改進(jìn)型的用回轉(zhuǎn)窯規(guī)模化生產(chǎn)磷酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改進(jìn)型的用回轉(zhuǎn)窯規(guī)?；a(chǎn)磷酸的方法，包括以下步驟：先將原料碳質(zhì)還原劑、磷礦石和硅石分別進(jìn)行預(yù)處理，然后混合；將預(yù)處理后的碳質(zhì)還原劑粉、磷礦石粉和硅石粉混合制作內(nèi)球；再將碳質(zhì)還原劑粉和硅石粉混勻得到包裹料；將內(nèi)球和包裹料混合進(jìn)行包裹處理，干燥固結(jié)，得到復(fù)合球團(tuán)；將復(fù)合球團(tuán)送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)；出回轉(zhuǎn)窯的高溫渣球則輸送至冷卻設(shè)備進(jìn)行綜合利用；將含P205和氟的出窯煙氣通入一水化塔內(nèi)進(jìn)行水化吸磷，再依次通過(guò)磷酸霧捕集塔和除霧分離塔，除霧分離塔排出的含氟煙氣則進(jìn)入后續(xù)的氟回收工序。本發(fā)明的工藝流程合理優(yōu)化、設(shè)備投入小、經(jīng)濟(jì)附加值高、整個(gè)工藝過(guò)程節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行高效、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)異。
【專利說(shuō)明】改進(jìn)型的用回轉(zhuǎn)窯規(guī)模化生產(chǎn)磷酸的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種制磷酸工藝中的原料預(yù)處理方法及設(shè)備，尤其涉及一種窯法磷酸 工藝（KPA)中的原料預(yù)處理方法及預(yù)處理工藝系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前世界上工業(yè)生產(chǎn)磷酸的方法主要有兩種。（1)濕法制磷酸：即利用硫酸分解 磷礦石得到稀磷酸和以CaSO 4 ^H2O為主體的固體廢渣(簡(jiǎn)稱磷石膏)，將稀磷酸濃縮得到含 磷酸54%左右的濕法磷酸。這種工藝的主要缺點(diǎn)：一是要耗用大量的硫酸；二是廢渣磷石膏 無(wú)法得到有效的利用，其中夾帶的硫酸、磷酸和可溶性氟化物均溶于水，自然堆放后被雨水 沖刷，容易對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染；三是產(chǎn)品磷酸的雜質(zhì)含量較高，一般只用于生產(chǎn)肥料；四 是為保證產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性，必須使用高品位磷礦。（2)熱法制磷酸：即首先將磷礦石、硅石、碳 質(zhì)固體還原劑置于一臺(tái)礦熱電爐中，用電短路形成電弧的能量，將爐內(nèi)溫度加熱到1300°C 以上，將磷礦石中的磷以P4形式還原出來(lái)，同時(shí)碳質(zhì)固體還原劑被轉(zhuǎn)化為C0,將排出礦熱爐 的P4和CO為主的氣體用水洗滌降溫，P 4被冷卻成固體與氣相分離，得到產(chǎn)品黃磷，含CO的 廢氣在煙囪出口點(diǎn)火燃燒后排入大氣；將得到的P4加熱到80°C左右，使其變?yōu)橐合?，將?在水化塔中與通入的空氣發(fā)生氧化燃燒反應(yīng)，得到磷酸酐P 2O5，再用水吸收得到磷酸。熱法 制磷酸的主要缺點(diǎn)：一是要耗費(fèi)大量的電能；二是排出礦熱爐后分離了 P4的氣體還夾帶有 大量的氟化物（以SiF4和HF存在)和少量未沉淀的氣體P 4，這將對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染； 三是含大量CO的氣體直接燃燒排空，能源浪費(fèi)很大；四是為了保證生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，同樣需 要使用商品位憐礦石。
