江苏新宏大集团在磷化工装备的创新成果和经验总结

(江苏新宏大集团有限公司，江苏 泰州 225721)

创新是江苏新宏大集团有限公司(以下简称江苏新宏大)的源动力。以前，该公司把磷化工装备研发的重心放在装备大型化方面。近几年来，国家出台了许多政策文件，比如《环境保护法》、国务院发布的《“十三五”生态环境保护规划》、工业和信息化部等五部委共同发布的《关于加强长江经济带工业绿色发展的指导意见》等，目的是实现安全生产、保护环境、提高资源利用率和节能减排、实现绿色增长等。因此，江苏新宏大调整了研发工作的重心，把是否有利于安全生产和环境保护作为确定装备大型化方案的依据。

磷石膏的堆放不仅占用了大量的土地，而且存在安全和环境污染隐患。《“十三五”生态环境保护规划》中提出“鼓励各种建材或建材添加剂综合利用磷渣、磷石膏”。有的省已经制定了限制磷石膏增长的政策，以贵州省为例：2018年，全面实施磷石膏“以用定产”的目标，实现磷石膏产销平衡，争取新堆存量为零。为了实现这个目标，可采取水洗和全自动立式压滤机压榨，降低磷石膏的磷和氟等杂质含量，提高磷石膏的纯度，可达到GB/T 23456—2009《磷石膏》和GB/T 21371—2008《用于水泥中的工业副产石膏》的基本要求；采用二水—半水转晶技术，产出符合GB/T 9776—2008《建筑石膏》的β石膏产品、JC/T 2038-2010《α型高强石膏》的α石膏产品。

磷化工行业是污水排放量比较大的行业，严格执行GB15580—2011《磷肥工业水污染排放标准》，会使企业环保成本越来越高，只有通过技术改造，减少污水来源和污水全循环，才能做到污水零排放。高效矿浆浓密机在磷矿浆的成功应用，把浓密机上清水送回磨机循环使用，用污水作为磷石膏的洗涤水，就能够减少污水总量。

江苏新宏大集团有限公司研发的HDZP系列真空过滤机、HD系列带式真空过滤机、HD系列全自动立式压滤机和φ25～30高效浓密机，已经成功应用于磷化工行业，对提高磷和水的利用率，效果显著。

1 HDZP-320m2转台真空过滤机的技术创新

该公司的HDZP系列转台真空过滤机，过滤总面积55～320m2，广泛应用于二水磷石膏、半水磷石膏的过滤，其中单台HDZP-240m2机型就可以满足300kt/a的磷酸产能(以P2O5计)，单台HDZP-320m2机型就可以满足400kt/a的磷酸产能(以P2O5计)。

HDZP-320m2转台过滤机在面积上处于世界领先水平。用1台大型过滤机代替2台或者多台小型过滤机，减少了设备台数、设备运行泄漏点、维修量和操作定员，降低了运行成本，减少了厂房的建筑面积，提高了生产效率，增加工厂的经济效益。

通过优化设计，有以下技术创新：①优化了滤网固定螺栓数量，滤网比原设计易于拆装，清理滤盘结垢更加方便；②增加滤盘的导液管和上分配阀的接管直径，使滤液和洗液的流动更加流畅，减少结垢；③把下分配阀的原平底设计改为圆弧结构，减少了流通的死角，提高流体的流速，对过流部件有冲刷作用，避免了死角结垢；④根据不同的工况，选择相应的不锈钢材料，国内原来只使用316L材质，现在可以选择316L、317L、904L、2205双相钢、S28合金等；⑤优化过滤机结构和滤布再生喷嘴的布置，降低了冲洗水总流量，与其他机型相比较，单位面积的冲洗水总量降低了20%，基本解决了冲洗水总量偏大的难题。现在，磷石膏过滤的冲洗水可以全部用于石膏的洗涤，以淡磷酸返回反应槽，冲洗水不循环使用，冲洗水喷嘴不再被颗粒物堵塞，降低了操作人员清理喷嘴的劳动强度，提高了装置的开车率。

贵州开磷集团有限公司使用了2台HDZP-320m2转台真空过滤机，在装置产能、磷收率、节能降耗和环保方面都达到满意的效果。

2 立式全自动压滤机的技术创新

立式全自动压滤机的工艺为加料、过滤、挤压、洗涤、再挤压、风干和排渣，为全自动运行。已经成功用于以下工序。

2.1 磷酸浓密机等底流液-固分离

由于现在使用的磷矿杂质含量高，直接使用磷酸浓缩装置的粗磷酸，难以生产出优等品的磷酸二铵，需要把粗磷酸澄清净化。以往磷酸澄清槽的底流是返回反应槽，重复过滤会影响过滤效果，增加能耗。

云南三环化工有限公司、瓮福紫金化工股份有限公司、湖北大峪口化工有限责任公司等单位使用立式全自动压滤机，把澄清槽底流淤渣酸进行液-固分离和洗涤，滤液作为产品酸，而滤渣作为低浓度肥料的填充剂。

