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1、第二章第二章 磷肥生产磷肥生产教学目标：教学目标：掌握过磷酸钙生产的基本原理掌握过磷酸钙生产的基本原理掌握湿法磷酸、酸法磷肥、磷酸铵生产的掌握湿法磷酸、酸法磷肥、磷酸铵生产的基本原理基本原理掌握湿法磷酸、酸法磷肥、磷酸铵生产工掌握湿法磷酸、酸法磷肥、磷酸铵生产工艺流程艺流程磷肥生产PPT课件 (2)一、磷矿资源一、磷矿资源（一）磷矿资源简介（一）磷矿资源简介1. 磷灰石：含磷物质熔融浆经过冷却、结晶而形成磷灰石：含磷物质熔融浆经过冷却、结晶而形成 具具有有工工业业开开采采价价值值的的磷磷酸酸盐盐矿矿床床，最最典典型型的的是是氟氟磷磷灰灰石石Ca10(PO4)6F2矿床。矿床。2、磷磷块块岩岩：
2、由由海海水水中中的的磷磷酸酸钙钙沉沉积积而而成成，是是水水成成岩岩石石矿物，主要成分也是矿物，主要成分也是氟磷灰石，但成分复杂氟磷灰石，但成分复杂第一节第一节 概述概述磷肥生产PPT课件 (2)（2）磷矿中杂质含量 会对磷矿加工产生不利影响，常见的杂志有：硅酸盐、碳酸盐、有机物、铁、铝、镁、钾、钠、氟、氯等，杂质越低越好。（3）磷酸、磷肥生产对磷矿质量的要求湿法磷酸对磷矿质量的要求：磷肥生产PPT课件 (2)二、磷酸生产方法（一）热法磷酸 通过电炉法制得元素磷，然后在燃烧室内燃烧生产氧化物，在水化塔内用水或稀磷酸吸收得到磷酸。热法磷酸含85%左右的磷酸，浓度高，质量纯。（二）湿法磷酸 用强无机
3、酸(主要是硫酸)分解磷矿所制得的磷酸，浓度低，含有大量杂质。 磷肥生产PPT课件 (2)第二节、湿法磷酸第二节、湿法磷酸一、一、 原理：原理：湿法磷酸用硫酸和磨成粉末的富集磷矿作用制得，湿法磷酸用硫酸和磨成粉末的富集磷矿作用制得，主要化学反应如下主要化学反应如下Ca10F2 （PO4）6+5H2SO4+20H2O =3H3PO4+5CaSO4.nH2O+HF其中其中CaSO4中中n代表硫酸钙结晶在不同条件下可能代表硫酸钙结晶在不同条件下可能出现的三种形态：出现的三种形态：CaSO4（硬石膏或无水物），（硬石膏或无水物），CaSO4.1/2H2O（熟石膏或半水物），（熟石膏或半水物），CaSO4
4、.2H2O（生石膏或二水物）（生石膏或二水物）磷肥生产PPT课件 (2) 在上述反应后得到的料浆主要是磷酸和在上述反应后得到的料浆主要是磷酸和硫酸钙结晶的混合物，固相中还有少量未硫酸钙结晶的混合物，固相中还有少量未分解的磷矿和不溶性残渣。需要用过滤的分解的磷矿和不溶性残渣。需要用过滤的方法将其固相分离后才能得到。因此硫酸方法将其固相分离后才能得到。因此硫酸钙晶体的形成和晶粒的大小便成为湿法磷钙晶体的形成和晶粒的大小便成为湿法磷酸生产中过滤、洗涤的关键，也正因为如酸生产中过滤、洗涤的关键，也正因为如此，湿法磷酸的生产方法常以硫酸钙的形此，湿法磷酸的生产方法常以硫酸钙的形态来命名。态来命名。在磷酸