[0003] 為了克服電能緊張、硫鐵礦資源不足和高品位磷礦石逐年減少對(duì)磷酸生產(chǎn)的影 響，八十年代初美國(guó)Occidental Research Corporation (ORC)提出采用KPA法，即用回 轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)磷酸的方法(簡(jiǎn)稱窯法磷酸工藝）（參見(jiàn)Frederic Ledar and Won C. Park等，New Process for Technical-Grade Phosphoric Acid, Ind. Eng. Chem. Process Des. Devl985, 24,688-697)，并進(jìn)行了 0.84m (內(nèi)）X9. 14m回轉(zhuǎn)窯中試裝置的中間試驗(yàn)（參見(jiàn)US4389384 號(hào)美國(guó)專利文獻(xiàn))。該方法是將磷礦石、硅石和碳質(zhì)還原劑(焦粉或煤粉）細(xì)磨到50%? 85% - 325目，配加1%的膨潤(rùn)土造球，經(jīng)鏈?zhǔn)礁稍餀C(jī)干燥預(yù)熱后送入窯頭燃燒天然氣的回轉(zhuǎn) 窯中，球團(tuán)在窯內(nèi)還原，控制最高固體溫度為1400°C?1500°C，調(diào)整球團(tuán)CaCVSiO 2摩爾比 為0. 26?0. 55,使球團(tuán)熔點(diǎn)高于球團(tuán)中磷礦石的碳熱還原溫度，磷以磷蒸氣的形式從球團(tuán) 中還原揮發(fā)出來(lái)，然后在窯的中部空間被通入的空氣氧化成五氧化二磷，氧化放出來(lái)的熱 反過(guò)來(lái)又供給還原反應(yīng)，最后將含有五氧化二磷的窯氣水化吸收即制得磷酸。
[0004] 上述的窯法磷酸工藝思路顯示了一種良好的工業(yè)應(yīng)用前景，因其原理是利用磷礦 的碳熱還原形成P 4氣體，將磷礦石中的磷轉(zhuǎn)移到回轉(zhuǎn)窯的氣相當(dāng)中，并利用氣固分離原理 使磷與料球中的其余固體物質(zhì)很好的進(jìn)行分離，轉(zhuǎn)移到回轉(zhuǎn)窯氣相中的P 4氣體可與回轉(zhuǎn)窯 氣相中的氧發(fā)生氧化放熱反應(yīng)生成P2O5，放出的熱則供給料球中磷礦石的碳熱還原(吸熱反 應(yīng))，最后將出回轉(zhuǎn)窯的含P 2O5的窯氣水化吸收，可獲得潔凈度遠(yuǎn)高于濕法磷酸的工業(yè)磷酸。 由于回轉(zhuǎn)窯維持磷礦碳熱還原溫度使用的是初級(jí)能源，同時(shí)磷礦碳熱還原產(chǎn)生的可燃物質(zhì) P4與CO在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部即可進(jìn)行燃燒放熱反應(yīng)，補(bǔ)充提供給維持回轉(zhuǎn)窯磷礦碳熱還原溫度所 需能量，這與傳統(tǒng)的熱法制磷酸工藝相比，其能耗得到大幅度降低。
[0005] 然而，我們的研究表明，上述的窯法磷酸工藝在規(guī)?；墓I(yè)應(yīng)用及實(shí)踐中很難 實(shí)現(xiàn)，其主要缺陷在于： 1、回轉(zhuǎn)窯是窯體以一定速度（〇. 5r/min?3r/min)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)對(duì) 送入窯內(nèi)的固體物料進(jìn)行機(jī)械翻轉(zhuǎn)、混合，保證窯內(nèi)固體物料各處受熱的均勻性，但反過(guò)來(lái) 窯內(nèi)固體物料亦須承受物料運(yùn)動(dòng)的機(jī)械摩擦力，如果物料強(qiáng)度小于受到的機(jī)械摩擦力將很 容易被破壞。美國(guó)ORC公司提出的KPA工藝基本原理是將磷礦石、硅石和碳質(zhì)還原劑(焦粉 或煤粉）細(xì)磨到50%?85% - 325目后制成球團(tuán)，這三種物質(zhì)必須緊密地共聚一體，才能在 混合物中CaCVSiO2摩爾比為0. 26?0. 55的條件下，實(shí)現(xiàn)混合物料在磷礦石的碳熱還原溫 度下不熔化，同時(shí)，磷礦的碳還原才能得以順利進(jìn)行。