关于磷酸生产中氟回收利用研究

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1、关于磷酸生产中氟回收利用研究　　【摘要】我国磷矿资源储量可观，但是普遍含杂质较多，这就给磷矿的开发应用带来了困难，也相应地提高了对工艺技术的要求。磷矿主要用来制得磷酸，湿法磷酸中一般含有多种杂质，如钙、镁、氟、铁、铝、硫酸根等离子，在浓缩过程中，它们会逐渐沉淀析出，这些沉淀若没有进行及时的处理，甚至会堵塞换热器导致无法生产。同时，对这些离子的回收利用也实现了资源的最大利用，本文就磷酸生产中氟的回收利用做简要的探讨，并提供一些可供参考的意见和建议。【关键词】磷酸生产；氟；回收利用1氟的吸收原理1.1蒸气的逸出湿法磷酸浓缩时，溶

2、于磷酸中的氟硅酸分解而成四氟化硅（SiF4）和氟化氢（HF），与水蒸气一起逸出。一般来说，浓缩磷酸浓度在45%P2O5以前，其气相逸出的氟大部分是SiF4形态，此时吸收后回收的氟硅酸中就有紊状的白色硅胶出现。随着磷酸浓度的提高，磷酸挥发出的HF和SiF4的比例也逐渐提高。已经发现从真空浓缩器中沸腾的、浓度为50%—55%HF和SiF4的磷酸挥发出来的HF和SiF4的摩尔比接近2：1，假如磷酸浓度超过56%7P2O5，则HF：SiF4就要高于2：1.这些含氟蒸气通常在冷凝器前设置一台或两台串联的氟吸收装置中予以吸收后，制成氟硅

3、酸溶液而加以利用。1.2氟的吸收磷矿中通常含有数量不等的氟。大体上，沉积型矿中氟含量以F/P2O5计为0.10—0.14；火成岩为0.04—0.06。氟在湿法磷酸生产过程中大致分布比例是：反应槽气体中逸出的氟约占5%，产生沉淀而进入磷石膏约占30%，其余约为65%是进入酸里。稀磷酸在浓缩时，例如从28%P2O5浓缩至50%P2O5时，又有40%随水蒸发逸出，存留在浓酸中后予以排放或回收。这样做的主要目的是控制环境的污染。通过有效的回收制成副产品，还能从中获得经济效益。一般加工1tP2O5磷酸，从空气冷却型反应槽尾气中，以稀氟

4、硅酸形态回收约2.7—3.2kg氟；从真空冷却系统中回收约1.3—1.8kg氟。因为在系统中逸出的氟，有相当数量进入后面的大气冷凝器的水中，无法回收了。由于这一段能回收的氟量不多，且浓度也稀，所以目前国内的一些中小型磷肥厂在该加工段洗涤尾气的目的仅为了控制污染，即把吸收液用石灰乳中和处理后排放。仅有少数工厂将吸收所得的稀氟硅酸液送往普钙车间的尾气吸收工段，作为那里的尾气吸收液再加以利用。目前，从湿法磷酸厂的浓缩磷酸加工段中回收蒸发气中氟来制取氟化物是具有普遍意义的。当生产50%7P2O5的酸时，进入浓缩磷酸的氟化物有40%以

5、上是在浓缩器的蒸气中。2回收氟的生产流程和生产设备2.1半水—二水湿法磷酸的氟回收把硫酸和磷矿间的反应放到浓度较高的磷酸溶液中进行，首先制取半水物的晶体，再经过过滤和分离流程，接着把半水物的晶体反应为二水物晶体，然后再次过滤和分析，将二水的稀酸溶液当作半洗涤水过滤物的溶液，最后在从半水过滤的工艺中吸取出成品酸，这是浓度较高的磷酸溶液，就能直接被应用到浓度要求较高的磷肥生产。（1）半水氟洗涤采用二级喷淋塔逆流洗涤把半水反应的温度控制在103℃左右，半水反应的料浆流入到高位闪蒸冷却器中，再经高位闪蒸冷却器把含氟的气体蒸发出来，用

6、除沫器将P2O5液沫除去，再送入到氟洗涤塔A进行洗涤，接着经过氟洗涤塔B进行洗涤，依次进行循环洗涤，当氟硅酸溶液的浓度达到了要求（即浓度是12%）时，将氟洗涤泵的出口处的付线阀打开，把成品的氟硅酸贮存在贮槽中，再把洗涤后的气体流入到闪蒸冷凝器后，洗涤时用冷却水，以洗去可凝性的气体，闪冷真空泵最后把不可凝性的气体吸到大气中。（2）半水反应气体洗涤采用逆流洗涤7在磷矿的萃取过程中会有大量的气体生产，再用洗涤气体的尾气风机吸收，总共要洗涤四次都采用逆流的方式。最早流进到预洗涤塔的气体用预洗涤泵从预洗涤液封槽打来的氟硅酸液进行循环洗

7、涤，当洗涤液中的氟硅酸的浓度达到要求时，就打开洗涤泵，将气体送到第一气体洗涤塔中循环多次洗涤，再流到第二气体洗涤塔中，采用氟硅酸的溶液浓度是3%—5%的溶液对其循环洗涤，再用洗涤尾气风机把洗涤之后的气体送到第三气体洗涤塔中，用氟硅酸的浓度在1%左右的溶液对其进行最后一次循环洗涤，最终采用除沫器对气体除沫后排入到大气中。（3）二水转化低位闪蒸氟洗涤半水料浆转化后由料浆循环泵送入闪蒸冷却器蒸发，移出转化过程放出的热量，将转化温度控制在60—75℃。闪蒸冷却器蒸发出来的含少量SiF4和HF的水汽经除沫器分离气体中夹带的料浆雾滴后，

8、进入大气冷凝器，在此用循环冷却水将气体中的全部水汽冷凝，不冷凝气体由真空泵排至大气。2.2生产设备（1）石墨加热器石墨加热器有列管式和块孔式两类，外壳用钢板制成，保温层采用膨胀珍珠岩保温砖并外涂石棉水泥。以前国内用于磷酸浓缩的石墨加热器的单台传热面积限于100平米以下。加热器列管的材料采用