孔祥琴

摘 要：磷酸萃取工藝是化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要內(nèi)容，對(duì)于磷酸產(chǎn)品的質(zhì)量與穩(wěn)定性起到一定的影響。磷酸制品具有較為廣泛的應(yīng)用，不僅在能夠作為一些化學(xué)類(lèi)藥品的基本成分，同時(shí)其純?cè)噭┻€能在科學(xué)研究中發(fā)揮重要的作用。在進(jìn)行磷酸萃取工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)一些內(nèi)容加以注意，這樣才能使萃取出的磷酸純度得到顯著提高。本研究將對(duì)磷酸萃取工藝的基本原理以及流程進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)工藝中的注意事項(xiàng)加以思考，這對(duì)于提高磷酸萃取工藝水平具有重要影響。

關(guān)鍵詞：磷酸；萃??；工藝設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

磷酸是一種基礎(chǔ)性的化學(xué)試劑，在很多生產(chǎn)以及制造過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，所以加強(qiáng)磷酸的純度以及穩(wěn)定性至關(guān)重要。想要得到質(zhì)量更好的磷酸就要首先完善其萃取工藝，使其達(dá)到提高磷酸純度的最佳效果。目前在我國(guó)現(xiàn)代化學(xué)試劑的生產(chǎn)及提純過(guò)程中，對(duì)于磷酸的萃取工藝設(shè)計(jì)還有待進(jìn)一步加強(qiáng)，其中對(duì)于設(shè)備及管道的安裝與防腐是較為關(guān)鍵的內(nèi)容。

1 磷酸萃取工藝的基本概況

1.1 磷酸萃取工藝的原理

磷酸是一種十分常見(jiàn)的無(wú)機(jī)酸，其作為主要成分通常用于制藥、肥料以及食品等工業(yè)的生產(chǎn)。其中正磷酸的獲取主要利用濕法磷酸工藝進(jìn)行獲得，其主要的原理就是利用硫酸對(duì)磷礦石進(jìn)行分解作用，從而得到液體狀態(tài)的磷酸溶液以及結(jié)晶狀態(tài)的硫酸鈣。然后將固體的硫酸鈣從溶液中進(jìn)行分離，就能夠得到生產(chǎn)過(guò)程所需要的產(chǎn)品磷酸。這種濕法磷酸工藝較為簡(jiǎn)單方便，在操作過(guò)程中也易于掌控，但是其中最為關(guān)鍵的內(nèi)容就是要控制好硫酸鈣的結(jié)晶程度，只有形成十分穩(wěn)定的結(jié)晶體才能有利于進(jìn)行固液分離，這樣對(duì)于磷酸溶液的純度來(lái)說(shuō)也有較好地保證。在磷酸萃取的過(guò)程中，影響萃取結(jié)果純度較差的因素較多，其中大部分是存在于硫酸鈣結(jié)晶這一環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段我國(guó)一些大規(guī)模的化學(xué)試劑生產(chǎn)廠商，其利用的生產(chǎn)裝置與設(shè)備較大，所以在對(duì)基本條件，例如反應(yīng)物的數(shù)量及狀態(tài)、反應(yīng)溫度、副反應(yīng)的產(chǎn)生等控制較難進(jìn)行，所以導(dǎo)致生產(chǎn)出的磷酸純度偏低。在未來(lái)的發(fā)展中還需進(jìn)一步對(duì)磷酸萃取工藝進(jìn)行必要的創(chuàng)新與完善，在保證產(chǎn)品磷酸純度的同時(shí)還能進(jìn)一步簡(jiǎn)化生產(chǎn)條件以及降低生產(chǎn)所需成本，這對(duì)于我國(guó)化工生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展具有積極的影響意義。

