Отчет по практике в ЗАО"Минерально-химическая компания "Еврохим""

 

            СаСО₃ + 2Н₃РО₄ = Са(Н₂РО₄)₂´Н₂О + СО₂     (4.1.2)

МqСО₃ + 2Н₃РО₄ = Мq(Н₂РО₄)₂´Н₂О + СО₂    (4.1.3)

Са(Н₂РО₄)₂´Н₂О+Н₂О=СаНРО₄´2Н₂О+Н₃РО₄   (4.1.4)

 

Далее, в одновальном смесителе  остаточная свободная фосфорная  кислота вступает в взаимодействие с натрийсодержащим компонентом, что  приводит к образованию гидрофосфатов  и ортофосфатов натрия (реакции 4.1.5 - 4.1.10).

 

Nа₂СО₃+2Н₃РО₄+Н₂О=2NаН₂РО₄´Н₂О+СО₂   (4.1.5)

2NаН₂РО₄´Н₂О+Nа₂СО₃+Н₂О=2Nа₂НРО₄´2Н₂О+ СО₂  (4.1.6)

2Nа₂НРО₄´2Н₂О+Nа₂СО₃ +19Н₂О =Nа₃РО₄´12Н₂О+СО₂ (4.1.7)

 

NаОН+Н₃РО₄=NаН₂РО₄´Н₂О     (4.1.8)

NаН₂РО₄´Н₂О + NаОН = Nа₂НРО₄´2Н₂О    (4.1.9)

Nа₂НРО₄´2Н₂О+NаОН+9Н₂О=Nа₃РО₄´12Н₂О   (4.1.10)

 

Образующиеся  в процессе нейтрализации остаточной фосфорной  кислоты едким натром или кальцинированной содой соли NaH₂PO₄, Na₂HPO₄ и Na₃PO₄ являются кристаллогидратами, способными отдавать кристаллогидратную воду при следующих температурах:

                                      40,8 ⁰с                                         57,4 ⁰с

NaH₂PO₄´2H₂O                    NaH₂PO₄´H₂O                     NaH₂PO₄  

                                   35,4⁰с                                          48,3⁰с                                                    95,2⁰с

Na₂HPO₄´12H₂O                   Na₂HPO₄´7H₂O                     Na₂HPO₄´2H₂O                   

 

                   Na₂HPO₄

Na₃PO₄´12H₂O сохраняет воду при 100 ⁰С.

Поэтому во избежание  загустевания шихты после одновального смесителя необходимо поддерживать температуру на уровне 50⁰С.

 

Шихта фосфатов натрия и  кальция с влажностью 18-35% поступает  во вращающуюся печь, где под воздействием высокой температуры и водяного пара  подвергается гидротермокислотной переработке (обесфториванию с образованием натрийкальцийфосфатов).  Время  пребывания материала в печи - 8 - 10 часов.

Процесс обесфторивания  фосфатного сырья методом спекания - диффузионный  процесс. Поэтому норма добавки фосфорной кислоты к апатитовому концентрату в присутствии кремнийсодержащей добавки выбрана с таким расчетом, чтобы избежать получения шихты и продукта, имеющих низкие температуры плавления (появление расплава затрудняет диффузионные процессы, а следовательно, тормозит процесс обесфторивания апатитового концентрата).

При добавке кислоты  выше установленной нормы температура  деформации и плавления смеси  снижается, что ведет к образованию  подплава материала и затруднению процесса обесфторивания, а также к интенсивному образованию "колец" в отдельных зонах печи. Поэтому, одним из основных факторов, обеспечивающих выпуск качественного продукта и устойчивое ведение технологического процесса обесфторивания, является соблюдение заданного соотношения апатитового концентрата и  фосфорной  кислоты в шихте, загружаемой в печь.

К интенсивному образованию  шламовых колец и снижению  производительности  печи может привести избыток соды в процессе. В этом случае механизм образования шламового кольца может быть представлен в следующем виде: процесс декарбонизации карбонатсодержащего материала начинается при температуре около 800⁰С и характеризуется экзотермическим эффектом. С увеличением содержания Na в системе возрастает количество жидкой фазы в печи в области низких температур (800-1000⁰С). Наличие этого фактора в момент начала процесса декарбонизации приводит к тому, что при понижении температуры на несколько градусов происходит кристаллизация жидкой фазы и образование спека (кольца).

При недостатке соды снижается доля лимоннорастворимой формы Р₂О₅.

Температура процесса является также одним из основных факторов в процессе обесфторивания.

Для обеспечения нормального  температурного режима необходимо соблюдать:

- постоянство расхода  и давления природного газа на горелке;

- непрерывность расхода  загружаемой в печь шихты, что  обеспечивает равномерное распределение  материала в печи;

- постоянство выхода  продукта из печи.

