2. 通过行车库3#料斗，直接到M3121皮带，到L107皮带，经过L108皮带分贝配送给三台湿磨生产。

3. 直接通过L105皮带，供给1#磨机生产，或通过负6#皮带供给3#磨机。 磨机

湿磨主要由三台溢流型球磨机组成，主要任务是将中碎送来的颗粒矿石加水研磨成矿浆（细度要求小于-100目），具体流程如下：

磷矿贮仓V201、V3201、V4201内的磷矿，分别通过安装在称重式带式给料机M201、M3201、M4201上的电子皮带称计量后，分别向溢流型球磨机B201、B3201、B4201的速度来实现。

从磷酸装置区（或渣场）送来的酸性污水和灌区车间、磷铵三车间、合成氨、华星送来的碱性污水在中和槽V301中与从磷铵装置区送来的液氨、磷铵三车间送来的气氨中和至一定的pH值后（Ph>6）与磷矿石一起分别进入溢流型球磨机B201、B3201、B4201。

溢流型球磨机B210、B3201、B4201磨出的矿浆，经附带的筛浆机筛除大颗粒后流入矿浆收集槽V202、V3202、V4202，再由无轴封立式离心砂泵P201A/B、P3201A/B、P4201A/B泵入矿浆贮槽V203，最后通过矿浆输送泵P203、P202A、P202B、P205分贝将矿浆贮槽V203中的矿浆分别输送到反应槽（R301、R302、R01）。筛浆机筛出的大颗粒由M202、M3202、M4202皮带运回磨机继续研磨。

球磨机B201、B3201、B4201清洗水通过冷却水总管中回收到磷酸利用，无轴封立式离心泵和矿浆贮槽的溢流液流入返回矿浆收集槽V204、V4204，不定期通过返回矿浆输送泵P204、P4204送入球磨机头部。 排渣皮带

任务是将新系统和老系统磷酸过滤系统排出的磷石膏输送至外渣场，流程如下： 新、老系统过滤磷石膏→排渣1#皮带→排渣5#皮带→排渣6#皮带→排渣7#皮带→排渣8#皮带→排渣9#皮带→排渣10#皮带→外渣场。

外渣场皮带经过10#皮带后分为东线和直线，直线皮带至13#皮带又分为直线和直西线，外渣场的两条主线，主要是为了当西线磷石膏堆满以后，将排渣线调至东线，然后再将西线皮带技改延长等，当东线堆满以后，再转到西线，实现外渣场皮带一开一备，保证公司生产顺利进行。

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2.2磷酸车间

2.2.1生产基本原理

1.磷酸生产的基本过程 原料计量和投放（加料）； 反应（萃取）； 过滤； 浓缩； 磷酸贮存。 2.化学反应方程式 1） 主要反应方程式

加入反应槽的磷矿和硫酸在有大量磷酸存在的条件下进行反应：

Ca5F（PO4）3 +5H2SO4 + nH3PO4 +10H2O = 5CaSO4.2H2O +(n+3)H3PO4 +HF↑

2）副反应方程式

在进行上述主反应的同时，磷矿中所含杂质将发生一系列的副反应。 3.反应机理

1） 过程的化学反应

本工艺采用二水法硫酸反应磷矿流程，其化学反应式如下：

Ca5F(PO4) 3+5H2SO4+10H2O=3H3PO4+5CaSO4.2H2O+HF↑

在生产中磷矿的分解过程是在磷酸、硫酸的混合溶液中进行的，反应第一阶段是磷矿首先被磷酸分解生成磷酸一钙：

Ca3F(PO4) 3+10H3PO4=3H3PO4+5Ca（H2 PO4）2+ HF↑

磷酸一钙继续与硫酸反应生成磷酸：

5Ca(H2PO4) 2+5H2SO4+10H2O=10H3PO4+5CaSO4.2H2O

磷酸一钙在磷酸溶液中有一定的溶解度，同时由于磷酸一钙对磷酸离解有缓冲作用，致使磷酸与磷矿的反应不能进行完全。当有硫酸存在时，硫酸与磷酸一钙的反应可以迅速进行，并达到完全，这一结果也促使了磷酸与磷矿的反应继续进行。由此可见，磷矿的分解是可以快速进行并达到完全。

