Узбекский научно-исследовательский и проектный

6 Описание технологических схем
Описание технологического процесса

Технологический процесс производства экстракционной фосфорной кислоты состоит из следующих стадий:

• 
  прием, хранение и транспортировка фосфатного сырья;
  
• 
  разложение фосфоритов и кристаллизация сульфата кальция;
  
• 
  фильтрование экстракционной пульпы и противоточная промывка осадка фосфогипса на фильтре;
  
• 
  Обессульфачивание экстракционной фосфорной кислоты с последующим осветлением (отстаиванием);
  
• 
  очистка отходящих газов от соединений фтора;
  
• 
  удаление фосфогипса;
  
• 
  хранение экстракционной фосфорной кислоты и передача ее в цех по производству минеральных удобрений.
  

Описание технологической схемы стадии разложения фосфоритов и кристаллизации сульфата кальция, стадии фильтрования экстракционной пульпы и противоточной промывки осадка фосфогипса на фильтре в данном регламенте приведено для одной технологической нитки. Описание технологической схемы остальных технологических ниток аналогично.

Разложение фосфоритов и кристаллизация сульфата кальция

Разложение фосфоритов и кристаллизация сульфата кальция - это самая важная стадия производства ЭФК. Она определяет производительность системы, интенсивность ее работы и качество получаемой кислоты. Технологическая задача данной стадии производства заключается в максимальном извлечении Р₂О₅ из фосфатного сырья в кислоту и получение однородных хорошо фильтрующихся кристаллов сульфата кальция.

Разложение фосфоритов и кристаллизация сульфата кальция осуществляется в многомешальном экстракторе при интенсивном перемешивании.
Для контроля за технологическим процессом экстрактор снабжен приборами контроля за уровнем, температурой, плотностью, электропроводностью пульпы.
Серная кислота поступает со склада серной кислоты в емкости, служащие для промежуточного хранения и выдачи серной кислоты в экстрактор. Емкости установлены в отдельном поддоне, снабжены приборами для замера уровня. При повышении уровня до 4 m происходит остановка питающих насосов на складе серной кислоты ССК-2 с сигнализацией их остановки. Откачка кислоты из емкостей производится центробежными насосами. Опорожнение насосов производится в заглубленную емкость, из которой серная кислота насосом откачивается обратно в емкости.
Серная кислота насосами подается в напорный бак, откуда самотеком поступает в экстрактор. Избыток серной кислоты из напорного бака по переливной трубе стекает обратно в емкость.
На трубопроводе подачи серной кислоты из напорного бака в экстрактор установлен расходомер с автоматическим регулированием расхода кислоты. Серная кислота через распределительный короб поступает в три точки, расположенные по периферии каждого экстрактора.
Количество кислоты задается автоматически в зависимости от подачи фосфатного сырья и корректируется по содержанию SO₃ в жидкой фазе пульпы.
Одновременно с подачей серной кислоты в экстрактор подается фосфатное сырье со склада. В разгрузочных камерах пневморазгрузителей, подающих фосфатное сырье из силосов, установлена воздушная форсунка, с помощью которой фосфатное сырье по трубопроводу через четыре барботажных разгрузителя подается в экстрактор. Барботажные разгрузители погружены на (1800  2300) mm от крышки реактора.
Для обеспечения подвижности пульпы, образующейся при смешении измельченного фосфатного сырья с серной кислотой, с целью облегчения перемешивания и перекачки ее, весовое отношение между жидкой и твердой фазами поддерживают в пределах (Ж : Т) от (2,6 : 1) до (3,2 : 1). Для этого пульпа смешивается с раствором разбавления, то есть циркулирующим (оборотным) раствором фосфорной кислоты, получаемым при отмывке водой экстракционной кислоты, удерживаемой осадком сульфата кальция.
Ремиконд»РРР
Оборотная фосфорная кислота (раствор разбавления) поступает в экстрактор со стадии фильтрации. Массовая доля Р₂О₅ в оборотном фильтрате – (1216)% .
В экстракторе происходит реакция разложения фосфоритов и получение кальций сульфат-фосфатной пульпы (далее экстракционной пульпы). Продукционная кальций сульфат-фосфатная пульпа погружным насосом, установленном на экстракторе, подается с одной из технологических ниток в производство для получения супрефоса, суперфосфата, PS-Агро и полного комплекского удобрения NPK-S (Ca, Mg, Fe) и других.
При получении экстракционной фосфорной кислоты, экстракционная пульпа погружным насосом из экстрактора подается на карусельные вакуум-фильтры.
На узле разложения задействована блокировка по уровню в экстракторе – при достижении уровня пульпы 100 cm от крышки реактора закрывается шибер загрузки фосфатного сырья и срабатывает клапан на подаче воздуха в камеру камерного насоса. Таким образом, прекращается подача фосфатного сырья из пневморазгрузителей и камерного насоса со склада фосфатного сырья.
Для полноты разделения фаз экстракционной суспензии и хорошей промывки фосфогипса необходимо создать такие условия разложения, чтобы СаSO₄  2Н₂О выпадал в виде крупных кристаллов.
Факторы, оказывающие влияние на разложение фосфата и кристаллизацию сульфата кальция:

• 
  равномерное распределение реагентов во всем объеме экстрактора. Для этой цели производится интенсивное перемешивание пульпы. На каждом реакторе установлено по 9 мешалок, одна из которых центральная, восемь - периферийные. Для достижения однородности пульпы осуществляется циркуляция ее с обратного слива линии подачи на КВФ. Наличие циркуляционной пульпы позволяет значительно ускорить процесс кристаллизации фосфогипса, так как реагенты вступают в реакцию в ранее прореагировавшей массе, что способствует быстрому образованию и росту кристаллов;
  
• 
  поддержание оптимального температурного режима в пределах до 91С. Реакция разложения экзотермична, то есть протекает с выделением большого количества тепла, которое необходимо отвести. Необходимый температурный режим в экстракторах достигается воздушным охлаждением экстракционной пульпы путем просасывания потока холодного воздуха через газовые пространства между поверхностью пульпы и крышкой экстрактора вентиляторами. Снижение температуры уменьшает скорость разложения, увеличивает вязкость пульпы, что затрудняет отделение Р₂О₅ от гипса. Повышение температуры может вызвать кристаллизацию сульфата кальция в виде моногидрата, что связанно с затруднениями при дальнейшей фильтрации пульпы. Таким образом, данный температурный режим является наиболее оптимальным для избежания инкрустации (осаждения) солей на стенках аппаратов и трубопроводов;
  
• 
  устойчивый технологический режим по концентрации Р₂О₅ и SО₃ в жидкой фазе пульпы. Процесс разложения с получением хорошо отфильтровывающихся кристаллов идет в растворе небольшого избытка сульфат-ионов SО₃ (плюсовый режим) в пределах от 1,5 g/100 cm³ до 6,5 g/100 cm³ раствора. При низком содержании SО₃ кристаллы получаются мелкими, игольчатыми. При фильтрации забиваются поры фильтровальной ткани, удерживается значительное количество жидкой фазы и плохо промывается осадок фосфогипса. При повышении содержания SО₃ - кристаллы гипса неоднородны, что затрудняет отделение Р₂О₅ от гипса.
  

Полнота разложения фосфоритов как при низком, так и высоком содержании SО₃ также не достигается. В первом случае недостаточная подача серной кислоты приводит к неполному разложению фосфоритов, а следовательно, к большим потерям Р₂О₅ с фосфогипсом. Во втором случае, то есть при большом избытке серной кислоты, резко возрастает скорость осаждения сульфата кальция, происходит экранизация частиц фосфоритов, что препятствует дальнейшему их разложению.
При поступлении на производство фосфатного сырья, содержащего большое количество карбонатов используется реактор-декарбонизатор для декарбонизации сырья.
Фосфатное сырье из расходного бункера поз. 175/_1,2 пневморазгрузителем подается в реактор-декарбонизатор шнекового типа на форсунку, расположенную рядом с форсункой, подающей серную кислоту. Подача серной кислоты осуществляется насосами. Соотношение подаваемого фосфатного сырья и серной кислоты – 1 : (0,2÷0,3). Контроль расхода серной кислоты осуществляется с помощью индукционного расходомера. Температура в реакторе-декарбонизаторе – не более 90 ºС. В процессе смешения фосфатного сырья с серной кислотой начинается процесс экстракции. Реакционная масса шнековым механизмом по существующей системе течек подается на доразложение в экстрактор.