Повышение температуры  в печи свыше установленных норм приводит к появ-лению расплава материала в печи, кольцеобразованию, ухудшению процесса обесфторивания и выходу нестандартного клинкера из печи. Снижение   температуры ниже установленных норм также приводит к ухудшению процесса обесфторивания шихты и выходу нестандартного продукта.

Газы, содержащие фтористые  соединения и фосфатную пыль, из печного отделе-ния после циклона  поступают на очистку в газоочистную установку узла абсорбции. Абсорбция  фтористых соединений осуществляется в двух последовательно расположенных  абсорберах пенного типа  аммиачной водой. При этом происходят следующие химические реакции:

 

НF + NН₄ОН = NН₄F + H₂О    (4.1.11)

SiF₄+4NH₄OH = 4NH₄F + SiO₂ + H₂O  (4.1.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1.1 СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  НИТКИ

4.1.2  ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  СХЕМА И АСУ ТП  ЦЕХА КОФ

 

 

 

 

             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА

 

Процесс производства дефторированного (кормового) фосфата состоит из следующих  основных стадий:

4.2.1. Прием и хранение  апатитового концентрата, кальцинированной соды, едкого натра, кварцсодержащей добавки и фосфорной кислоты;

4.2.2. Дозирование апатита, фосфорной  кислоты, кальцинированной соды  либо едкого натра и кварцсодержащей  добавки, приготовление шихты  в смесителях;

4.2.3. Гидротермокислотная переработка шихты ( обесфторивание);

4.2.4. Классификация продукта  после печи, фасовка готового  продукта марки "G";

4.2.5. Размол  клинкера, охлаждение и фасовка готового  продукта марки "Р";

4.2.6. Очистка отходящих  газов от пыли и фтористых соединений;

4.2.7. Утилизация тепла  и приготовление питательной  воды для котлов - утилизаторов.

 

4.2.1. ПРИЕМ И ХРАНЕНИЕ АПАТИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА, КАЛЬЦИНИРОВАННОЙ СОДЫ, ЕДКОГО НАТРА, КВАРЦСОДЕРЖАЩЕЙ ДОБАВКИ И ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

 

Апатитовый концентрат поступает в цех в специальных вагонах для минеральных удобрений и разгружается в две бункерные траншеи поз.1/2,3. Открывание и закрывание люков в вагонах этого типа осуществляется автоматически при помощи механизмов, работающих от пневмоцилиндров двойного действия.

Кальцинированная сода приходит на склад в вагонах-хопперах для цемента, разгрузочные крышки в  которых открываются или закрываются  вращением винтового привода  за штурвал, что обеспечивает необходимую  дозировку отсыпки.

Для удаления зависшего сыпучего продукта стенки вагонов простукиваются пневмоударником или отбойным молотком.

Апатитовый концентрат из траншеи поз.1/2,3 подается на конвейеры  поз. ПТ 2,3 через чешуйчатые затворы. Управление затворами осуществляется дистанционно из помещения ЦПУ приемного устройства апатитового концентрата. С ленточных конвейеров поз. ПТ2,3 апатит пересыпается в перегрузочные бункера поз.7/2,3 емкостью 40 м³ каждый и пневмокамерными насосами ТА-29 поз. 21/5,7,9,10 транспортируется в приемные бункера печного отделения поз.101/1,2 или насосами поз.21/6,8,11,12 в накопительный силос поз. 30/2 емкостью Y раб =2400 м³.

Апатит может подаваться из силосного склада пневмокамерными  насосами поз. 21/13,15,16,17 в приемные бункера  печного отделения поз.101/1,2.

Подача апатитового концентрата осуществляется по трубопроводам при помощи  сжатого воздуха давлением 0,4-0,6  МПа  ( 4-6 кгс/см² ), поступающего из компрессорной. Воздух, транспортирующий апатит в силоса поз.30/2, очищается в циклоне поз.35,  рукавном фильтре поз.36 и вентилятором поз.37 выбрасывается в атмосферу.

Кальцинированная сода из приемной траншеи поз.1/1 подается конвейером поз.ПТ1 в бункер поз.7/1, откуда пневмокамерными насосами поз.21/1,2,3,4 транспортируется в приемные бункера  соды печного отделения поз. 110/1-6.

Пыль апатита с конвейеров ПТ/2,3 и с перегрузочных бункеров поз.7/2,3 поступает в циклон поз.27. Содовая пыль с конвейера поз.ПТ1 и перегрузочного бункера поз. 7/1 направляется в циклон поз.29. Дальнейшая очистка воздуха от пыли апатита  и соды происходит в рукавном фильтре поз.26, разделенном перегородкой, которая препятствует перемешиванию аэроматериальных потоков. Пыль апатита, собранная в циклоне поз.27 и рукавном фильтре поз.26, поступает на конвейер поз. ПТ2. Пыль соды из циклона поз.29 и рукавного фильтра поз.26 возвращается на конвейер поз. ПТ1.