但工藝使用的物料球團(tuán)中配入了還原 劑碳，碳在大于350°C溫度下會(huì)與空氣中的氧發(fā)生快速的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變成CO 2，如果采用傳 統(tǒng)冶金工業(yè)球團(tuán)在鏈篦機(jī)上高溫固結(jié)的方法O 900°C)，則球團(tuán)中的還原碳會(huì)被全部氧化， 入回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)則流失了還原劑，磷的碳熱還原反應(yīng)自然也無(wú)法進(jìn)行，導(dǎo)致工藝失敗。如果僅 通過(guò)添加膨潤(rùn)土作球團(tuán)粘結(jié)劑在300°C以下進(jìn)行干燥脫水，則球團(tuán)抗壓強(qiáng)度僅為IOKN/個(gè) 球左右，落下強(qiáng)度< 1次/米；因?yàn)榕驖?rùn)土的作用機(jī)理主要是利用其物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的層間水來(lái) 調(diào)節(jié)球團(tuán)干燥過(guò)程中的水分釋放速率，提高球團(tuán)在干燥過(guò)程中的爆裂溫度，其本身對(duì)提高 球團(tuán)強(qiáng)度并無(wú)顯著作用。將這種球團(tuán)送入回轉(zhuǎn)窯后、且在回轉(zhuǎn)窯溫度值達(dá)到900°C溫度前， 由于承受不住回轉(zhuǎn)窯內(nèi)料球運(yùn)動(dòng)所受到的機(jī)械摩擦力，入窯的球團(tuán)將大量粉化，粉化后組 成球團(tuán)的磷礦粉、硅石粉和碳質(zhì)還原劑等將分離，粉化后的磷礦粉由于不能與碳質(zhì)還原劑 緊密接觸，將導(dǎo)致磷不能被還原。更為嚴(yán)重的是，磷礦粉一旦與硅石粉分開(kāi)，其熔點(diǎn)將急劇 降低到1250°C以下，這種粉狀磷礦通過(guò)回轉(zhuǎn)窯的高溫還原區(qū)（料層溫度為1300°C左右）時(shí)， 將全部由固相變成液相，進(jìn)而粘附在回轉(zhuǎn)窯窯襯上形成回轉(zhuǎn)窯的高溫結(jié)圈，阻礙物料在回 轉(zhuǎn)窯內(nèi)的正常運(yùn)動(dòng)，使加入回轉(zhuǎn)窯的大部分物料從回轉(zhuǎn)窯加料端溢出回轉(zhuǎn)窯，無(wú)法實(shí)現(xiàn)磷 的高溫還原，導(dǎo)致工藝失敗?？梢?jiàn)，由于入窯原料存在固有缺陷，至今未見(jiàn)上述的KPA技術(shù) 進(jìn)行過(guò)任何工業(yè)化、規(guī)?；蛏虡I(yè)化的應(yīng)用。
[0006] 2、對(duì)于上述配碳磷礦球團(tuán)的KPA工藝而言，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)料層下部的固體料層區(qū)屬 于還原帶，料層上部則是回轉(zhuǎn)窯的氣流區(qū)，屬于氧化帶，進(jìn)料球團(tuán)從回轉(zhuǎn)窯窯尾加入，依靠 其自身重力和回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)的摩擦力從回轉(zhuǎn)窯的窯頭區(qū)排出，回轉(zhuǎn)窯燃燒燃料的燒嘴安裝在 回轉(zhuǎn)窯窯頭，產(chǎn)生的燃燒煙氣則由窯尾的風(fēng)機(jī)引出，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)維持微負(fù)壓，氣流與物料的運(yùn) 動(dòng)方向相反。