缪 钊，吴德乾

（瓮福（集团）有限责任公司 瓮福化工公司，贵州 福泉 550501）

0 引言

磷矿石作为磷复肥、磷化工行业的重要原材料，需求持续向好。随着新能源产业的大力发展，磷酸铁、磷酸铁锂正极材料等需求增加，对高品位磷矿石的需求逐渐增加，加之国家对磷矿石开采持续收紧以及安全环保形势趋严，未来磷矿石的供应将延续紧张态势，价格相对坚挺。受磷矿石供应及品位影响，饲料级磷酸二氢钙（Ca（H2PO4）2·H2O）的原料磷酸消耗和成本逐年上升。磷酸生产中磷石膏排放、堆存、处置问题不可避免，磷酸消耗升高还导致磷石膏排放量增加。降低饲料级磷酸二氢钙原料磷酸消耗涉及安全环保、产品质量、经济效益等关键问题，已成为饲料级磷酸钙盐生产企业面临的难题。

1 饲料级磷酸二氢钙生产现状

目前饲料级磷酸二氢钙主要有3 种生产方法：（1）干法，将湿法浓磷酸脱氟、脱砷后与含钙化合物（碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙）反应，生成磷酸二氢钙半成品，半成品陈化后经转筒烘干，获得成品［1］。（2）两步法，将湿法磷酸脱氟、脱砷后与含钙化合物（碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙）反应，生成磷酸氢钙，或使用氧化钙回收池水、含磷废水生成磷酸氢钙；磷酸氢钙与磷酸反应生成磷酸二氢钙料浆，再将料浆进行喷雾干燥或闪蒸干燥生成半成品，半成品经陈化、回转或闪蒸烘干，获得成品［2］。（3）料浆法，将湿法磷酸脱氟、脱砷后与含钙化合物（碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙）反应直接生成磷酸二氢钙料浆，再将料浆进行一级喷雾干燥、二级转筒干燥获得成品。

当前饲料级磷酸二氢钙市场占有率较高的贵州川恒化工股份有限公司和瓮福（集团）有限责任公司饲料级磷酸二氢钙生产以第3 种方法为主。磷矿中的w（MgO+R2O3）近两年上涨了25%，致使磷酸中MgO+R2O3含量同步升高，饲料级磷酸二氢钙中水溶磷占比下降，需提升磷钙比来保证产品中水溶磷的含量。

2 饲料级磷酸二氢钙原料磷酸消耗偏高的原因

2.1 磷酸陈化效率低

饲料级磷酸二氢钙原料磷酸净化前需经过陈化，目的是降低磷酸温度，有益于净化过程脱氟的进行。随着磷酸温度降低，MgO、R2O3析出，沉降后可直接分离。

3—10 月为饲料级磷酸二氢钙需求旺季，是饲料磷酸盐提负荷生产的时机。夏季高温和负荷提升（导致原料磷酸陈化时间变短），使得磷酸温度降幅减少，部分溶解于磷酸中的金属阳离子化合物未能析出，陈化效率降低。金属阳离子含量高，生产时消耗磷酸导致磷酸消耗偏高。

2.2 磷酸净化损耗大

饲料级磷酸二氢钙生产时须对原料磷酸进行净化，即脱氟、脱砷。磷酸脱氟、脱砷效果受温度、磷酸浓度、停留时间影响较大，另外还受磷酸中MgO+R2O3含量、脱氟剂种类、脱砷剂加入量的影响。磷酸温度≤40 ℃时脱氟效果较好，磷酸温度＞45 ℃会出现脱氟困难。在反应槽容积不变的条件下，只有降低负荷才能延长停留时间，脱氟剂的过量加入就成了方便和短期投入较少的应对措施。经过固液分离，过量的脱氟剂容易带走P2O5，增加磷酸消耗，过量的脱氟剂还会带入Na+，影响饲料级磷酸二氢钙的质量。同时过滤设备的跑冒滴漏也会增加净化工序的磷酸消耗。

2.3 喷浆成品率低

饲料级磷酸二氢钙料浆具有很强的热敏性和黏结性。料浆密度偏高，料浆易形成包裹颗粒，颗粒在高速离心作用下易造成雾化轮冲刷穿孔严重，同时易引起雾化机分散盘流孔堵塞，导致料浆离心后分散性差，不能与热风充分接触，干燥不充分，易造成雾化塔内物料黏壁挂料严重，降低饲料级磷酸二氢钙料浆的喷浆成品率。喷浆成品率低，造成磷收率降低，磷酸消耗升高。

