磷礦漿粒徑對磷礦中P2O5萃取率和磷石膏中P2O5洗滌率的影響

楊雪光， 白付明

(貴州西洋實(shí)業(yè)有限公司 貴州息烽 551107)

貴州西洋實(shí)業(yè)有限公司現(xiàn)有硫基復(fù)合肥生產(chǎn)能力1 200 kt/a，配套建有2條磷酸生產(chǎn)線，產(chǎn)能以P2O5計(jì)達(dá)到200 kt/a。磷礦漿制備工段配置2臺(tái)2480型球磨機(jī)，無分級(jí)機(jī)、旋流器和濃密機(jī)，磷礦漿中的顆?！?0%通過150 μm篩，含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤30%。4只反應(yīng)槽的規(guī)格為Φ8 000 mm×6 000 mm，配置的攪拌槳為單層4葉，直徑為2 700 mm，轉(zhuǎn)速為484 r/min。磷礦中P2O5的平均萃取率為96.80%，磷石膏中P2O5的平均洗滌率為99.20%。

為了提高磷礦中P2O5的萃取率和磷石膏中P2O5的洗滌率，即提高磷資源的利用率，同時(shí)降低副產(chǎn)物磷石膏中的總磷含量，為磷石膏綜合利用創(chuàng)造便利條件，貴州西洋實(shí)業(yè)有限公司對濕法磷酸生產(chǎn)裝置中的磷礦漿制備工藝流程進(jìn)行了改造。

1 改造前的工藝流程

來自料斗的磷礦石通過圓盤給料機(jī)送入球磨機(jī)，同時(shí)在球磨機(jī)進(jìn)口加入適量水，磷礦石和水在球磨機(jī)內(nèi)被鋼球或鋼棒研磨，得到的合格磷礦漿(150 μm篩通過率≥80%，含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤30%)送至礦漿池。改造前磷礦漿制備工藝流程見圖1。

圖1 改造前磷礦漿制備工藝流程

2 改造后的工藝流程

在球磨機(jī)進(jìn)出料端增設(shè)振動(dòng)篩，進(jìn)料端振動(dòng)篩篩網(wǎng)規(guī)格為0.6 mm×0.6 mm，篩下物進(jìn)入礦漿池，篩上物進(jìn)入球磨機(jī)再次研磨。出料端振動(dòng)篩分為2段，前、后段篩網(wǎng)規(guī)格分別為0.6 mm×0.6 mm、5.0 mm×5.0 m，前段篩下物直接進(jìn)入礦漿池，后段篩上物經(jīng)返漿泵送至進(jìn)料端振動(dòng)篩。出料端振動(dòng)篩上的大顆粒磷礦由輸送帶送入球磨機(jī)再次研磨，形成閉路循環(huán)來代替分級(jí)機(jī)、旋流器及濃密機(jī)，節(jié)省了設(shè)備投資。

磷礦漿制備工藝流程改造后的運(yùn)行效果十分明顯，磷礦漿粒徑150 μm篩通過率≥85%。改造后磷礦漿制備工藝流程見圖2。

圖2 改造后磷礦漿制備工藝流程

3 改造后運(yùn)行效果

改造前按式(1)計(jì)算萃取率[1]，其中K為萃取率，P為石膏值。石膏值是通過化學(xué)分析法測得磷礦中氧化鈣與酸不溶物后計(jì)算得到，即1 g磷礦經(jīng)酸解后，理論上得到的磷石膏質(zhì)量。

(1)

磷礦中P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30.5%～31.5%，改造前后磷礦中P2O5的萃取率、磷石膏中P2O5的洗滌率、磷石膏中總磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表1。

表1 改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)

從表1可以看出：改造前，在磷礦漿粒徑150 μm篩通過率≥80%的條件下，磷礦中P2O5的平均萃取率為96.80%，磷石膏中總磷的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.80%，磷石膏中P2O5的平均洗滌率為99.20%；改造后，磷礦漿中的顆粒150 μm篩通過率由≥80%提高至≥85%，磷礦中P2O5的平均萃取率提高至97.50%，磷石膏中總磷的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降至0.65%，磷石膏中P2O5的平均洗滌率提高至99.85%。

4 經(jīng)濟(jì)效益

改造后磷礦中P2O5的萃取率提高了0.7%左右，磷石膏中總磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降了0.15%左右，磷石膏中P2O5的洗滌率提高了0.65%左右。按年產(chǎn)100 kt P2O5計(jì)算，每年因萃取率的提高可以多產(chǎn)P2O5約700 t；按生產(chǎn)1 t P2O5副產(chǎn)4.8 t磷石膏計(jì)算，每年因洗滌率的提高可以多產(chǎn)P2O5約720 t；兩項(xiàng)合計(jì)，每年可以多產(chǎn)P2O5共計(jì)約1 420 t，折合P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)32%磷礦為4 437.5 t，磷礦按380元/t計(jì)，年新增產(chǎn)值168.625萬元。

球磨機(jī)進(jìn)料端振動(dòng)篩功率為0.75 kW，出料端振動(dòng)篩功率為0.75 kW，按電價(jià)0.5元/(kW·h)、年運(yùn)行時(shí)間按300 d計(jì)，則每年增加的電費(fèi)約為0.540萬元。

新增利潤：168.625-0.540=168.085(萬元/a)。

5 結(jié)語

通過在球磨機(jī)進(jìn)出料端加裝振動(dòng)篩，磷礦漿粒徑可由150 μm篩通過率≥80%提高至≥85%。由于磷礦漿粒徑減小，比表面積增大，離子擴(kuò)散速率加快，反應(yīng)速率增大，磷石膏結(jié)晶條件得到改善。改造后，磷礦中P2O5的平均萃取率由96.80%提高至97.50%，磷石膏中總磷的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.80%下降至0.65%，磷石膏中P2O5的平均洗滌率由99.20%提高至99.85%。改造后磷石膏中總磷的含量有所下降，為磷石膏的綜合利用創(chuàng)造了便利條件，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶、環(huán)境友好和綠色發(fā)展的目標(biāo)，改造達(dá)到了預(yù)期的效果。