Очищенный воздух вентилятором поз.28 выбрасывается в атмосферу.

Кварцевый песок из вагона выгружается в приемный бункер, находящийся  в конце траншеи поз.1/1. По мере необходимости кварцевый песок  через дисковые задвижки подается в кюбеля и автопогрузчиком перевозится в печное отделение.

Раствор едкого натра  поступает в цех в цистернах  и раскачивается в хранилище  поз. 51/3,4 через верхний слив центробежными  насосами поз.53/1,2. Для эффективной  работы насосов заполнение всасывающего трубопровода щелочью происходит либо при помощи сжатого воздуха (избыточное давление 70 кПа (0,7 кгс/см²)), либо в результате использования вакуумного бака поз.415.

Чистый конденсат, образующийся в  процессе разогрева щелочи в цистернах (в холодное время года) собирается в бак поз.415₁ и насосом поз.57₂ подается в отделение абсорбции в сборник поз.201. Допускается разогрев едкого натра острым паром.

Из хранилища поз.51/3,4 насосами поз. 53/3,4 раствор едкого натра подается на технологические нитки по кольцевому трубопроводу.

Проливы от сальников центробежных насосов и из железнодорожного поддона  собираются в дренажный сборник  поз.56₁, откуда погружным насосом поз.57₁ при достижении предельного уровня автоматически откачиваются в хранилище поз.51/3,4.

Избыточное количество воздуха из цистерн и дренажного сборника поз.56₁, загрязненного парами щелочи, откачивается вакуумным водокольцевым насосом типа ВВН1-3 поз.Н72а/1,2 и, перед выбросом в атмосферу, очищается в ловушке- нейтрализаторе поз.416 раствором фосфорной кислоты. Отработанный раствор (рН»7) сбрасывается в дренажный сборник поз.56₁.

Фосфорная кислота поступает в  цех в железнодорожных цистернах  и раскачивается через нижний слив центробежным насосом поз.52/3,4 в хранилище поз. 51/1,2, из которого затем насосом поз.52/1,2 подается на технологические нитки по кольцевому трубопроводу.

Проливы от сальников  центробежных насосов из поддона, в  котором установлены хранилища  фосфорной кислоты и из железнодорожного поддона собираются в дренажный сборник поз.56 емкостью 5м³. Из дренажного сборника проливы погружным насосом поз.57 типа ТХИ-8/4 ОМ при достижении предельного уровня автоматически откачиваются в одно из хранилищ поз.51/1,2.

 

4.2.2 Дозирование апатитового концентрата, фосфорной кислоты, кальцинированной соды либо едкого натра и кварцсодержащей добавки, приготовление шихты в смесителях

 

Из бункера поз. 101/1,2 емкостью 120 м³ апатитовый концентрат через течку и промежуточный бункер поз. 104/1-6 емкостью 12 м³ подается автоматическим весовым дозатором "Хаслер" поз.106/1-6 производительностью до 20 т/ч в двухвальный смеситель поз.108/1-6.

Апатитовый концентрат смешивается  в двухвальном смесителе поз.108/1-6 с фосфорной кислотой, которая, поступая со склада кислоты по кольцевому трубопроводу, дозируется в смеситель массметром.

Далее пульпа по трубе поступает  в установленный последовательно  за двухвальным смесителем одновальный  смеситель поз.109/1-6, в который  подается  массметром раствор едкого натра, поступающего из хранилища поз.51/3,4 по кольцевому трубопроводу, или весовым дозатором поз.105/1-6 - кальцинированная сода из бункера поз.110/1-6. Сюда же весовым дозатором поз.112/1-6 из приемного бункера печного отделения поз.111/1-6 подается кварцсодержащая добавка - песок кварцевый молотый.

Для поддержания оптимальной влажности  шихты в смеситель поз. 109/1-6 предусмотрена  подача воды из сборника поз. 113. Необходимая  температура воды регулируется подачей в сборник поз. 113 двух водных потоков: горячего – из отделения ХВО и холодного – из системы оборотного водоснабжения.

Гомогенизированная шихта  после одновального смесителя поступает  в молотковую дробилку поз.109а/1-6 и  далее по загрузочному устройству во вращающуюся печь поз.114/1-6. Воздух, транспортирующий апатит в бункера поз. 101/1,2, проходя через разгрузитель поз.185/1,2, очищается в циклоне поз.178/1,2, рукавном фильтре поз.176/1,2 и вентилятором поз. 179 выбрасывается в атмосферу. Пыль, собранная в циклоне поз. 178/1,2 и рукавном фильтре поз. 176/1,2 возвращается в бункер поз. 101/1,2.

Запыленный воздух, транспортирующий кальцинированную соду в бункер поз.110/1-6, очищается в циклоне поз.177/1,2, рукавном фильтре поз.175/1,2 и вентилятором поз.180 выбрасывается в атмосферу.