沉降分离工艺在工业级磷酸一铵装置上的应用

杨林台，马克猛，娄方亮

（1.云南云天化云峰化工有限公司，云南 宣威 655426；2.云南云天化股份有限公司 战略发展部，云南 昆明 650228）

0 引言

工业级磷酸一铵（MAP）具有全水溶性，既可以直接作为水溶肥施用，又可用作滴灌肥、喷施肥、聚磷酸铵的生产原料；在工业上可作为ABC干粉灭火剂的原料，还可作阻燃剂，具有低毒、低烟等环保优势，正成为世界阻燃剂的重要品种。目前，我国工业级磷酸一铵生产主要采用热法磷酸氨中和法、湿法磷酸氨中和法［1］。热法磷酸成本远高于湿法磷酸，随着湿法磷酸净化工艺的进步，采用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵工艺得到了快速发展。

1 湿法磷酸氨中和法生产工业级磷酸一铵工艺流程

图1 湿法磷酸氨中和法生产工业级磷酸一铵工艺流程

湿法磷酸氨中和法生产工业级磷酸一铵工艺流程如图1所示。该工艺采用磷矿浆和碳酸钡脱硫、通氨中和净化、料浆压滤分离、滤液浓缩结晶、离心分离、干燥等工序，得到w（总养分）73%的工业级磷酸一铵产品。磷酸在通氨净化过程中，钙、铁、铝、镁、氟等杂质均生成非水溶性的化合物沉淀，与磷酸一铵溶液形成w（固）约13%的混合物，为了尽量减少进入浓缩结晶工序的杂质，料浆分离采用两级压滤，先将中和料浆粗滤，得到w（固）约3%的粗滤液，将粗滤液再次压滤，得到w（固）小于1%的精滤液。两级压滤工艺虽然能得到较纯净的精滤液，但压滤效率低，滤布消耗和人工成本较高，因此，需要对压滤分离工序进行优化改造。

2 中和料浆沉降实验

在不同时间点用烧杯取中和料浆500 mL，于60℃恒温水浴中观察自然沉降情况，实验结果见表1。从表1可以看出，中和料浆具有较好的自然沉降性能，固形物0.5 h即可基本沉降，1.0 h后清液层体积基本不再变化。

表1 中和料浆沉降情况

取清液层清液分析其成分，并与原来压滤工艺产生的粗滤液、精滤液对比，结果见表2。从表2可以看出，自然沉降的清液层清液品质远优于粗滤液，与精滤液相比也相差不大。因此，可以用沉降分离工艺代替粗滤工艺。

表2 清液层分析结果 %

3 改造内容

将稀磷酸槽改造为料浆沉降槽（容积3 000 m3，带槽耙）。新增料浆至沉降槽管线，将中和净化槽中的料浆送入沉降槽中自然沉降，澄清液通过溢流口溢出（根据不同的液位打开不同高度的溢流口阀门），用清液泵送至粗滤液槽；新增排渣泵及管线，将沉降槽底部渣浆输送至NPK装置，作为生产NPK产品的原料。澄清液通过粗滤液泵送至压滤机压滤，得到精滤液。改造后分离工序工艺流程见图2。

图2 改造后分离工序工艺流程

注意事项：必须观察溢流口出来的清液是否清澈，若变浑，则换开更高处的溢流口，确保进入粗滤液槽的清液质量。随时观察沉降槽槽耙电流，电流高时及时排渣，防止槽耙被渣抱死。排渣泵送完渣浆后，必须用蒸汽吹扫干净，防止送渣管道被渣堵塞。

4 改造效果

改造后，取沉降槽中清液分析，结果见表3。从表3可以看出，沉降槽中清液w（固）<1%，杂质含量与原来压滤工艺产生的粗滤液相比有很大的降低，达到改造目的。

表3 沉降槽中清液分析结果 %

改造前后工业级MAP产品质量对比如表4所示。从表4可以看出，改造后产品质量无明显变化。

表4 工业级MAP产品质量对比 %

改造后，每吨产品压滤机滤布消耗和维护费用降低了14.5元，同时减少滤渣倒运费用1元/t，每年可以创造经济效益120万元。

5 总结

在工业级磷酸一铵装置上利用沉降分离工艺代替压滤工艺是可行的，得到的清液质量优于粗滤液，运行成本和劳动强度降低，产生的渣浆用泵输送至NPK装置，减少了原流程用汽车倒渣的费用，具有较好的经济效益。