1.5 Схема производства с упариванием пульпы в вакуум-выпарных аппаратах и сушкой в аппарате бгс.
Первоочередной задачей производства аммофоса явился выбор путей снижения влажности фосфатной пульпы, подаваемой в БГС. Эта задача решается путем упарки нейтрализованной фосфатной пульпы в многокорпусных вакуум-выпарных аппаратах.
Если примеси, содержащиеся в исходной фосфорной кислоте, получаемой, например, из фоссырья Каратау, не дают возможности достаточно глубоко упаривать кислоту, то после нейтрализации кислоты, значительная часть примесей выделяется в твердую фазу в форме кристаллических соединений, поэтому упарку нейтрализованной аммиаком кислоты (фосфатной пульпы) осуществить проще, чем упарку исходной кислоты.
Вакуум-упарка нейтрализованной фосфатной пульпы является основной стадией данного процесса. Влажность упаренной пульпы снижается более чем вдвое по сравнению с влажностью исходной пульпы.
Вариант аппаратурно-технологической схемы процесса показан на рис. 6.
Рисунок
6. Схема производства аммофоса с упаркой
аммофосной пульпы и гранулированием в
аппарате БГС:
1 — аппарат САИ; 2 — сборник; 3 — центробежные насосы; 4 — выпарные аппараты; 5 — барометрический конденсатор; 6 — вакуум-насос; 7 — барометрический бак; 8 — сборник упаренной пульпы; 9 — топка; 10 — аппарат БГС; 11 — молотковая дробилка; 12 — элеватор; 13 — грохот; 14 — валковая дробилка; 15 — вибротранспортер; 16 — холодильник КС; 17 — вентилятор; 18 — испаритель жидкого аммиака (охладитель воздуха); 19 — циклоны; 20 — кислотный промыватель газа; 21, 23 — циркуляционные сборники; 22 — промыватель газа; 24 — брызгоуловители
Основные преимущества процесса производства гранулированного аммофоса из неупаренной фосфорной кислоты по схеме с вакуум-упаркой пульпы в многокорпусной вакуум-выпарной установке — сушка и гранулирование в БГС по сравнению со схемой с распылительными сушилками заключаются в снижении энергетических затрат почти в 1,5 раза, повышении производительности основного технологического оборудования, значительном уменьшении количества отходящих газов (более чем в 2,5 раза).[3]
1.6 Новые разработки в области производства аммофоса.
Кроме этих способов ведутся и новые разработки в данной сфере. В 2009 году был опубликован патент на способ производства фосфатов аммония.
Данный способ включает разложение апатитового концентрата смесью серной и фосфорной кислот, разделение полученной пульпы фильтрацией с выделением продукционной фосфорной кислоты, промывку осадка сульфата кальция водой, возврат промывных вод на стадию разложения, осветление продукционной кислоты в отстойнике, возврат сгущенной пульпы после осветления на стадию разложения фосфатного сырья, аммонизацию осветленной кислоты, гранулирование и сушку продукта, в котором продукционную фосфорную кислоту перед отстаиванием выдерживают в течение 0,5-5,5 ч при охлаждении со скоростью 2-8°С/ч и поддержании в кислоте соотношения SO3/P2O5=0,03-0,09. Осветление кислоты можно проводить в присутствии флокулянта или без него.
Сущность способа заключается в следующем. Предварительное выдерживание перед осветлением продукционной ЭФК в течение 0,5-5,5 ч при охлаждении со скоростью 2-8°С/ч и поддержании в кислоте соотношения SO3/Р2О5=0,03-0,09 позволяет в значительной мере снять пересыщение фосфорнокислого раствора по сульфату кальция и кремнефторидам натрия и калия с выделением примесей в твердую фазу, осуществить процесс «старения» осадка в ЭФК и понизить содержание примесей в жидкой фазе. При этом кристаллизация сульфата кальция и примесей происходит, в основном, на имеющейся кристаллической затравке вследствие регулирования скорости охлаждения и соотношения SO3/P2О5 в растворе. Последующее осветление выдержанной ЭФК позволяет провести этот процесс с уменьшением инкрустаций отстойного оборудования.
Заявленный временной интервал выдерживания кислоты перед осветлением в сочетании с заданной скоростью охлаждения и поддержанием оптимального соотношения SO3/Р2О5 в растворе обусловлены, в первую очередь, достижением оптимальной скорости снятия пересыщения по сульфату кальция и кремнефторидам с выделением содержащихся примесей в осадок, укрупнением осадка и понижением его инкрустирующих свойств, что позволяет получить ЭФК с минимальным содержанием балластирующих примесей и при ее дальнейшей переработке соответственно получить готовый продукт стабильного качества с минимальным количеством нарушений технологического режима производства.
Уменьшения времени выдержки кислоты менее 0,5 ч недостаточно для протекания процесса выделения примесей («вызревания» осадка) и снятия остаточного пересыщения по сульфату кальция и примесям кремнефторидов. Увеличение времени выдержки более 5,5 ч не приводит к существенному увеличению содержания твердых веществ в продукционной фосфорной кислоте и улучшению качества осадков, увеличивает капитальные затраты на проведение выдержки кислоты.
Поддержание при выдерживании кислоты заданных скорости охлаждения и соотношения SO3/P2O5 в растворе обеспечивают вместе со временем выдержки оптимальную скорость снятия пересыщения фосфорнокислого раствора по сульфату кальция и примесям кремнефторидов натрия и калия, при которой осаждение кристаллической фазы осуществляется, в основном, на существующей кристаллической затравке
Предварительное выдерживание фосфорной кислоты в сочетании с охлаждением кислоты и поддержанием оптимального соотношения SO3/Р2О5 перед осветлением повышает производительность отстойного оборудования, снижает инкрустации осадками поверхности пластин тонкослойного отстойника, выпарных установок и межцеховых трубопроводов при транспорте продукционной фосфорной кислоты, что значительно повышает технологичность процесса и упрощает его обслуживание. Это особенно важно в многотоннажном производстве фосфатов аммония.
Использование предложенного способа получения фосфатов аммония из апатитового концентрата позволяет:
- стабилизировать качество готового продукта, при снижении нарушений норм технологического режима производства с 5-8% до 2-3%;
- придать устойчивость и гибкость технологической системе производства в целом;
- увеличить межремонтный пробег оборудования и, следовательно, снизить эксплуатационные затраты.[9]
Вывод: в результате анализа литературных источников установлено, что фосфатное сырье бывает двух типов: фосфориты и апатиты. Выявлено, что существует несколько схем производства аммофоса. Разнообразие схем обусловлено концентрацией используемой в качестве сырья экстракционной фосфорной кислоты. Кроме этого установлено, что в производстве аммофоса внедряются новые технологии и разрабатываются новые способы его получения. Таким образом, выбор варианта процесса производства в первую очередь зависит от концентрации фосфорной кислоты. Оптимальная схема производства будет соответствовать первой схеме, по описанию с аппаратом АГ.