由于在回轉(zhuǎn)窯的還原帶（固體料層區(qū)）和氧化帶（回轉(zhuǎn)窯固體料層上部的氣流 區(qū)）無(wú)機(jī)械隔離區(qū)，因此，暴露在固體料層區(qū)表面的料球?qū)⑴c氧化帶氣流中的〇 2、CO2發(fā)生 對(duì)流傳質(zhì)；這一方面會(huì)使料球中的還原劑碳在料球被氣流傳熱加熱到磷礦石碳還原溫度前 被部分氧化掉，致使料球在回轉(zhuǎn)窯還原帶由于碳質(zhì)還原劑的缺乏，而得不到充分還原；更為 嚴(yán)重的是，在回轉(zhuǎn)窯高溫區(qū)暴露于料層表面的料球，會(huì)與窯氣中已經(jīng)還原生成的P 2O5發(fā)生 進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng)，生成偏磷酸鈣、磷酸鈣及其他的偏磷酸鹽或磷酸鹽，進(jìn)而導(dǎo)致已被還原 到氣相中的磷又重新返回料球，并在料球表面形成一層富含P 2O5的白殼，殼層厚度一般在 300 ii m?1000 ii m，殼層中P2O5含量可高達(dá)30%以上；這樣會(huì)致使料球轉(zhuǎn)移到氣相中的P2O 5 不超過(guò)60%，造成磷礦中P2O5的收率偏低，進(jìn)而造成礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)及磷酸生產(chǎn)成本的大幅 度上升，使上述的KPA工藝喪失商業(yè)應(yīng)用和工業(yè)推廣價(jià)值。有研究人員寄望通過(guò)料層中揮 發(fā)出的氣體來(lái)隔離回轉(zhuǎn)窯中的還原帶與氧化帶，但在內(nèi)徑2m的回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行的工業(yè)試驗(yàn) 表明，球團(tuán)表面出現(xiàn)富含P 2O5的白殼現(xiàn)象仍是不可避免的。
[0007] 鑒于上述提及的技術(shù)缺陷，按照ORC公司所提出的KPA工藝來(lái)生產(chǎn)磷酸，這在規(guī)模 化的工業(yè)應(yīng)用及實(shí)踐中還存在很大困難。
[0008] Jos印h A. Megy對(duì)KPA工藝提出過(guò)一些改進(jìn)的技術(shù)方法(參見(jiàn)US7910080B號(hào)美國(guó) 專利文獻(xiàn))，即在維持KPA基本工藝方法不變的前提下，通過(guò)在回轉(zhuǎn)窯筒體的窯頭泄料端設(shè) 置擋料圈以提高回轉(zhuǎn)窯的固體物料填充率，與此同時(shí)，通過(guò)增大回轉(zhuǎn)窯的直徑以減小回轉(zhuǎn) 窯內(nèi)料層的表面積-體積比，降低料層物料暴露在固體料層表面的幾率，以縮短料球中還 原劑碳被回轉(zhuǎn)窯窯氣中的O 2氧化的時(shí)間，減少料球到達(dá)回轉(zhuǎn)窯還原帶前的還原劑碳的燒 損，同時(shí)減少回轉(zhuǎn)窯高溫區(qū)中料球表面磷酸鹽或偏磷酸鹽的生成。另外，該工藝還通過(guò)在 入回轉(zhuǎn)窯的物料中加入部分石油焦，以希望利用石油焦中揮發(fā)分受熱揮發(fā)產(chǎn)生的還原性氣 體，使其覆蓋在料層與回轉(zhuǎn)窯氣流氧化區(qū)之間，以進(jìn)一步阻止回轉(zhuǎn)窯氣流中〇 2、P2O5與料球 反應(yīng)的幾率，以保證工藝的正常進(jìn)行。然而，提高回轉(zhuǎn)窯的填充率將使料球在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)承受 更大的機(jī)械摩擦力，進(jìn)而將造成料球在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)更大比例的粉化，形成更多的小于磷礦碳 熱還原溫度的低熔點(diǎn)物質(zhì)，使回轉(zhuǎn)窯高溫結(jié)圈更加迅速和嚴(yán)重，從而更早造成工藝的失敗。 而添加少量的石油焦產(chǎn)生的揮發(fā)分不足以產(chǎn)生足夠的氣體，難以在回轉(zhuǎn)窯固體料層與回轉(zhuǎn) 窯內(nèi)氣流區(qū)之間形成有效的隔離層，若加入量過(guò)大，則出回轉(zhuǎn)窯物料中將夾帶有大量的燃 料，這會(huì)導(dǎo)致在后續(xù)工藝的渣球冷卻機(jī)中，剩余燃料將與冷卻渣球的空氣相遇并迅速燃燒， 燃燒放出的大量熱量不僅增加了出回轉(zhuǎn)窯高溫渣球冷卻的難度，而且又大大提高了工藝的 生產(chǎn)成本，使工藝的商業(yè)化、規(guī)?；\(yùn)用變得不可實(shí)現(xiàn)。