湖北祥云集团化工股份有限公司在100kt/a工业级磷酸一铵装置上采用了立式全自动压滤机，对氨化澄清槽底流进行液-固分离，滤液送去工铵中和槽，压滤渣再浆后送去农铵工序。

2.2 磷石膏的脱水

把压滤机脱水称为非热力学脱水，该技术是将磷石膏先用水制浆，然后用压滤机压榨，通过自动化系统精确控制，保证磷石膏脱水后的游离水在10%左右。滤液部分循环使用，部分送到过滤机作为洗水使用。磷石膏通过再浆，使可溶性P2O5和F进入液相，由此，磷石膏得到净化，提高磷的利用率，拓宽了磷石膏的使用市场。

对于磷石膏制硫酸副产硅酸盐水泥装置，将非热力学脱水技术与热力学脱水技术相比，有如下优点：①非热力学脱水技术可节省烘干煤，每吨熟料可节省烘干煤180kg；②可回收磷石膏中的P2O5，提高磷的回收率1%；③非热力学脱水技术回收P2O5和F后，使磷石膏的质量得以提高，有利于提高磷石膏制水泥的烧成料质量与生产控制。

山东红日阿康化工股份有限公司用立式全自动压滤机对磷石膏进行脱水，设备运行平稳、故障率低、人工成本少、劳动强度低。

2.3 磷矿浮选尾矿的脱水

为了避免尾矿坝溃坝等安全隐患，贵州川恒集团有限公司、湖北三宁化工股份有限公司、四川马边南方矿业有限公司等相继采用立式全自动压滤机进行磷矿浮选尾矿的脱水，能把含水率30%的尾矿脱水至12%以下，脱水尾矿采用干堆。

3 HD-120m2带式真空过滤机的技术创新

鉴于环境保护的严格要求，磷石膏的综合利用将达到100%，除了采用非热力学脱水外，还可以采用二水—半水等化学转晶法工艺，降低磷石膏中磷

和氟的含量。

贵州金正大生态工程集团股份有限公司采用二水—半水化学转晶法磷酸生产工艺，选用了江苏新宏大的HD-120m2大型带式过滤机。该过滤机采用滑道支撑技术代替传统的托辊支撑，环形胶带在运行过程中无波浪起伏现象，磷石膏不易开裂，主要技术指标如下：①系统真空度达-48kPa。同行业机的真空度只有-35kPa；②磷石膏含水率低至0.09%～0.27%。同行业机含水率高达0.85%～1.63%；③磷石膏洗涤率高达99.2%；同行业机磷石膏洗涤率只有93%。

4 高效浓密机的技术创新

江苏新宏大研发的高效浓密机，用于磷酸脱硫酸浓密机、浓磷酸浓密机、氢钙浓密机、磷矿浆浓密机等。其技术创新主要有以下几点：①在线检测运行扭矩，耙机提升时主驱继续正常运行，而同行业的技术是主驱停机后才能提升耙机；②设置底流剪切回路，有效防止底流收集斗堵塞；③设置进料稀释设备，有效提高絮凝剂絮凝效果。

高效浓密机的主要业绩有：①贵州开磷集团矿肥有限公司φ25m×4.7m矿浆浓密机，进料含固量40%，底流含固量70%；②云南三环化工有限公司φ25m×8m矿浆浓密机，进料含固量25%，底流含固量67%；③贵州瓮福集团有限公司φ30m×4.4m矿浆浓密机，进料含固量30%，底流含固量65%。

浓密机上清水返回磨机循环使用，经过提高矿浆浓密机底流含固率，给磷酸装置水平衡创造了条件。

5 磷酸装置用大型特长搅拌器的技术创新

江苏新宏大开发的变截面、变倾角大型磷酸装置搅拌设备，为该项目的国产化开创了先河。目前，国内绝大部分装置都使用了该产品，使大功率、重载、特长悬臂搅拌装置在国产产品中再创新高。

在材料方面，除了有316L、317L、904L管板材料外，还成功开发了十多种新型材料，比如HD-5不锈钢，属于高铬、镍不锈钢，又加入较高的其他元素，具有良好的耐硫酸、盐酸及硝酸+盐酸、浓硫酸+盐酸的腐蚀性能，具有较高的强度和塑性，适合用于硫基氮磷钾反应中的搅拌桨。

安全生产和环境保护都是我国现代化建设的基本国策，能保护劳动者的安全、健康和国家财产，是促进社会生产力发展的基本保证，也是保证社会主义经济发展、进一步实行改革开放的基本条件。因此，必须强化生产的环保、安全、生态和绿色发展的责任意识。江苏新宏大集团有限公司坚持“进步源自创新”的理念，将继续把理论与生产实践有机地结合起来，通过技术创新，提高设备运行率，把安全和环保的创新当作首要任务来抓，努力降低企业在转型升级和技术改造上的投资，降低生产管理成本，提高磷回收率，使磷化工企业早日实现磷石膏利用率100%，把磷石膏变废为宝，做到污水零排放，提高磷化工行业绿色发展和可持续发展的能力。