阅读说明：本技术 提高湿法磷酸氟收率的系统 (System for improving wet-process fluorine phosphate yield ) 是由 梅毅 何宾宾 谢德龙 朱远蹠 聂云祥 于 2021-03-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高湿法磷酸氟收率的系统,包括搅拌桶,浓磷酸与脱氟剂通过管道反应器进入搅拌桶中混合均匀,所述搅拌桶的出料口与筛板脱氟塔的二段浓磷酸进口相连通,空气经空气加热器后与所述筛板脱氟塔的下部的热空气进口相连通,饱和蒸汽与所述筛板脱氟塔下部的蒸汽进口相连通,所述筛板脱氟塔上侧的氟尾气出口与雾沫分离器相连通,所述雾沫分离器与氟吸收洗涤塔相连通,所述筛板脱氟塔下部的湿法磷酸出口与成品酸储槽相连通；本发明所述系统可使现有湿法磷酸生产磷铵工艺氟的收率提高20%以上,每吨P-2O-5氟硅酸量为60kg以上,且产品磷铵的氟含量显著降低,具有明显的经济效益,资源效益及环境效益。(The invention discloses a system for improving the yield of wet-process phosphoric acid fluoride, which comprises a stirring barrel, wherein concentrated phosphoric acid and a defluorinating agent enter the stirring barrel through a pipeline reactor to be uniformly mixed, a discharge port of the stirring barrel is communicated with a two-stage concentrated phosphoric acid inlet of a sieve plate defluorinating tower, air is communicated with a hot air inlet at the lower part of the sieve plate defluorinating tower after passing through an air heater, saturated steam is communicated with a steam inlet at the lower part of the sieve plate defluorinating tower, a fluorine tail gas outlet at the upper side of the sieve plate defluorinating tower is communicated with a mist separator, the mist separator is communicated with a fluorine absorption washing tower, and a wet-process phosphoric acid outlet at the lower part of the sieve plate; the system of the invention can improve the fluorine yield of the prior process for producing ammonium phosphate by wet-process phosphoric acid by more than 20 percent, and each ton of P 2 O 5 The fluosilicic acid amount is more than 60kg, and the fluorine content of the product ammonium phosphate is obviously reduced, thereby having obvious economic benefit, resource benefit and environmental benefit.)

提高湿法磷酸氟收率的系统

技术领域

本发明涉及湿法磷酸生产技术领域，尤其涉及一种能够提高湿法磷酸氟收率的系统。

背景技术

经过60余年的发展，中国磷化工行业走过了一条由进口产品到出口产品的发展之路，实现了由进口大国向制造大国的历史跨越， 成为世界磷肥生产大国，截至2019年年底我国磷肥总产能为P₂O₅ 2240万t，产量为1610.2万t，取得了令世界瞩目的成就。磷肥种类较多，磷铵为主要产品，2019年磷铵产量1359.3万t，占磷肥总产量的 84.4%，磷铵是含氮和磷两种营养元素的高浓度复合肥料，由氨与湿法磷酸反应制成，湿法磷酸是三元酸，一般用硫酸分解磷矿。

在自然界中，氟主要有2种存在形态：一种存在于莹石（氟化钙）中，世界上萤石的蕴藏量很小，目前已探明萤石矿物储量约2.7亿 t，但可供开采的贮量仅有6500万t，且集中在为数不多的几个国家。2018年我国已探明萤石矿物基础储量约0.45亿 t。除萤石之外，氟在自然界以另一种存在形式伴生于磷矿石中，尽管磷矿石含氟量很低，为2～5%的氟，主要以氟磷灰石Ca₅(PO₄)₃F的形态存在，也有少许以氟硅酸钙（CaSiF₆）的形态存在。但全球磷矿储量为690亿吨，按照平均3%的氟含量，氟资源量为20.8亿吨；以中国2018年磷矿开采量为0.5亿吨，则所含氟资源量为150万吨，接近2018年国内氢氟酸生产量（158.8万吨），因此，回收磷产业中伴生氟具有重大意义。在用于磷铵生产原料湿法磷酸生产工艺中，氟的回收点主要在萃取工序与磷酸浓缩工序，但氟的收率较低，每吨P₂O₅回收的氟硅酸基本在50kgH₂SiF₆（折百）以内，回收率低于50%，其余的氟保留在浓磷酸中，进入磷铵产品，最终进入土壤、水体等，对自然环境造成一定的破坏。因此，提高湿法磷酸氟收率，减少氟进入磷铵产品迫在眉睫。目前磷铵湿法磷酸氟收率的技术未见报道。但饲料磷酸脱氟技术有相关报道，CN104176719 A报道了一种塔式气提饲料磷酸脱氟方法，将饲料级低氟磷酸加热至90~105℃从上部引入脱氟空塔中，塔底部通入空气完成脱氟，该技术存在脱氟效率不高，用于低氟磷酸，且为空塔，停留时间短，通过循环增加脱氟效率，成本高；CN112174104 A报道了一种湿法磷酸的高温汽提脱氟方法及装置，将脱氟剂与脱重澄清浓磷酸混合均匀后，加热至70~90℃，后保持通过盘管或列管式脱氟塔下部储液槽内的磷酸呈沸腾状态。该专利存在能耗高，盘管或列管式在高温条件下腐蚀严重，磷酸停留时间短，脱氟效率低。CN110467167 A公开了一种沉淀预脱氟与汽提脱氟耦合的湿法磷酸脱氟方法，沉淀脱氟后的磷酸经过多级脱氟塔，空气温度为20~30℃，该专利存在空气温度低，进入脱氟塔后会使磷酸温度变低，不利于氟的脱除，且脱氟流程长，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够提高脱氟效率以及大幅度提高磷铵磷酸氟收率的系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种提高湿法磷酸氟收率的系统，其特征在于：包括搅拌桶，浓磷酸与脱氟剂通过管道反应器进入搅拌桶中混合均匀，所述搅拌桶的出料口与筛板脱氟塔的二段浓磷酸进口相连通，空气经空气加热器后与所述筛板脱氟塔的下部的热空气进口相连通，饱和蒸汽与所述筛板脱氟塔下部的蒸汽进口相连通，所述筛板脱氟塔上侧的氟尾气出口与雾沫分离器相连通，所述雾沫分离器与氟吸收洗涤塔相连通，氟尾气依次经雾沫分离器以及氟吸收洗涤塔处理后排出，所述筛板脱氟塔下部的湿法磷酸出口与成品酸储槽相连通；

