无机化工生产技术与操作 教学课件 作者 颜鑫 主编 田伟军 张桃先 副主编项目九 磷肥生产.ppt

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1、化学工业出版社能力目标：1.能依据湿法磷肥、热法磷肥的化学反应原理，分析湿法磷肥、热法磷肥的影响因素，并进一步分析其生产工艺条件；2.能依据生产条件分析实施相应的工艺条件所配备的设备结构；3.能依据生产条件分析实施相应的工艺条件所设置的生产流程及工艺改进方向；4.能依据生产特点分析实际生产过程中的操作要点；5.能依据原料的特性，分析生产条件的调整方案。化学工业出版社一、磷肥生产概述磷肥和氮肥、钾肥并称为农作物需要补充量最多的三大营养元素肥料。各种营养元素在作物生命代谢过程中各有其特殊的作用，彼此不能相互代替。例如氮、磷、钾三种元素是组

2、成蛋白质和原生质等不可缺少的组分，钾参与作物的氧化还原作用，磷参与作物碳水化合物的形成、转化作用。磷是组成原生质、核细胞的重要元素，它能促进作物开花结果、籽实早熟，并提高籽实的质量。作物吸收的养分必须是溶解态的，即要求化肥施与土壤中时，其养分呈离子或分子状态，能溶于土壤的水中或作物根系分泌的弱酸中，被作物吸收。磷肥中的磷通常以H2PO4-、HPO42-、PO43-和P2O74-四种形式存在。而土壤中的磷大部分为不溶或难溶性磷，不易被作物吸收，需进行化学加工转化为易被作物吸收的水溶性或枸溶性的磷化合物。化学工业出版社一、磷肥生产概述磷肥

3、依据生产方法不同有酸法磷肥和热法磷肥之分，另有磷复肥（如磷酸铵）。依据磷肥中磷化合物的溶解性不同又分为水溶性磷肥磷肥磷肥、枸溶性磷肥和难溶性磷肥三类。酸法磷肥和热法磷肥的主要品种如表1和表2所示。表1主要酸法磷肥的简略比较表序酸法磷肥名称分解酸产品主要组成产品含磷量号/有效全称简称PO%251普通过磷酸钙普钙，过磷酸钙HSOCa(HPO)·HO+24242212～20CaSO42重过磷酸钙重钙HPOCa(HPO)·HO40～503424223富过磷酸钙富钙HSO+Ca(HPO)·HO+24242225～35HPOCaSO3444沉淀磷

4、酸钙沉钙（氢钙、二HSO+HClCaHPO·2HO244236～38（磷酸二钙）钙）5氨化过磷酸钙_H2SO4Ca(H2PO4化)2·H学2O工业1出4～版2社0+NHHPO2～3N%424表2主要热法磷肥比较表序号名称代号主要有效组分化学性质有效有效磷提取液PO251钙镁磷肥FMα-Ca(PO)碱性12～182%柠檬酸342P2钢渣磷肥-CaPO·Ca碱性14～182%柠檬酸429SiO33钙钠磷肥-CaNaPO碱性23～29中性柠檬酸铵44脱氟磷肥DFα-Ca(PO)碱性20～42中性柠檬酸铵342P二、磷肥生产原料简介5偏磷酸钙

5、CMCa(PO)碱性64～68中性柠檬酸铵4n磷矿石是生P产磷酸、磷肥的主要原料。天然磷矿石可分为磷灰石和磷块岩两大类，它们的主要成分均是氟磷酸钙〔Ca5F(PO4)3〕。磷灰石是火山成岩，由熔融的岩浆冷却结晶而成，具有六方双锥晶型结构，不含结晶水，颜色有灰白色、灰绿色、紫色或咖啡色。纯的磷灰石含P2O5为42.24%。磷灰石分散在矿石化学工业出版社中，二、磷肥生产原料简介高品位的磷灰石在自然界中不多，但磷灰石结晶完整，颗粒较粗，易于用浮现方法富集。磷块岩是水成岩，主要由海水中的磷酸钙沉积而成，常与石灰岩、矿岩、页岩等共生在一起，其含

6、磷矿物主要以微细的磷灰石颗粒分散在矿石中。磷块岩一般为非晶形或隐晶形，常含有结晶水或与碳酸盐构成复合物，其结构式通常可表示为Ca5F(PO4)·nCaCO3·mH2O。磷矿的品位是依照P2O5的含量来划分的，一般将含量高于30%的为高品位磷矿，低于20%的为低品位磷矿，介于二者之间的为中品位磷矿。磷肥生产对磷矿中的P2O5的含量有一定要求，高品位磷矿可直接加工成磷肥，中低品位磷矿一般须经选矿富集后才能加以利用。化学工业出版社二、磷肥生产原料简介磷矿的富集常用浮选法。浮选是根据磷矿中有用矿物磷灰石与脉石（如石英）对水润湿性的不同而将它们

7、分离的。磷灰石常以0.2㎜左右的颗粒以星状分散于矿石中。选矿时，将矿石粉碎并加水磨成矿浆，添加浮选剂以提高磷灰石的憎水性或脉石的亲水性，向矿浆中鼓入空气，磷灰石附在气泡上浮在矿浆表面，形成稳定的泡沫层，分出并脱水而得磷精矿，脉石则成尾矿。磷矿中含有多种杂质，其中对生产影响最大的的是铁、铝、镁三种，其次是碳酸盐、有机物、分散性泥质和氟等。⑴磷矿中的CaO含量（以CaO/P2O5比值反映）。CaO/P2O5比值决定了生产单位质量P2O5所消耗的硫酸量。其CaO含量直接影响生产湿法磷酸的生产成本和过滤设备的生产能力，故生产中要求CaO/P2

8、O5比值为质量比1.31，摩尔比3.33。超过此值，易造成额外的硫酸消耗，故除去磷矿中多余的CaO是湿法磷酸生产中急需解决的问题。化学工业出版社二、磷肥生产原料简介⑵磷矿中的倍半氧化物R2O3（主指Fe2O3、Al2O3