[0009] 鑒于上述問(wèn)題，我們經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，曾提出過(guò)一種克服上述問(wèn)題的解決方案(參 見(jiàn)CN1026403C、CN1040199C號(hào)中國(guó)專利文獻(xiàn))，即采用一種雙層復(fù)合球團(tuán)直接還原磷礦石 生產(chǎn)磷酸的工藝，具體技術(shù)解決方案是：先將磷礦石與配入物料制成球團(tuán)，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，球 團(tuán)中的P 2O5被還原成磷蒸氣并揮發(fā)，在料層上方，磷蒸氣被引入爐內(nèi)的空氣氧化成P2O 5氣 體，然后在水化裝置中被吸收制得磷酸。該技術(shù)方案的最大特點(diǎn)在于：配入的物料球團(tuán)采 用雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層是由磷礦石、硅石(或石灰、石灰石等）和碳質(zhì)還原劑經(jīng)磨碎、混勻 后造球而成，其外層是在內(nèi)層球團(tuán)上再裹上一層含碳量大于20%的固體燃料，球團(tuán)的內(nèi)、夕卜 層配料時(shí)添加粘結(jié)劑，球團(tuán)采用干燥固結(jié)。球團(tuán)內(nèi)層CaCVSiO 2摩爾比可以小于0. 6或大于 6. 5,碳質(zhì)還原劑為還原磷礦石理論量的1?3倍，球團(tuán)外層固體燃料配量可以為內(nèi)層球團(tuán) 質(zhì)量的5%?25% ;球團(tuán)內(nèi)、外層添加的粘結(jié)劑可以是浙青、腐植酸鈉、腐植酸銨、水玻璃、亞 硫酸鹽紙漿廢液、糖漿、木質(zhì)素磺酸鹽中的一種或多種的組合，其添加量為被添加物料重量 的0.2%?15% (干基)。該球團(tuán)可以采用干燥固結(jié)，固結(jié)溫度為80°C?600°C，固結(jié)時(shí)間為 3min ?120min〇
[0010] 我們提出的上述方法采用在球團(tuán)上裹一層含固體碳的耐高溫包裹料，包裹時(shí)添加 粘結(jié)劑，以使外層包裹料能良好地附著在內(nèi)層球團(tuán)上。將這種雙層復(fù)合球團(tuán)經(jīng)干燥固結(jié)后 送入回轉(zhuǎn)窯中，在回轉(zhuǎn)窯高溫帶（1300°c?1400°C左右）可以很好地實(shí)現(xiàn)磷礦石的碳熱還 原。由于在料球表面人為包覆了一層含固體還原劑(碳質(zhì)物料）的包裹層，該包裹層可將其 內(nèi)層球團(tuán)與回轉(zhuǎn)窯料層上部的含O2和P2O5的氣流氧化區(qū)進(jìn)行有效地物理隔離。當(dāng)這種復(fù) 合球團(tuán)在回轉(zhuǎn)窯固體料層中隨回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)上升到回轉(zhuǎn)窯固體料層表面，并與回轉(zhuǎn)窯 固體料層上部的含O2和P 2O5的氣流氧化區(qū)接觸發(fā)生對(duì)流傳質(zhì)時(shí)，包裹層中的碳便可與氧化 區(qū)中的O2發(fā)生有限的氧化反應(yīng)(因在工業(yè)大型回轉(zhuǎn)窯中料球暴露在回轉(zhuǎn)窯料層表面的時(shí)間 較短，反應(yīng)不完全)，使O 2不能傳遞到內(nèi)層球團(tuán)，保證了內(nèi)層球團(tuán)中的還原劑碳不被回轉(zhuǎn)窯 氣流中的氧所氧化，使磷礦石中P2O 5的還原過(guò)程能進(jìn)行徹底，實(shí)現(xiàn)了工藝過(guò)程中磷礦P2O5 的高還原率。另一方面，回轉(zhuǎn)窯料層上部氣流氧化區(qū)中的P2O5也不可能與復(fù)合球團(tuán)表層包 裹層中的碳反應(yīng)，因而阻止了在復(fù)合球團(tuán)上形成磷酸鹽或偏磷酸鹽化合物，消除了原有KPA 工藝料球上富含P2O5白殼的生成，確保了工藝可獲得較高的P2O 5收率。與此同時(shí)，該方法中 以固體燃料取代或部分取代了氣體或液體燃料，這可進(jìn)一步降低磷酸的生產(chǎn)成本。
