江蘇新宏大集團在磷化工裝備的創新成果和經驗總結

(江蘇新宏大集團有限公司，江蘇 泰州 225721)

創新是江蘇新宏大集團有限公司(以下簡稱江蘇新宏大)的源動力。以前，該公司把磷化工裝備研發的重心放在裝備大型化方面。近幾年來，國家出臺了許多政策文件，比如《環境保護法》、國務院發布的《“十三五”生態環境保護規劃》、工業和信息化部等五部委共同發布的《關于加強長江經濟帶工業綠色發展的指導意見》等，目的是實現安全生產、保護環境、提高資源利用率和節能減排、實現綠色增長等。因此，江蘇新宏大調整了研發工作的重心，把是否有利于安全生產和環境保護作為確定裝備大型化方案的依據。

磷石膏的堆放不僅占用了大量的土地，而且存在安全和環境污染隱患。《“十三五”生態環境保護規劃》中提出“鼓勵各種建材或建材添加劑綜合利用磷渣、磷石膏”。有的省已經制定了限制磷石膏增長的政策，以貴州省為例：2018年，全面實施磷石膏“以用定產”的目標，實現磷石膏產銷平衡，爭取新堆存量為零。為了實現這個目標，可采取水洗和全自動立式壓濾機壓榨，降低磷石膏的磷和氟等雜質含量，提高磷石膏的純度，可達到GB/T 23456—2009《磷石膏》和GB/T 21371—2008《用于水泥中的工業副產石膏》的基本要求；采用二水—半水轉晶技術，產出符合GB/T 9776—2008《建筑石膏》的β石膏產品、JC/T 2038-2010《α型高強石膏》的α石膏產品。

磷化工行業是污水排放量比較大的行業，嚴格執行GB15580—2011《磷肥工業水污染排放標準》，會使企業環保成本越來越高，只有通過技術改造，減少污水來源和污水全循環，才能做到污水零排放。高效礦漿濃密機在磷礦漿的成功應用，把濃密機上清水送回磨機循環使用，用污水作為磷石膏的洗滌水，就能夠減少污水總量。

江蘇新宏大集團有限公司研發的HDZP系列真空過濾機、HD系列帶式真空過濾機、HD系列全自動立式壓濾機和φ25～30高效濃密機，已經成功應用于磷化工行業，對提高磷和水的利用率，效果顯著。

1 HDZP-320m2轉臺真空過濾機的技術創新

該公司的HDZP系列轉臺真空過濾機，過濾總面積55～320m2，廣泛應用于二水磷石膏、半水磷石膏的過濾，其中單臺HDZP-240m2機型就可以滿足300kt/a的磷酸產能(以P2O5計)，單臺HDZP-320m2機型就可以滿足400kt/a的磷酸產能(以P2O5計)。

HDZP-320m2轉臺過濾機在面積上處于世界領先水平。用1臺大型過濾機代替2臺或者多臺小型過濾機，減少了設備臺數、設備運行泄漏點、維修量和操作定員，降低了運行成本，減少了廠房的建筑面積，提高了生產效率，增加工廠的經濟效益。

通過優化設計，有以下技術創新：①優化了濾網固定螺栓數量，濾網比原設計易于拆裝，清理濾盤結垢更加方便；②增加濾盤的導液管和上分配閥的接管直徑，使濾液和洗液的流動更加流暢，減少結垢；③把下分配閥的原平底設計改為圓弧結構，減少了流通的死角，提高流體的流速，對過流部件有沖刷作用，避免了死角結垢；④根據不同的工況，選擇相應的不銹鋼材料，國內原來只使用316L材質，現在可以選擇316L、317L、904L、2205雙相鋼、S28合金等；⑤優化過濾機結構和濾布再生噴嘴的布置，降低了沖洗水總流量，與其他機型相比較，單位面積的沖洗水總量降低了20%，基本解決了沖洗水總量偏大的難題。現在，磷石膏過濾的沖洗水可以全部用于石膏的洗滌，以淡磷酸返回反應槽，沖洗水不循環使用，沖洗水噴嘴不再被顆粒物堵塞，降低了操作人員清理噴嘴的勞動強度，提高了裝置的開車率。

貴州開磷集團有限公司使用了2臺HDZP-320m2轉臺真空過濾機，在裝置產能、磷收率、節能降耗和環保方面都達到滿意的效果。

2 立式全自動壓濾機的技術創新

立式全自動壓濾機的工藝為加料、過濾、擠壓、洗滌、再擠壓、風干和排渣，為全自動運行。已經成功用于以下工序。

2.1 磷酸濃密機等底流液-固分離

由于現在使用的磷礦雜質含量高，直接使用磷酸濃縮裝置的粗磷酸，難以生產出優等品的磷酸二銨，需要把粗磷酸澄清凈化。以往磷酸澄清槽的底流是返回反應槽，重復過濾會影響過濾效果，增加能耗。

云南三環化工有限公司、甕福紫金化工股份有限公司、湖北大峪口化工有限責任公司等單位使用立式全自動壓濾機，把澄清槽底流淤渣酸進行液-固分離和洗滌，濾液作為產品酸，而濾渣作為低濃度肥料的填充劑。

