过磷酸钙的干法生产工艺设计毕业论文.doc

过磷酸钙的干法生产工艺设计毕业论文 第一章 概述 1.1过磷酸钙的物理化学性质和用途 过磷酸钙系以硫酸分解磷矿制得的一种单一磷肥，属水溶性磷肥。它的外观为浅灰色、深灰色或褐色的疏松多孔粉末或颗粒状。粉状过磷酸钙的堆密度0.8~1. 25/m3，粒状过磷酸钙的堆密度0.85~1. l2t/m3，颗粒强度19. 6~49. 0N/粒。 过磷酸钙的主要成分为一水磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2·H2O和无水硫酸钙CaSO4，二者合计接近总量的80，其次为水分及游离磷酸，另含有少量从磷矿带入的Na+、K+ 、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等阳离子和F- , SiF62-等阴离子杂质。商品过磷酸钙含有3.5%~5.5%游离酸(以P2O5计)，所以它的水溶液呈微酸性，其pH在3左右。过磷酸钙的游离酸含量如果过高，将会影响其物理性质与吸湿性，并腐蚀容器、运输设备和农业机械;若实行拌种施肥，则将降低种子的发芽率。为使出厂产品的游离酸含量符合标准规定，首先应严格控制生产工艺条件；倘仍未达标，则要在产品出厂前进行中和。直到游离酸含量符合标准规定。如用氨中和过磷酸钙的游离酸，所得的产品称为氨化过磷酸钙，简称氨化普钙。 过磷酸钙被加热至120℃以上时，其中的一水磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2·H2O即失去结晶水而成为无水磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2，水溶性P2O5含量随之降低。若继续加热到150℃,无水磷酸二氢钙即失去结合水而转化成焦磷酸氢钙CaH2P2O7，同时失去肥效。如再继续升温至270℃以上，过磷酸氢钙将转变成枸溶性的偏磷酸钙Ca(PO4)2。因此，在生产粒状过磷酸钙时，必须严格控制干燥温度。 过磷酸钙除了能直接作为单一磷肥施用外，还可用作复混肥料的原料，与有氨和(或)钾养分标明量的肥料一起，按照需要的复混肥料品级加工。 磷酸二钙Ca(PO4)2及二水磷酸二钙Ca(H2PO4)2·2H2O等磷酸盐能溶于动物体内的胃酸。其中的钙和磷能参与动物体内的新陈代谢，又是骨骼、荷尔蒙、酶和维生素的组成元素。因而是参加动物体内生物化学能量转化必不可少的元素。过磷酸钙可作生产饲料添加剂的原料。加工的方法有锻烧脱氟法和水萃中和沉淀法。产品通称为饲料磷酸钙、简称饲钙。 锻烧脱氟法系将过磷酸钙于1100~1350℃（进行锻烧，使过磷酸钙中的大部分氟被脱除而成为磷酸二钙Ca(PO4)2。它不溶于水而能溶于柠檬酸和中性柠檬酸按溶液.其氟、砷及重金属等有害杂质含量如能符合标准规定，即可作为饲料添加剂。 1.2过磷酸钙的生产方法简介 过磷酸钙的生产方法有多种方法。按操作方式可分为间歇法、半连续法和连续法三种。间歇法是磷矿与硫酸的混合、化成分别在间歇操作的设备中分批进行。早期过磷酸钙的生产均采用这种方法。后来仅有少数小型工厂沿用。半连续法则是酸、矿混合在间歇操作的设备中进行。而化成工序为连续运行;或者相反，即酸、矿在连续操作的设备中混合，而化成工序间歇操作少数中、小型工厂采用半连续法生产。连续法是各生产工序都是在连续操作的设备中进行。这是现今过磷酸钙工厂普遍采用的生产方法。 根据不同的原料工艺条件.过磷酸钙的生产方法可分为稀酸矿粉法(简称干法)和浓酸矿浆法(简称湿法)。 稀酸矿粉法是世界上广泛采用的一种方法，故又称为传统法。它是用浓度为60％～78%的稀硫酸与磷矿粉混合，再经过化成及熟化工序制成粉状过磷酸钙。此处的所谓稀硫酸是相对于92.5%及98%浓度的浓硫酸而言，实际上此法所用的硫酸浓度是根据所用磷矿的特性以及其他的工艺条件来确定。按照不同的工艺条件.稀酸矿粉法中又有常规法、三高一细法(即高硫酸浓度、高硫酸温度、高搅拌强度及细矿粉)与两高两低法(即低硫酸浓度、低硫酸温度、高搅拌强度及高的矿粉细度)三种不同的操作法。 浓酸矿浆法则是以浓硫酸与经过加水湿磨的磷矿浆进行混合，然后同样经化成与熟化工序制成粉状过磷酸钙。此法的特点是：浓硫酸经计量后直接加入混合机与磷矿浆进行反应，省去了加水稀释配酸和调温的麻烦；磷矿加水湿磨，故磷矿不需干燥，因而可以露天堆存.既节省仓库的投资，又节约燃料；湿磨磷矿较干磨磷矿的电耗低，生产强度高，劳动和环境条件好。湿磨磷矿的缺点是磨机中的钢球消耗较干磨磷矿时高约4～6倍。为使磷矿浆具有流动性，矿浆的最低水分含量因矿种而有所不同、亲水性磷矿的矿浆最低水分含量偏高，致使用它生产的过磷酸钙成品含水超过质量标准要求，并影响成品的物理性质。经过科研单位和生产企业的不断努力，先后开发了多种添加剂(即所谓的稀释剂、减水剂等)。使矿浆水分含量偏高的问题基本上得到解。论文中将对稀酸矿浆法（干法）生产过磷酸钙进行详细介绍。 第二章 过磷酸钙的干法生产原理 过磷酸钙干法生产的简要过程是，在混合机内将分别计量过的硫酸与磷矿