[0011] 此外，我們提出的上述方法中在造球時(shí)還加入了有機(jī)粘結(jié)劑，這可使復(fù)合球團(tuán)在 干燥脫水后（低于球團(tuán)中碳氧化溫度)，仍可以達(dá)到200kN/個(gè)球以上的抗壓強(qiáng)度和10次/ 米以上的落下強(qiáng)度，因此，該復(fù)合球團(tuán)可以抵抗在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)受到的機(jī)械摩擦力而不被粉碎， 克服了原有KPA工藝存在的球團(tuán)強(qiáng)度差等缺陷，也克服了球團(tuán)中碳在回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶過(guò)早氧 化的現(xiàn)象，使復(fù)合球團(tuán)在窯內(nèi)不出現(xiàn)粉化，進(jìn)而避免了粉料造成的回轉(zhuǎn)窯高溫結(jié)圈致使工 藝失敗，保證了工藝能在設(shè)定的條件下順利進(jìn)行。
[0012] 然而，在我們后續(xù)的研究過(guò)程中，又發(fā)現(xiàn)了一系列新的技術(shù)問(wèn)題，這些技術(shù)問(wèn)題包 括：1)在原料預(yù)處理階段，工藝成本和能耗相對(duì)較高，送入回轉(zhuǎn)窯的原料成分波動(dòng)較大，原 料的混合不夠均勻，這會(huì)進(jìn)一步加重回轉(zhuǎn)窯內(nèi)粉料的高溫結(jié)圈問(wèn)題；2)作為工藝原料的復(fù) 合球團(tuán)的力學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度不夠穩(wěn)定，復(fù)合球團(tuán)干燥沒(méi)有可選的工業(yè)設(shè)備和合適的干燥 方法，球團(tuán)干燥過(guò)程容易出現(xiàn)爆裂，爆裂的復(fù)合球團(tuán)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯在回轉(zhuǎn)窯高溫還原帶粉化 結(jié)圈；3)在工藝反應(yīng)階段，生成的偏磷酸會(huì)與窯氣中的粉塵反應(yīng)，在回轉(zhuǎn)窯窯尾生成復(fù)雜的 偏磷酸鹽，并逐漸在回轉(zhuǎn)窯尾部筒體內(nèi)形成結(jié)窯尾圈，嚴(yán)重降低回轉(zhuǎn)窯的作業(yè)效率；4)在冷 卻回收階段，出回轉(zhuǎn)窯釋放完P(guān) 2O5后的高溫渣球的冷卻效果有待改善，冷卻的熱能沒(méi)有得 到合理有效地利用，冷卻過(guò)程中對(duì)資源和能源的浪費(fèi)比較嚴(yán)重；5)在后續(xù)的制磷酸階段，熱 法磷酸的煙氣量小，設(shè)備的煙氣流速低，設(shè)備系統(tǒng)相當(dāng)龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且投資和運(yùn)行成 本均較高；窯法磷酸的煙氣雜質(zhì)含量復(fù)雜，出窯煙氣還含有對(duì)人體有害的含氟物質(zhì)（以SiF 4 和HF形態(tài)存在)，這需要加以回收利用，同時(shí)避免對(duì)環(huán)境的污染。
[0013] 因此，為了解決現(xiàn)有窯法磷酸工藝中出現(xiàn)的一系列技術(shù)問(wèn)題，為了能更穩(wěn)定、更節(jié) 能、更環(huán)保、低成本和高效率地進(jìn)行長(zhǎng)周期生產(chǎn)，現(xiàn)有的窯法磷酸整體工藝還亟待本領(lǐng)域技 術(shù)人員進(jìn)行大量的改進(jìn)和完善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝流程合理優(yōu)化、 設(shè)備投入小、經(jīng)濟(jì)附加值高、整個(gè)工藝過(guò)程節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行高效、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)異的改進(jìn)型的 用回轉(zhuǎn)窯規(guī)?；a(chǎn)磷酸的方法。