2.4 机械损失

饲料级磷酸二氢钙在干燥、输送、筛分过程中存在机械损失，降低磷收率。P2O5的机械损失不可避免，在粉体化肥及化工产品生产中，物料洒落及扬尘是最常见的造成磷损失的现象。在饲料级磷酸二氢钙生产中，不但有洒落及扬尘，还有黏结，在输送过程中，饲料级磷酸二氢钙经摩擦挤压，易形成结块或黏结于设备表面，如输送带的托辊、大多数设备的进料口和出料口，需要定期清理。结块及黏结于设备表面的物料是造成P2O5机械损失的主要原因。

3 降低饲料级磷酸二氢钙原料磷酸消耗的措施

3.1 提高磷酸陈化效率

浓磷酸进陈化系统进行陈化，首先须稳定浓磷酸的流量、液位；其次对陈化系统的换热器定期清理，以确保其换热效率，保证陈化温度；最后，定期对陈化槽进行清理，及时将陈化槽底部沉积的酸渣移出系统返回磷酸生产系统，使陈化后磷酸中的MgO+R2O3及硫酸钙得到有效降低。

3.2 减少磷酸净化损失

在原料磷酸中MgO+R2O3含量升高的情况下，降低净化工序磷酸温度、延长停留时间、强化设备维保和操作，防止跑冒滴漏现象发生，是减少净化工序磷损失的有效措施。新增或更换磷酸换热器、增加脱氟反应槽、更换过滤机滤布和疏通流道是减少净化磷损失的具体措施。

3.3 提高料浆喷浆成品率

要提高料浆喷浆成品率，首先，要降低料浆密度，将料浆密度控制在1.45～1.50 kg/L；其次，要延长雾化轮穿孔周期，在雾化轮底板内衬耐磨蚀的碳化硅材料且将雾化轮流道孔由12孔增加到18孔，定期检查雾化轮，产品0.5 mm过筛率提高到≥80%；再次，要减少雾化机分散盘流孔堵塞次数，增加筛网过滤料浆，配备雾化机冲洗水定期进行冲洗，将每月雾化机分散盘流孔堵塞控制在3 次内；最后，要减少料浆磷、钙质量比二次调整频次，雾化塔安装气锤振打设备并制定巡检机制，料浆磷、钙质量比精准控制在设定值±0.02 范围内及减轻雾化塔内物料黏壁现象。

3.4 减少机械损失

通过生产过程精益化管理，加强设备的维保与巡检，强化粉尘治理等措施来减少半成品的机械损失。生产过程精益化管理主要通过精准计量，主要原料磷酸使用双流量计计量，定期比较调校，建立磷、钙质量比调控数学模型确保磷、钙精准投料，建立磷酸酸质变化预警机制，实时跟踪原料磷酸中MgO+R2O3含量变化，结合数学模型实时调整磷、钙质量比；定期对输送设备进行清理，减少半成品在设备上的黏结；在工序连接、提升、筛分、包装等易产生扬尘的工段建立微负压系统，将扬尘抽吸至布袋除尘器，收集粉尘并重新利用，有效降低磷损失。

3.5 磷酸钙替代部分磷酸

磷酸钙是使用磷精矿煅烧而成，该工艺最大的优点是减少磷石膏排放，绿色环保，在安全环保形势日趋严峻的形势下对磷酸钙盐行业可持续发展具有重要作用。在“以渣定产”和加快推进磷石膏综合利用的环境下，添加磷酸钙替代部分磷酸和碳酸钙生产饲料级磷酸二氢钙是经济且可行的方案。

磷酸钙与磷酸按质量比1 ∶2 反应生产饲料级磷酸二氢钙，其间不需要使用碳酸钙或其他含钙化合物作原料，有反应迅速、产品游离酸含量低等优点，实际生产中可结合环保需要和饲料级磷酸钙盐市场调整磷酸钙的用量和磷酸的比例来降低磷酸消耗。利用磷酸钙、磷酸生产磷酸二氢钙可保障产品质量，在环境保护越来越受重视的将来，或将成为不可回避的选择，最主要的是在经济因素与环境保护之间权衡。

4 结语

降低饲料级磷酸二氢钙原料磷酸消耗不仅可直接降低生产成本，还间接从磷石膏产消方面助力环境保护，促进生态可持续发展，在磷矿石的供应将延续紧张和环境保护形势日趋严峻的今天，要饲料级磷酸二氢钙持续向好发展，降低原料磷酸消耗势在必行。笔者提供的降低原料磷酸消耗措施在实践中取得良好效果，能给饲料级磷酸钙盐企业提供参考。节能降耗永无止境，探索降低饲料级磷酸二氢钙原料磷酸消耗的措施或降低磷酸消耗的新工艺开发仍是饲料级磷酸钙盐行业的征途。