本实用新型涉及磷酸的制备技术领域,具体涉及湿法磷酸萃取装置。
背景技术:
工业上制取磷酸的方法有两种:一种是用强无机酸(主要用硫酸)分解磷矿制得磷酸,称湿法磷酸,又称萃取磷酸,主要用于制造高效肥料;另一种是在高温下将天然磷矿中的磷升华,而后氧化、水合制成磷酸,称为热法磷酸,主要用于生产工业磷酸盐、牲畜和家禽的辅助饲料。
湿法净化是从农用级湿法磷酸出发,通过化学沉淀、溶剂萃取和溶剂沉淀等工艺制备满足要求的产品。目前,能够把湿法磷酸净化到很高纯度并在生产上广泛应用的主要是溶剂萃取工艺。溶剂萃取净化工艺即利用磷酸和杂质在不相混溶的有机相和水相中溶解度的差异来提取或分离杂质的方法,其基本操作包括萃取、洗涤和反萃三个工序。
随着磷酸工业的发展,实发磷酸在我国发展较快,但其生产效率还远不能满足需求。我公司二水物法湿法磷酸生产之前是采用矿浆和浓硫酸在萃取槽中进行化学反应来萃取磷酸的,即在萃取槽A区设有一个矿浆加入管、在A区和B区各设有一个硫酸加入管,但容易造成硫酸浓度不一致,这种矿浆和硫酸加入方式的萃取率在94%到95%之间,萃取率仍有提升空间,作为湿法磷酸的主要工艺设备—萃取槽,有必要加以研究改进,以获得更高的萃取率。
我们知道,在萃取槽的硫酸加入区,必须使硫酸在料浆中迅速分散,而不产生局部过浓现象,可以通过提高萃取槽中料浆的循环量,即提高搅拌强度,以保证萃取槽中各点的硫酸浓度一致,但这种方式对于萃取槽搅拌器的要求以及能耗要求较高,另外,如果硫酸集中加入到萃取槽的某一区域,会导致萃取槽局部温度过高,酸矿混合不均匀,萃取槽内会出现局部过饱和现象,会产生大量的细小的不易过滤的二水硫酸钙晶体,影响磷的收率,导致磷酸生产成本升高。
技术实现要素:
为解决现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种湿法磷酸萃取装置,通过对萃取槽的结构改进实现磷矿浆和硫酸加入方式以及加入位置的改变,进而实现磷矿浆和硫酸的快速均匀混合,同时也避免萃取槽局部温度过高而产生二水硫酸钙晶体,影响磷的收率。
本实用新型采用以下技术方案,一种湿法磷酸萃取装置,其特征在于,包括萃取槽、预混槽1、闪蒸室2。
所述萃取槽包括A区、B区、C区三个槽体,每个槽体设置单独的搅拌桨3,其中A区槽体4与B区槽体5、B区槽体5与C区槽体6、C区槽体6与A区槽体4之间设置隔板7,隔板7下部设有通道,隔板7顶部中间设有抽气通道,用于抽吸反应所产生的含氟混合气体,总抽风口8开在C区槽体6顶部。
所述预混槽1设置在萃取槽侧面,其上部安装有混合三通9,混合三通9分别连接硫酸管10与磷酸管11,预混槽1的一端与所述闪蒸室2相连,另一端分别与萃取槽的A区槽体4、B区槽体5、C区槽体6相连。
所述萃取槽的A区槽体4、B区槽体5、C区槽体6侧壁上分别设置有四个DN25的硫酸加入管12和四个DN50的磷矿浆加入管13,所述硫酸加入管12呈菱形分布,所述磷矿浆加入管13呈正方形分布,A区槽体4、B区槽体5、C区槽体6都同时加入硫酸和磷矿浆,加入比例为A区槽体4、B区槽体5分别加入的硫酸和磷矿浆总量的40%,C区槽体6加入硫酸和磷矿浆总量的20%。
分别设置在槽体侧壁的不同高度区域。