湖北祥云集團化工股份有限公司在100kt/a工業級磷酸一銨裝置上采用了立式全自動壓濾機，對氨化澄清槽底流進行液-固分離，濾液送去工銨中和槽，壓濾渣再漿后送去農銨工序。

2.2 磷石膏的脫水

把壓濾機脫水稱為非熱力學脫水，該技術是將磷石膏先用水制漿，然后用壓濾機壓榨，通過自動化系統精確控制，保證磷石膏脫水后的游離水在10%左右。濾液部分循環使用，部分送到過濾機作為洗水使用。磷石膏通過再漿，使可溶性P2O5和F進入液相，由此，磷石膏得到凈化，提高磷的利用率，拓寬了磷石膏的使用市場。

對于磷石膏制硫酸副產硅酸鹽水泥裝置，將非熱力學脫水技術與熱力學脫水技術相比，有如下優點：①非熱力學脫水技術可節省烘干煤，每噸熟料可節省烘干煤180kg；②可回收磷石膏中的P2O5，提高磷的回收率1%；③非熱力學脫水技術回收P2O5和F后，使磷石膏的質量得以提高，有利于提高磷石膏制水泥的燒成料質量與生產控制。

山東紅日阿康化工股份有限公司用立式全自動壓濾機對磷石膏進行脫水，設備運行平穩、故障率低、人工成本少、勞動強度低。

2.3 磷礦浮選尾礦的脫水

為了避免尾礦壩潰壩等安全隱患，貴州川恒集團有限公司、湖北三寧化工股份有限公司、四川馬邊南方礦業有限公司等相繼采用立式全自動壓濾機進行磷礦浮選尾礦的脫水，能把含水率30%的尾礦脫水至12%以下，脫水尾礦采用干堆。

3 HD-120m2帶式真空過濾機的技術創新

鑒于環境保護的嚴格要求，磷石膏的綜合利用將達到100%，除了采用非熱力學脫水外，還可以采用二水—半水等化學轉晶法工藝，降低磷石膏中磷

和氟的含量。

貴州金正大生態工程集團股份有限公司采用二水—半水化學轉晶法磷酸生產工藝，選用了江蘇新宏大的HD-120m2大型帶式過濾機。該過濾機采用滑道支撐技術代替傳統的托輥支撐，環形膠帶在運行過程中無波浪起伏現象，磷石膏不易開裂，主要技術指標如下：①系統真空度達-48kPa。同行業機的真空度只有-35kPa；②磷石膏含水率低至0.09%～0.27%。同行業機含水率高達0.85%～1.63%；③磷石膏洗滌率高達99.2%；同行業機磷石膏洗滌率只有93%。

4 高效濃密機的技術創新

江蘇新宏大研發的高效濃密機，用于磷酸脫硫酸濃密機、濃磷酸濃密機、氫鈣濃密機、磷礦漿濃密機等。其技術創新主要有以下幾點：①在線檢測運行扭矩，耙機提升時主驅繼續正常運行，而同行業的技術是主驅停機后才能提升耙機；②設置底流剪切回路，有效防止底流收集斗堵塞；③設置進料稀釋設備，有效提高絮凝劑絮凝效果。

高效濃密機的主要業績有：①貴州開磷集團礦肥有限公司φ25m×4.7m礦漿濃密機，進料含固量40%，底流含固量70%；②云南三環化工有限公司φ25m×8m礦漿濃密機，進料含固量25%，底流含固量67%；③貴州甕福集團有限公司φ30m×4.4m礦漿濃密機，進料含固量30%，底流含固量65%。

濃密機上清水返回磨機循環使用，經過提高礦漿濃密機底流含固率，給磷酸裝置水平衡創造了條件。

5 磷酸裝置用大型特長攪拌器的技術創新

江蘇新宏大開發的變截面、變傾角大型磷酸裝置攪拌設備，為該項目的國產化開創了先河。目前，國內絕大部分裝置都使用了該產品，使大功率、重載、特長懸臂攪拌裝置在國產產品中再創新高。

在材料方面，除了有316L、317L、904L管板材料外，還成功開發了十多種新型材料，比如HD-5不銹鋼，屬于高鉻、鎳不銹鋼，又加入較高的其他元素，具有良好的耐硫酸、鹽酸及硝酸+鹽酸、濃硫酸+鹽酸的腐蝕性能，具有較高的強度和塑性，適合用于硫基氮磷鉀反應中的攪拌槳。

安全生產和環境保護都是我國現代化建設的基本國策，能保護勞動者的安全、健康和國家財產，是促進社會生產力發展的基本保證，也是保證社會主義經濟發展、進一步實行改革開放的基本條件。因此，必須強化生產的環保、安全、生態和綠色發展的責任意識。江蘇新宏大集團有限公司堅持“進步源自創新”的理念，將繼續把理論與生產實踐有機地結合起來，通過技術創新，提高設備運行率，把安全和環保的創新當作首要任務來抓，努力降低企業在轉型升級和技術改造上的投資，降低生產管理成本，提高磷回收率，使磷化工企業早日實現磷石膏利用率100%，把磷石膏變廢為寶，做到污水零排放，提高磷化工行業綠色發展和可持續發展的能力。