磷矿分解后生成的氢氟酸与磷矿中二氧化硅或硅酸盐作用生成氟硅酸：

四氟化硅气体逸出：

CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑ MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑ (Fe-Al) 2O3+2H3PO4=2(Fe-Al)PO4+3H2O (Na-K) 2O+H2SiF6=2(Na-K) 2 SiF6+H2O

6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O

在磷酸溶液中，氟硅酸的蒸汽分压随磷酸浓度及温度的提高而增大，氟硅酸部分分解成

H2SiF6= SiF4 +2HF↑

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有SiO2存在时，氟硅酸的分解将加强：

2H2SiF6+SiO2=3SiF4↑+2H2O

当采用不同的流程，由于选用的磷酸浓度及反应温度不同，氟的逸出量有很大差异。例如：当采用二水流程时，氟逸出量仅为总氟量的~3%，而当采用半水或无水流程时，磷酸浓度达到40% P2O5以上时，氟逸出率可以达到40~60%。逸出气体组成随磷酸浓度和温度不同也有不同，在磷酸浓缩过程中，当磷酸浓度达到50%至55% P2O5时，逸出气体中HF与SiF4分子比例约为2，低于50% P2O5时二者比例小于2，高于55% P2O5时则大于2。因此浓缩过程中选择最终磷酸浓度50% P2O5时，既可得到较高的氟回收率，亦可以避免系统氢氟酸带来的腐蚀及硅酸盐的堵塞。

从反应槽逸出的四氟化硅引入吸收装置中用水吸收，四氟化硅水解成氟硅酸，同时有硅酸SiO2.nH2O析出：

3SiF4+(n+2)H2O=2H2SiF6 + SiO2.nH2O CaCO3+H2SO4+nH2O =CaSO4. nH2O + H2O +CO2

CaCO3.MgCO3+2H2SO4+nH2O =CaSO4.nH2O+MgSO4.2H2O +2CO2（2-14）

磷矿中三价金属离子在反应过程中形成磷酸盐：

2） 磷矿的分解过程

湿法磷酸生产分为两个过程即：磷矿浆中各种物质的溶解和硫酸钙结晶的形成、长大。磷矿与硫酸之间的反应实际上是一个表面反应，它的反应速率主要与磷矿的活性、反应温度、液相氢离子浓度、表面液膜扩散以及矿粒有效反应面积等因素有关。另外，在湿法磷酸生产中存在着SO42-，能使矿粒表面生成硫酸钙固态膜，增加了反应的复杂性，这种现象称“钝化”现象，而磷矿本身有抵抗“钝化膜”的特性，这种物性称磷矿的抗阻缓性。磷矿的反应活性和抗阻缓性，均可由实验方法测定，一般来说，水成岩类的磷块岩反应活性较好，但抗阻缓性较差，反之，火成岩类的磷灰石及变质磷块岩反应活性较差，但抗阻缓性较好。

本工艺如采用宜昌磷矿则反应活性较差，但抗阻缓性较好，然而由于一般二水流程磷酸浓度较低，在强力搅拌下不至于发生“钝化”现象，但在生产过程中仍要小心控制反应槽的液相SO42-浓度。

对于磷矿的分解过程来说，提高温度是加强反应过程的最有效因素，但提高温度的同时也加强了副反应的发生。二水物磷酸生产反应槽的温度在得到二水结晶范围内倾向于控制在温度上限，控制磷酸浓度低,保持磷矿转化率.控制温度在90℃以上。

反应液相氢离子浓度具体反应在控制反应槽液相的SO42-浓度上。磷矿的粒度对分解过程影响很大，降低磷矿的颗粒直径有利于提高分解速度，但磷矿磨得过细会增大动力消耗，降低磨浆设备的生产能力，一般不要求磨得过细。反应槽SO42-浓度大小及磷矿的粒度要求均根据所用的磷矿特性及工艺过程条件而定。