将浓磷酸与脱氟剂通过管道反应器进入搅拌桶中混合均匀，然后从上部通入筛板脱氟塔中，蒸汽自下部引入筛板脱氟塔中，磷酸与蒸汽逆流充分接触完成脱氟；在筛板脱氟塔最底部通入电加热热空气，使氟快速溢出；蒸汽进入筛板脱氟塔后，与磷酸直接接触，使磷酸温度控制在100±10℃。

优选的，所述筛板脱氟塔的制作材质为外碳钢内衬氟材料。

优选的，所述浓磷酸的浓度为40~55%。

优选的，所述蒸汽压力为0.1~0.3MPa，热空气的温度高于100℃。

优选的，所述空气与磷酸比为0.001~0.01m³/m³。

优选的，脱氟剂为氟硅酸生产氢氟酸的副产物，其中活性SiO₂为60~80%，F低于10%，脱氟剂用量单吨P₂O₅低于10公斤。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述系统在使用的过程中，先将浓磷酸与脱氟剂通过管道反应器进入搅拌桶中混合均匀，然后从上部通入筛板脱氟塔中，增加磷酸的停留时间，蒸汽自下部引入筛板脱氟塔中，同时热空气从最下部进入加速氟的溢出。磷酸与蒸汽逆流充分接触完成脱氟，脱氟磷酸生产磷铵产品，磷酸温度控制在100±10℃；含氟蒸汽从塔顶排除，经雾沫分离器除沫后进入洗涤塔。

所述系统中筛板脱氟塔大大增加了磷酸停留时间，提高了脱氟效率。在通入蒸汽的同时，通入热空气，保持筛板脱氟塔为正压，降低单吨磷酸的蒸汽消耗，提高氟的溢出效率；大幅度提高磷铵磷酸氟的收率，在回收氟资源的同时，减少了氟对环境的破坏；所述系统操作简单，处理能力高，安全可靠，运行费用较低。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述系统的原理框图；

其中：1、搅拌桶；2、筛板脱氟塔；201、热空气进口；202、蒸汽进口；203、二段浓磷酸进口；204、湿法磷酸出口；205、氟尾气出口；3、空气加热器；4、雾沫分离器；5、氟吸收洗涤塔；6、成品酸储槽。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

如图1所示，本发明实施例公开了一种提高湿法磷酸氟收率的系统，包括搅拌桶1，浓磷酸与脱氟剂通过管道反应器进入搅拌桶1中混合均匀，所述搅拌桶1的出料口与筛板脱氟塔2的二段浓磷酸进口203相连通，空气经空气加热器3后与所述筛板脱氟塔2的下部的热空气进口201相连通，饱和蒸汽与所述筛板脱氟塔2下部的蒸汽进口202相连通，所述筛板脱氟塔2上侧的氟尾气出口205与雾沫分离器4相连通，所述雾沫分离器4与氟吸收洗涤塔5相连通，氟尾气依次经雾沫分离器4以及氟吸收洗涤塔5处理后排出，所述筛板脱氟塔2下部的湿法磷酸出口204与成品酸储槽6相连通；

本申请所述系统在使用的过程中，将浓磷酸与脱氟剂通过管道反应器进入搅拌桶1中混合均匀，然后从上部通入筛板脱氟塔2中，蒸汽自下部引入筛板脱氟塔2中，磷酸与蒸汽逆流充分接触完成脱氟；在筛板脱氟塔2最底部通入电加热热空气，使氟快速溢出；蒸汽进入筛板脱氟塔2后，与磷酸直接接触，使磷酸温度控制在100±10℃。

进一步的，所述筛板脱氟塔（2）的制作材质可以为外碳钢内衬氟材料。优选的，所述浓磷酸的浓度为40~55%；所述蒸汽压力为0.1~0.3MPa，热空气的温度高于100℃；所述空气与磷酸比为0.001~0.01m³/m³；脱氟剂为氟硅酸生产氢氟酸的副产物，其中活性SiO₂为60~80%，F低于10%，脱氟剂用量单吨P₂O₅低于10公斤。

实施例二

使用所述系统制备10万吨/年P₂O₅，其中各操作条件如下：

实施例三

使用所述系统制备20万吨/年P₂O₅，其中各操作条件如下：

实施例四

使用所述系统制备30万吨/年P₂O₅，其中各操作条件如下：

所述系统中筛板脱氟塔大大增加了磷酸停留时间，提高了脱氟效率。在通入蒸汽的同时，通入热空气，保持筛板脱氟塔为正压，降低单吨磷酸的蒸汽消耗，提高氟的溢出效率；大幅度提高磷铵磷酸氟的收率，在回收氟资源的同时，减少了氟对环境的破坏；所述系统操作简单，处理能力高，安全可靠，运行费用较低。