其中,四个硫酸加入管12分布在外层,四个磷矿浆加入管13分布在内层,从下往上起,第一硫酸加入管12设置在槽体侧壁的1/5高度处,第二硫酸加入管12和第三硫酸加入管12设置在同一高度,均位于槽体侧壁的1/2高度处,第四硫酸加入管12设置在槽体侧壁的3/5高度处;所述磷矿浆加入管13呈正方形分布,其中上方的两个磷矿浆加入管13设置在第一硫酸加入管12和第二硫酸加入管12、第三硫酸之间,下方的两个磷矿浆加入管13设置在第二硫酸加入管12、第三硫酸加入管12与第四硫酸加入管12之间。
优选的,所述硫酸加入管12选用DN25的管,磷矿浆加入管13选用DN50的管。
本实用新型的有益效果在于:
通过设置预混槽1,硫酸与返料磷酸进行预混后,将硫酸产生的热量释放,避免出现萃取槽局部温度过高;通过设置闪蒸室2,将冷却后的磷酸料浆进行预反应,降低磷酸反应过程中出现的局部过饱和现象,避免了大量不易过滤的二水硫酸钙晶体的生成,提高磷的收率,降低磷酸生产成本。
通过分层设置硫酸加入管12和磷矿浆加入管13,实现原料的分层输入,大大提高了物料混合的均匀度,并通过控制各区槽体的原料加入量,营造较佳的反应条件,实现了较高的磷酸萃取率,平均萃取率能够达到96%—97%,达到了节能降耗、提高经济效益的目的。
附图说明
图1 是本实用新型所述萃取装置的俯视图。
图2是本实用新型所述萃取装置的侧视图。
图中:预混槽1、闪蒸室2、搅拌桨3、A区槽体4、B区槽体5、C区槽体6、隔板7、总抽风口8、混合三通9、硫酸管10、磷酸管11、硫酸加入管12、磷矿浆加入管13。
具体实施方式
下面结合附图及说明对本发明进行进一步说明。
实施例1
如图1、2所示,一种湿法磷酸萃取装置,包括萃取槽、预混槽1、闪蒸室2;所述萃取槽包括A区、B区、C区三个槽体,每个槽体设置单独的搅拌桨3,其中A区槽体4与B区槽体5、B区槽体5与C区槽体6、C区槽体6与A区槽体4之间设置隔板7,隔板7下部设有通道,隔板7顶部中间设有抽气通道,用于抽吸反应所产生的含氟混合气体,总抽风口8开在C区槽体6顶部。
所述预混槽1设置在萃取槽侧面,其上部安装有混合三通9,混合三通9分别连接硫酸管10与磷酸管11,预混槽1的一端与所述闪蒸室2相连,另一端分别与萃取槽的A区槽体4、B区槽体5、C区槽体6相连。
所述萃取槽的A区槽体4、B区槽体5、C区槽体6侧壁上分别设置有四个DN25的硫酸加入管12和四个DN50的磷矿浆加入管13,所述硫酸加入管12呈菱形分布,所述磷矿浆加入管13呈正方形分布,A区槽体4、B区槽体5、C区槽体6都同时加入硫酸和磷矿浆,加入比例为A区槽体4、B区槽体5分别加入的硫酸和磷矿浆总量的40%,C区槽体6加入硫酸和磷矿浆总量的20%。
其中,四个硫酸加入管12分布在外层,四个磷矿浆加入管13分布在内层,从下往上起,第一硫酸加入管12设置在槽体侧壁的1/5高度处,第二硫酸加入管12和第三硫酸加入管12设置在同一高度,均位于槽体侧壁的1/2高度处,第四硫酸加入管12设置在槽体侧壁的3/5高度处;所述磷矿浆加入管13呈正方形分布,其中上方的两个磷矿浆加入管13设置在第一硫酸加入管12和第二硫酸加入管12、第三硫酸之间,下方的两个磷矿浆加入管13设置在第二硫酸加入管12、第三硫酸加入管12与第四硫酸加入管12之间;所述硫酸加入管12选用DN25的管,磷矿浆加入管13选用DN50的管。