[发明专利]提高湿法磷酸氟收率的系统

说明书

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P₂O₅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。

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。