验的主要目的就是为了合理选择澄清剂配比浓度，保证添加量添加到位，如此可达到比较理想的浓磷酸澄清效果。而且，试验结果也证明一点，如果选择在短时间内（如15min）加入3mL 浓度为1.0%的絮凝剂，澄酸效果最为理想。但如果将浓磷酸静置1h 或者更长时间，澄酸效果则变化不大。一般来说，絮凝剂可选择0.25%浓度，添加量应该控制在浓磷酸体积的1%左右为最佳。

第二，需要对试验过程中的絮凝剂溶液与试验配比溶液澄清效果进行对比分析。如果试验结果中表明浓磷酸的澄清效果表现突出，则可说明现场生产制作的絮凝剂溶液准确性相对较高，如此可结合相关标准建立生产试验配置体系，确保絮凝剂溶液配制到位[4]。

第三，要对浓磷酸在不同温度下的澄清试验结果进行分析，在试验中，选择浓度为0.25%的絮凝剂配合恒温为70℃、75℃、80℃等不同温度进行试验，搅拌絮凝剂大约20s 后静置，观察澄清效果会发现在不同温度下浓磷酸的澄清效果表现不一。就以静置60min 为例，如果是在70℃环境下，浓磷酸的澄清效果在70℃环境下可达到550mL、75℃环境下可达到500mL、80℃环境下可达到470mL。温度变化在一定程度上影响了浓磷酸的澄酸效果，对其含固沉降也会产生一定影响。根据数据了解到伴随温度的升高，浓磷酸的澄酸效果也会一直向好。在实际生产过程中经常会存在不降温情况，所以可直接加入澄清槽澄清剂进行浓磷酸澄清，这对磷酸二铵的生产不会产生负面影响[5]。

四、浓磷酸含固沉降技术的改造实践策略

在完成上述试验后，需要研究浓磷酸的含固沉降技术改造策略，体现策略应用实践价值，具体要参考絮凝剂的配比浓度与加入量来展开某些对比试验，分析试验结果，确定浓磷酸在加入絮凝剂之后的质量分数变化（一般在0.25%～0.50%范围内）。一般来说，要合理控制酸管口，做好下口封闭工作，确保管口两侧正常出酸。将磷酸停留时间控制在5min 左右为最佳，此时将生产出的浓磷酸直接引入到混合搅拌槽之中，并与絮凝剂充分混合再进行搅拌，最后流入到承插管中即可。整体来讲，其目的就是保证浓磷酸能够在高温环境下被絮凝剂混合并充分搅拌，实现浓磷酸澄清槽优化，确保澄清效果达到最佳。最后，将浓磷酸含固沉降部分提取出来回收利用，结合现场试验分析数据，将含固沉降控制在2t 以内，以便于时候处理，并同时回收胺液部分[6]。

再一点，考虑到生产过程中是通过生产稀磷酸，然后浓缩成45%以上的浓磷酸的，所以要适当做到对浓硫酸热降解参数的有效调控，减缓发泡情况。在该过程中必须考虑到胺液降解严重这一现实问题，所以需要基于此减少损耗，保证蒸汽品质有所提高。为此需要提高生产塔底温度，将其温度有效控制在122～130℃左右，如此保证胺液损耗量每年单列为0.1t 左右，这减少了胺液的损耗量。

最后就要有效遏制胺液的发泡损失，切实加强监控、平稳操作过程、加入阻泡剂，结合发泡实际情况对过量出现的含固沉降进行有效处理。在该过程中，也要适当增加闪蒸汽量，保证产品气收率有效降低，同时保证发泡参数有效调整，稳定整个浓磷酸生产操作过程[7]。

总结

综上所述，需要结合胺液的实际损耗原因展开分析，结合湿法磷酸浓磷酸生产过程来技术性改造含固沉降技术实施过程。通过技术改造将浓磷酸与絮凝剂充分搅拌混合，有效缩短澄酸时间，切实提高澄酸效率，保证生产出高质量的磷酸二铵最终产品。在该过程中，也需要对产品进行有效检测，保证检测出其中所存在的汞、镉等重金属物，真正实现对浓磷酸含固沉降的技术改造与运行实践优化。