湿法磷酸生产每吨磷酸约副产5吨磷石膏,磷石膏量大、含磷氟杂质,传统堆存占地大、环保压力突出。通过压滤机将磷石膏浆料脱水,含水率降至15%至20%后,可用于水泥缓凝剂、石膏板等建材原料,实现资源化利用。本文介绍磷石膏脱水压滤的选型与工艺。
磷石膏的物料过滤特性
磷石膏主要成分是二水硫酸钙,颗粒较细(5至50微米)、结晶性一般,浆料含固率15%至30%;磷石膏浆呈酸性,pH值2至4,含磷酸、氟化物和有机物,对设备有腐蚀;颗粒有一定磨蚀性;处理量巨大,是磷化工行业典型的连续性大批量过滤工况。
设备选型要点
磷石膏脱水选用厢式或隔膜压滤机,单台过滤面积200至1000平方米,按副产石膏量多台并联,留足备用。进料压力0.6至1.0兆帕,滤饼厚度30至40毫米,单次循环20至40分钟。要求石膏含水率低、便于建材利用时,选隔膜机型二次压榨。滤布选聚丙烯或涤纶斜纹耐磨耐酸品种,透气度80至150升每平方分米每分钟;滤板选聚丙烯,机架和管路按耐酸工况选材。
应用环节与工艺流程
典型流程为:磷酸萃取槽排出的石膏浆进入浓密机浓缩,底流由渣浆泵送入压滤机;进料过滤后视要求进行隔膜压榨,卸饼后由皮带输送至堆场或综合利用线;滤液为稀磷酸,返回磷酸系统回收,减少磷损失。石膏含水率达标后,可掺入水泥生产或加工成石膏建材。
运行管理与注意事项
磷石膏处理量大,设备连续运行时间长,可靠性管理尤为重要。进料浓度通过浓密机稳定在20%以上,浓度波动会导致循环时间和滤饼厚度不均;进料泵和管路按耐磨耐酸工况维护,弯头部位定期检查。滤布结垢以硫酸钙为主,应定期高压水冲洗配合酸洗,酸洗浓度和浸泡时间按滤布材质控制,避免损伤滤布;结垢严重时滤布透水性明显下降,应及时更换。隔膜压榨前确认压榨水系统正常,压榨压力和时间按含水率要求设定;滤饼含水率超标时先检查隔膜片保压情况。滤液稀磷酸返回系统前检测磷酸含量和悬浮物,避免影响磷酸质量。石膏堆场做好防渗和防扬尘,综合利用线进料含水率按建材工艺要求控制。每班记录循环时间、滤饼含水率和滤布状态,作为设备维护和工艺调整依据。
常见问题与解决措施
一是硫酸钙在滤布上结垢堵塞,应定期高压水冲洗配合酸洗,控制洗涤用水的结垢倾向;二是酸性腐蚀缩短滤布寿命,应选用耐酸材质并加强巡检更换;三是石膏含水率偏高影响建材质量,应保证隔膜压榨压力和压榨时间,检查隔膜片状态;四是滤液含磷回收不充分,应控制过滤终点和滤液收集环节。五是磷石膏浆含泥量波动导致过滤性能变化,应加强浓密环节控制,稳定进料含固率,必要时调整絮凝剂投加。
磷石膏脱水兼具大批量和耐腐蚀双重特点,选型留足余量、滤布耐酸耐磨、压榨参数到位,资源化利用的稳定性才能保证。建议把滤饼含水率与建材利用端指标联动管理,含水率稳定达标后,综合利用线的生产稳定性也随之提升。