Производство экстракционной фосфорной кислоты

Производство экстракционной фосфорной кислоты

Проектная мощность производства одной технологической линии 300 000 тонн 100 % Р₂О₅.

      Режим работы производства – непрерывный, 300 рабочих дней в году, 24 часа в сутки.

      Достигнутая мощность производства:

-     первой технологической линии – 1000 тонн в сутки 100 % Р₂О₅;

-     второй технологической линии – 1000 тонн в сутки 100 % Р₂О_5.

1.4 Количество технологических линий

       Производство экстракционной фосфорной кислоты состоит из двух технологических линий, включающих каждая:

     - один экстрактор с дозревателем общей рабочей ёмкостью 2525 м³ , с охлаждением пульпы в вакуум – испарителе;

     - два параллельно работающих фильтра с рабочей поверхностью 136,4 м²  каждый;

     - двухступенчатую установку выпаривания кислоты из трех линий (двух на первой и одной на второй) с поверхностью нагрева каждой 500м² .

1.5 Метод производства.

Сернокислотное разложение апатитового концентрата в дигидратном режиме с образованием экстракционной фосфорной кислоты, дигидрата сульфата кальция и фторсодержащих газов, с последующим разделением осадка фосфогипса и фосфорной кислоты на карусельных вакуум–фильтрах и двухступенчатым выпариванием полученной кислоты до массовой доли Р₂О₅ от 52,5% до 54,0% и абсорбцией фторсодержащих газов.

Фосфорной кислотой принято называть ортофосфорную кислоту. Химическая формула - Н₃РО₄, молекулярная молярная масса 98 г/моль. Экстракционная упаренная фосфорная кислота массовой долей от 52,5% до 54,0 % в пересчете на Р₂О₅ представляет собой маслянистую жидкость с сильно выраженными кислотными свойствами зеленовато-коричневого цвета, негорючая, не образует при нагревании взрывоопасных смесей, хорошо растворима в воде в любых пропорциях.

Неупаренная фосфорная кислота дигидратного экстракционного процесса должна соответствовать следующим нормам:

- Массовая доля Н₃РО₄ в жидкой фазе в пересчете на Р₂О₅  не менее 26,0 %

- Массовая доля сульфатной серы в пересчете на SO₃  - не более 2,2 %

- Массовая доля фтора - 1,8 % - 2,2 %

- Массовая доля твердых веществ - не более 0,8 %

- Плотность раствора фосфорной кислоты - не менее 1,290 г/см³

Продукционная упаренная экстракционная дигидратная фосфорная кислота должна соответствовать следующим требованиям  при отгрузке на сторону:

- Массовая доля Н₃РО₄ в жидкой фазе в пересчете на Р₂О₅ - 52,5 % - 54,0 %

- Массовая доля сульфатной серы в пересчете на SO₃  - не более 2,8 % - 4,0 %

- Массовая доля фтора в осветленной фазе - не более 0,7 %

- Массовая доля твердых веществ - не более 3,0 % - 4,0 %

- Плотность раствора фосфорной кислоты - 1,680 - 1,710 г/см³

Попутным продуктом реакции сернокислотного разложения апатитового концентрата являются фторгазы, которые абсорбируются по ходу технологического процесса получения ЭФК водой с образованием растворов кремнефтористоводородной кислоты (КФВК).

Обозначения на схеме указаны в соответствии с нумерацией, принятой фирмой «Коппее», аналогичной для обеих технологических линий, где для оборудования отделений приняты соответствующие индексы (за исключением склада апатита, серной кислоты и гидроудаления фосфогипса, запроектированных ГИПРОХИМом):

-  экстракции, включая оборудование санитарной очистки, принят индекс «2»,

-  фильтрации, включая оборудование санитарной очистки, индекс «5» (для 1-го фильтра – 51, для 2-го фильтра – 52),

-  выпаривания – индекс «6» (для первой линии первой ступени – 61, для второй линии первой ступени – 62, для второй ступени – 63),

-  санитарной очистки газов в отделении выпаривания и от баковой аппаратуры, а также остальных аппаратов – индекс «7».

Технологическая схема производства экстракционной фосфорной кислоты предусматривает разложение (экстракцию) апатитового концентрата смесью серной и фосфорной кислот в экстракторе и кристаллизацию-дозревание кристаллов фосфогипса в дозревателе.

     Настоящий регламент определяет нормы технологического режима, обеспечивающие проведение дигидратного процесса с выделением сульфата кальция в виде дигидрата гипса СаSО₄х2Н₂О и фосфорной кислоты с массовой долей не менее 26,0 % Р₂О₅, охлаждение пульпы (снятие тепла реакции) за счет испарения влаги из пульпы под вакуумом в вакуум-испарителе.

     Для разделения жидкой и твердой фаз экстракционной пульпы предусмотрен способ вакуум-фильтрации с последующей двукратной промывкой фосфогипса от фосфорной кислоты на карусельном вакуум-фильтре.

     Концентрирование фосфорной кислоты до массовой доли от 52,5 % до 54,0 % Р₂О₅ производится на вакуум-выпарных установках в две ступени. На первой ступени выпаривания, состоящей из двух идентичных линий, фосфорная кислота концентрируется до массовой доли не менее 45 % Р₂О₅, на второй, состоящей из одной линии – до массовой доли от 52,5 % до 54,0 % Р₂О₅. Схемой производства предусмотрена возможность работы каждой вакуум-выпарной установки в режиме одностадийного упаривания до массовой доли Р₂О₅ от 52,5 % до 54,0 %.

     В схеме производства экстракционной фосфорной кислоты предусмотрены следующие системы очистки фторсодержащих газов, выделяющихся в технологическом процессе:

-  абсорбция фтора из газов после выпаривания фосфорной кислоты с получением кремнефтористоводородной кислоты массовой долей от 18,0 % до 22,0 %, направляемой на переработку в производство фторида алюминия или на СНКС,