5、溶液中，硫酸钙的溶解度很小，反在磷酸溶液中，硫酸钙的溶解度很小，反应开始就会析出晶体沉淀，反应结束后沉应开始就会析出晶体沉淀，反应结束后沉淀析出经过滤后分离成滤饼称为淀析出经过滤后分离成滤饼称为“磷石膏磷石膏”磷肥生产PPT课件 (2)（1）磷酸与硫酸反应生成磷酸和）磷酸与硫酸反应生成磷酸和CaSO4.2H2O。（2）磷酸与石膏的分离）磷酸与石膏的分离,通常用过滤的方法滤出通常用过滤的方法滤出石膏后就得到磷酸溶液石膏后就得到磷酸溶液（3）磷酸浓缩）磷酸浓缩,通过上述步骤后制得的磷酸浓度通过上述步骤后制得的磷酸浓度大约含大约含13%P左右左右,通常需要浓缩至通常需要浓缩至17-24%P后使用后使
6、用.浓缩一般在连续蒸汽加热的真空蒸发浓缩一般在连续蒸汽加热的真空蒸发器内完成器内完成.磷肥生产PPT课件 (2)3、优缺点优点：优点：（1）、二水物硫酸钙在稀磷酸溶液中具有很）、二水物硫酸钙在稀磷酸溶液中具有很好的稳定性，在生产中不会发生任何形式的相好的稳定性，在生产中不会发生任何形式的相变化而造成结块变化而造成结块（2）、二水物晶体粗大，整齐有利于过滤和）、二水物晶体粗大，整齐有利于过滤和洗涤洗涤（3）、稀磷酸对设备、材料的腐蚀相对较轻）、稀磷酸对设备、材料的腐蚀相对较轻（4）、可适应不同的矿种）、可适应不同的矿种磷肥生产PPT课件 (2)3、优缺点、优缺点缺点：缺点：（1）生产的磷酸浓度低
7、，只有）生产的磷酸浓度低，只有2630%，用，用于制造磷肥产品时，必须经过浓缩，增了加成于制造磷肥产品时，必须经过浓缩，增了加成本。本。（2）磷石膏中）磷石膏中P2O5损失大，磷总收率不高损失大，磷总收率不高磷肥生产PPT课件 (2)第三节第三节 酸法磷肥的生产酸法磷肥的生产酸法磷肥是用无机酸分解磷矿而制成的磷肥，酸法磷肥是用无机酸分解磷矿而制成的磷肥，这类磷肥多属水溶性速效肥。这类磷肥多属水溶性速效肥。包括普通过磷酸钙、重过磷酸钙和富过磷酸钙包括普通过磷酸钙、重过磷酸钙和富过磷酸钙磷肥生产PPT课件 (2)过磷酸钙过磷酸钙简称简称普钙：普钙：主要成分主要成分：磷酸一钙和硫酸钙。：磷酸一钙和硫
8、酸钙。有效磷含量（有效磷含量（P2O5）：）：14-20%，是一种水溶性磷肥。，是一种水溶性磷肥。重过磷酸钙：重过磷酸钙：重过磷酸钙是用重过磷酸钙是用磷酸和磷矿粉磷酸和磷矿粉作用生作用生产的产物，其中产的产物，其中不含硫酸钙不含硫酸钙，有效磷（，有效磷（P2O5）含量）含量40-50%，比普钙高，比普钙高2-3倍，因此称为重钙倍，因此称为重钙富过磷酸钙富过磷酸钙：用用磷酸和浓硫酸来分解磷矿粉磷酸和浓硫酸来分解磷矿粉所得产所得产品为富过磷酸钙，有效磷（品为富过磷酸钙，有效磷（P2O5）含量在）含量在30%左右，左右，相当于普钙的相当于普钙的2倍，含有硫酸钙，可以被看成是普钙和倍，含有硫酸钙，可以被看成是普钙和重钙的混合物。重钙的混合物。普钙、重钙和富钙的生产过程大致相同。普钙、重钙和富钙的生产过程大致相同。磷肥生产PPT课件 (2)