1.2 磷酸萃取工藝設(shè)計(jì)的基本流程

在進(jìn)行磷酸萃取的過(guò)程中，首先需要對(duì)磷礦石加以處理，將磷礦石進(jìn)行粉碎處理，用水均勻攪拌成含水量達(dá)30%-35%的磷礦槳。利用劑量計(jì)以及流速控制設(shè)備將磷礦槳以一定含量及速度運(yùn)至反應(yīng)槽。然后將98%的濃硫酸通入反應(yīng)槽中與磷礦槳進(jìn)行一系列的反應(yīng)，生成最初的二水硫酸鈣。二水硫酸鈣是簡(jiǎn)單的結(jié)晶形式，在適宜的條件下能夠進(jìn)一步形成其他形式的結(jié)晶體，從而保證硫酸鈣的結(jié)晶的穩(wěn)定性。在反應(yīng)過(guò)程中需要加以重視的內(nèi)容是硫酸可能在反應(yīng)槽中被稀釋?zhuān)捎诜磻?yīng)槽中的磷礦槳中含有一定量的水分，所以可以和濃度較高的硫酸進(jìn)行反應(yīng)，使其得到稀釋?zhuān)@一過(guò)程為放熱反應(yīng)，從而進(jìn)一步引起反應(yīng)槽中的溫度升高。在高溫的條件下不利于二水硫酸鈣的結(jié)晶體形成，所以需要利用外部的冷卻系統(tǒng)將整個(gè)反應(yīng)槽中中的溫度降至適合結(jié)晶的區(qū)間。目前在磷酸萃取工藝中所使用的冷卻裝置一般為閃蒸冷卻系統(tǒng)，可用過(guò)冷卻泵對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行循環(huán)冷卻，這一過(guò)程能夠有效的降低反應(yīng)槽中的溫度。在閃蒸冷卻系統(tǒng)中，最為關(guān)鍵的組成部分就是冷凝器，其冷卻的主要原理就是利用冷卻水的循環(huán)流動(dòng)使溫度得到降低。與反應(yīng)槽相連的一個(gè)重要裝置就是消化槽，這一部分的重要作用就是能夠?qū)⒉糠忠绯龅姆磻?yīng)物進(jìn)行及時(shí)收集，并為其熟化提供適宜的環(huán)境條件。同時(shí)消化槽還能進(jìn)一步對(duì)硫酸含量進(jìn)行一定的重新分配與調(diào)整，減少反應(yīng)過(guò)程中泡沫的產(chǎn)生，為磷酸的萃取過(guò)程提供更充足的反應(yīng)空間。從反應(yīng)槽以及消化槽中流出的料漿再送往過(guò)濾機(jī)，使料將得到有效的固液分離。在整個(gè)萃取的過(guò)程中，由于磷礦石的成分較為復(fù)雜，所以可能存在一些副反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生二氧化碳等氣體，這些氣體要從反應(yīng)槽中的排氣口進(jìn)行排出，同時(shí)要對(duì)這些氣體進(jìn)行必要的洗滌，防止存在二氧化硫等有害氣體的存在。

2 磷酸萃取工藝設(shè)計(jì)需要注意的內(nèi)容

2.1 設(shè)備布置的注意要點(diǎn)

在進(jìn)行磷酸萃取工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要對(duì)一些方面的內(nèi)容加以注意，其中對(duì)于設(shè)備的布置就是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。磷酸萃取工藝中需要設(shè)備的種類(lèi)較為復(fù)雜，在進(jìn)行萃取前要對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)備安裝，這就需要專(zhuān)業(yè)人員對(duì)每一個(gè)設(shè)備的正確順序進(jìn)行安排。在整個(gè)磷酸萃取系統(tǒng)中，反應(yīng)槽應(yīng)與冷凝器盡可能的縮短距離，這不僅能夠節(jié)省所需要連接管道的長(zhǎng)度，同時(shí)還能在一定程度上加強(qiáng)冷凝作用，所以達(dá)到技能節(jié)省材料成本還能提高反映效果的重要目的。冷凝水進(jìn)行循環(huán)的過(guò)程中需要利用真空泵為其提供動(dòng)力，冷凝循環(huán)水池的位置也要與整個(gè)冷卻系統(tǒng)相適應(yīng)，從而冷卻的效率以及有效性。同時(shí)再對(duì)磷酸萃取工藝的設(shè)備進(jìn)行布置的過(guò)程中，還應(yīng)注意對(duì)安全性的考慮，保證整個(gè)系統(tǒng)中具有及時(shí)有效的應(yīng)急功能，這在磷酸生產(chǎn)中對(duì)于生產(chǎn)者的生命安全起到重要的保障。

