河南久鼎板框压滤机在磷肥生产中的应用：过磷酸钙料浆分离与磷石膏脱水工艺探析

一、引言

磷肥生产过程中，过磷酸钙料浆的固液分离及湿法磷酸工艺中磷石膏的洗涤与脱水是核心环节。板框压滤机作为一种高效固液分离设备，凭借其高过滤精度、适应性强、能耗低等特点，在磷化工领域发挥了不可替代的作用。本文结合工艺原理与实践经验，探讨其具体应用场景及技术要点。

二、过磷酸钙料浆分离中的关键作用

过磷酸钙（SSP）生产中，硫酸分解磷矿石生成的料浆需分离出硫酸钙（CaSO₄）与磷酸（H₃PO₄）。板框压滤机在此环节的应用体现为：

反应料浆的固液分离
硫酸与磷矿粉反应后形成的料浆含未反应的磷矿颗粒及硫酸钙结晶。板框压滤机通过滤布拦截固体，磷酸溶液则通过滤布排出。根据实验数据，优化后的过滤压力（0.5-1.2 MPa）可提升磷酸回收率至98%以上，同时降低滤饼含水率至25%-30% 。

滤饼洗涤与二次分离
滤饼中残留的磷酸需通过逆流洗涤回收。采用多级压滤工艺，逐级降低滤饼中可溶性磷含量。例如，某案例中，三级洗涤可将洗涤效率提升至95%，减少磷资源浪费 。

三、湿法磷酸工艺中磷石膏的洗涤与脱水

湿法磷酸（WPA）工艺产生的磷石膏（CaSO₄·2H₂O）需经过洗涤去除残留磷酸和氟化物，并脱水至可运输或堆存状态。板框压滤机的应用包括：

磷石膏的初步脱水
磷石膏浆液含水率通常高达70%-80%。通过板框压滤机压榨后，滤饼含水率可降至35%-40%，大幅减少后续干燥能耗。研究表明，添加絮凝剂（如PAC和PAM）可加速颗粒絮凝，提升脱水效率 。

酸性废水回用处理
洗涤废水含高浓度氟离子（F⁻）和磷酸盐（PO₄³⁻）。板框压滤机配合化学沉淀法（如投加CaCl₂和Ca(OH)₂），可实现氟离子去除率>90%，净化水回用至生产流程，降低新鲜水消耗 。

放射性元素的控制
磷石膏中含天然放射性核素（如²²⁶Ra），需通过多次逆流洗涤降低其活度。优化后的压滤工艺可将铀、镭等元素转移至液相，经后续吸附处理达标排放 。

四、技术难点与工艺优化

滤布堵塞问题
磷石膏晶体易形成微细颗粒，堵塞滤布孔隙。河南久鼎压滤机有限公司开发的复合滤布（聚丙烯与陶瓷纤维复合）可延长使用寿命至1200-1500次循环，较传统滤布提升50% 。

耐腐蚀材料选择
酸性环境对压滤机框架和滤板腐蚀严重。采用聚丙烯（PP）或橡胶衬里滤板，配合316L不锈钢液压系统，可适应pH值1-2的强酸性工况 。

自动化控制升级
集成PLC控制系统，实时监测压力、流量及滤饼厚度，动态调整压榨时间与压力梯度。某案例显示，自动化改造后能耗降低15%，单机处理能力提升至8-10 t/h 。

五、磷石膏资源化利用的延伸应用

脱水后的磷石膏可通过板框压滤机预处理，为下游资源化提供基础：

建材制备
低杂质磷石膏（F⁻<0.18%）可替代天然石膏生产水泥缓凝剂，压滤后的滤饼经煅烧后抗压强度达15-20 MPa，满足建材标准 。

土壤改良剂
脱氟后的磷石膏含钙、硫元素，用于盐碱地改良可降低土壤pH值，提升作物产量。田间试验表明，每亩施用200-300 kg改良剂可使小麦增产12%-15% 。

六、环保与经济效益分析

减排效益
板框压滤工艺可将磷石膏堆存体积减少40%-50%，降低渗滤液污染风险。以年产10万吨湿法磷酸的工厂为例，年减排废水约5万立方米 。

能耗对比
与传统离心脱水相比，板框压滤机单位能耗为0.5-0.8 kWh/t，降低30%-40% 。