Fe2O3+2 H3PO4=2FePO4+3H2O Al2O3+2 H3PO4=2AlPO4+3H2O 2 K +.Na+ +H2SiF6=(K.Na)2SiF6 ↓ +2H+

矿石中存在一定数量的碳酸盐矿物，如方解石，白云石等，被酸分解：

当磷酸溶液中有K+、Na+离子存在时，与H2SiF6化合生成沉淀：

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任何复杂的过程速度都取决于速度最慢的工序，在伴随化学反应的溶解过程中，进行最慢的工序是液层扩散。磷矿的分解速度是受扩散过程控制的，因此磷酸生产中加强反应的搅拌十分重要。 3） 硫酸钙的结晶过程

在磷酸水溶液中，硫酸钙结晶可以呈三种水合结晶形态与溶液处于平衡状态，即二水物CaSO4·2H2O、半水物CaSO4 ·1/2 H2O及无水物CaSO4，反应过程的温度、磷酸浓度、液相剩余硫酸浓度以及溶液的过饱和度，都是决定硫酸钙水合结晶形式的因素。湿法磷酸工艺与硫酸钙结晶有很大关系，湿法磷酸的化学在相当程度上是硫酸钙的结晶化学，生产中对工艺条件的控制与研究，最终目的都是为了获得硫酸钙的稳定结晶形态，同时尽可能得到有良好过滤性能的硫酸钙结晶。最主要的操作条件是反应料浆液相SO42-浓度、P2O5浓度、反应温度、料浆液固比、反应时间等。 A.反应料浆液相SO42-浓度

反应槽液相SO42-浓度是影响磷石膏结晶及P2O5转化率的一个重要指标。在一定限度内，剩余SO42-的存在总是降低过饱和度，减少P2O5的晶间损失，获得较高转化率以及提供良好结晶的条件。但是，SO42-浓度过大则会产生矿浆的包裹现象，反而造成转化率的下降。 SO42-浓度对磷石膏的结晶外形影响极为明显，但由于磷矿的特性不同及其它工艺条件的影响，产生的是综合性的效果。对于某一具体磷矿来说，优惠的SO42-浓度只能由实验方法（玫瑰红酸钡法）确定，本工艺选用SO42-浓度1#反应槽为21~33g/l，2#反应槽21~33g/l左右。

优惠条件下获得的磷石膏结晶是呈单斜方形六面体，比较好的长、宽比为2~3：1，并且有较大的晶体厚度。低的SO42-浓度易形成薄片晶状，这种晶形看起来面积很大，但晶体薄，孔隙率小，过滤困难，这类晶体特征是色泽洁白，折光性强。SO42-浓度过高时，会形成针状综合体，结晶大小不均，但当SO42-稍大时会形成一种短而厚的针状综合体，这种结晶称为“聚晶”，它具有良好的过滤及洗涤性能。

B.液相P2O5浓度

在一定温度范围内，磷酸浓度要保证二水物结晶的稳定存在，这一点在设计时就大体上确定了，实际生产中影响磷酸浓度的因素很多，首先是磷矿的品位及杂质含量，杂质含量高会限制磷酸浓度的提高，一方面有害杂质的存在不利于反应的正常进行，另外杂质含量高的磷矿在生产中需要更多的水进行石膏洗涤；其次，磷酸浓度还会受到反应系统冷却能力的限制，因为提高磷酸浓度有时必须降低反应温度。总之，降低磷酸浓度有利于反应和过滤的进行；但同时也降低了设备的生产负荷，增大了浓缩的动力消耗，因此，合适的反应槽磷酸浓度要从工艺角度和经济角度两方面来综合考虑确定。

C.反应温度

反应温度的选择和控制非常重要。太低的温度下，反应速度降低，影响生产能力。同时液相粘度大，增大了离子扩散阻力，并由于低温下降低了硫酸钙溶解度，相应地增大了过饱和度，使晶核数量增多，结晶减少，不利于获得粗大均匀之石膏结晶。

较高的反应温度利于克服上述弊病。但是过高温度将导致生成不稳定的半水石膏而使过滤发生困难。本公司生产实践中证明，反应温度（85~95）℃时，液相P2O5浓度只允许达到

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