2.2 設(shè)備防腐的注意要點(diǎn)

磷酸是一種中強(qiáng)酸，對(duì)于一些金屬材質(zhì)具有一定的腐蝕性，所以在磷酸萃取工藝中還要重視設(shè)備的防腐工作。同時(shí)其反應(yīng)物中包括濃度較高的硫酸，這種物質(zhì)具有更強(qiáng)的酸性，所以能夠?qū)Χ喾N材質(zhì)進(jìn)行腐蝕。在反應(yīng)槽中加入硫化定基橡膠以及碳磚能夠有效的降低硫酸對(duì)反應(yīng)槽的腐蝕作用，這兩種成分在硫酸存在的狀態(tài)下具有較高的穩(wěn)定性，所以能夠較好地防止反應(yīng)槽的形變，保證磷酸萃取能夠順利的進(jìn)行。在整個(gè)萃取設(shè)備中，具有較多的混凝土結(jié)構(gòu)，所以加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)于提高防腐效果至關(guān)重要。由于在磷酸萃取過(guò)程需要較為嚴(yán)格的密閉環(huán)境，所以要保證混凝土頂部的防水性，利用減水劑與膨脹劑使混凝土具有更好的抗?jié)B透能力。此外在一些裝置與設(shè)備的接口處也要設(shè)置一定的防腐涂層，保證設(shè)備的邊緣具有一定的嚴(yán)密性。

2.3 管道安裝的注意要點(diǎn)

管道也是磷酸萃取工藝中的一個(gè)重要組成部分，能夠使各個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行很好的連接。不同功能的管道其規(guī)格以及材料存在較大差異，在對(duì)管道進(jìn)行安裝的過(guò)程中需要對(duì)具體的設(shè)備以及要求嚴(yán)格進(jìn)行，在安裝完成以后還要對(duì)管道連接的緊密性進(jìn)行檢查，保證萃取過(guò)程能夠順利的進(jìn)行。為了防止管道出現(xiàn)堵塞狀況的產(chǎn)生，就需要對(duì)管道設(shè)計(jì)出一定的坡度，使整個(gè)循環(huán)過(guò)程更加順暢。

2.4 管道防腐的注意要點(diǎn)

管道防腐也是需要加以重視的內(nèi)容，不同類(lèi)型以及功能的管道其材質(zhì)組成具有較大差異，所以在對(duì)磷酸萃取工藝進(jìn)行管道的選擇時(shí)，要考慮到不同材質(zhì)的耐腐蝕性。同時(shí)一些反應(yīng)環(huán)節(jié)能夠產(chǎn)生大量的熱能，所以耐高溫也是需要進(jìn)一步考慮的問(wèn)題。目前在我國(guó)磷酸萃取工藝中所常用的管道為襯膠管道，這種管道具有較好的耐腐蝕性，同時(shí)其質(zhì)量較輕，價(jià)格適中，所以具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段我國(guó)磷酸萃取工藝設(shè)計(jì)中還存在一些有待進(jìn)一步完善的內(nèi)容，相信經(jīng)過(guò)化工生產(chǎn)研究部門(mén)的不斷努力，磷酸萃取工藝將得到顯著的完善與改進(jìn)。加強(qiáng)磷酸萃取工藝不僅對(duì)于我國(guó)化工生產(chǎn)水平的提高具有積極的促進(jìn)作用，同時(shí)還能為磷酸制品質(zhì)量的提升起到重要的保證。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，提高磷酸萃取工藝中的設(shè)備及管道的安裝與防腐工作仍將是重點(diǎn)內(nèi)容，只有保證這些基礎(chǔ)工作的有效性，才能使整個(gè)萃取工作在更加安全穩(wěn)定的條件中進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

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