[0015] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種改進(jìn)型的用回轉(zhuǎn)窯規(guī)模化生 產(chǎn)磷酸的方法，包括以下步驟： (1)原料預(yù)處理：將原料碳質(zhì)還原劑、磷礦石和硅石分別用碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)、磷 礦石預(yù)處理系統(tǒng)和硅石預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后的碳質(zhì)還原劑、磷礦石和硅石送 入內(nèi)球料混合裝置進(jìn)行混合造球，預(yù)處理后的碳質(zhì)還原劑和硅石另送入外殼料混合裝置進(jìn) 行混合； (2) 內(nèi)球的制備：將經(jīng)過(guò)步驟（1)處理后得到的碳質(zhì)還原劑粉、磷礦石粉和硅石粉按配 比要求加入一強(qiáng)力混合機(jī)或潤(rùn)磨機(jī)中，同時(shí)添加粘結(jié)劑，充分混勻后的混合料通過(guò)計(jì)量給 料設(shè)備送入造球機(jī)進(jìn)行造球處理，造球時(shí)以滴狀和/或霧狀施加形式補(bǔ)加所述粘結(jié)劑，補(bǔ) 加量為所述混合料質(zhì)量的1%?10%，造球完成后得到內(nèi)球； (3) 復(fù)合球團(tuán)的成型：將經(jīng)過(guò)步驟（1)處理后得到的碳質(zhì)還原劑粉和硅石粉按配比要 求加入另一強(qiáng)力混合機(jī)或潤(rùn)磨機(jī)中，同時(shí)添加粘結(jié)劑，充分混勻后得到包裹料；將步驟（2) 中得到的內(nèi)球進(jìn)行雙層輥式篩分處理，篩分出符合工藝要求粒度的內(nèi)球送入另一進(jìn)行包裹 處理的造球機(jī)中，向該造球機(jī)中（由電子計(jì)量給料裝置按與內(nèi)球料的設(shè)定對(duì)應(yīng)比例）通入所 述包裹料，在包裹處理過(guò)程中以滴狀和/或霧狀施加形式補(bǔ)加所述粘結(jié)劑，補(bǔ)加量為所述 包裹料質(zhì)量的1%?12%，包裹處理完成后得到復(fù)合生球；復(fù)合生球送入干燥機(jī)進(jìn)行干燥固 結(jié)，最終成型得到復(fù)合球團(tuán)； (4) 窯法還原：將步驟（3)中得到的復(fù)合球團(tuán)從回轉(zhuǎn)窯窯尾箱的進(jìn)料管處進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯 的腔體內(nèi)，點(diǎn)燃燃料燒嘴，使回轉(zhuǎn)窯內(nèi)還原帶溫度加熱到1300°C?1450°C，回轉(zhuǎn)窯中的復(fù) 合球團(tuán)在高溫條件下經(jīng)還原劑還原后生成出窯煙氣，通過(guò)所述出口煙道的設(shè)置使回轉(zhuǎn)窯窯 尾的出窯煙氣在進(jìn)入出口煙道時(shí)不在運(yùn)動(dòng)方向上發(fā)生較大偏移，進(jìn)而阻止出窯煙氣中的偏 磷酸在回轉(zhuǎn)窯窯尾處產(chǎn)生離心物理沉降，使窯氣中偏磷酸直接隨出窯煙氣進(jìn)入到后續(xù)的水 化塔中；出回轉(zhuǎn)窯的高溫渣球則輸送至一冷卻設(shè)備進(jìn)行綜合利用； (5) 水化吸磷：將含P2O5和氟的出窯煙氣通入一水化塔內(nèi)，此前開(kāi)啟與水化塔相連接 的酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)，酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)將濃磷酸溶液不斷輸送到水化塔內(nèi)的噴淋裝置 中，向下噴淋的濃磷酸溶液與進(jìn)入塔內(nèi)的含P 2O5和氟的出窯煙氣逆流充分接觸，進(jìn)行傳質(zhì) 傳熱，煙氣中的P2O 5與噴淋的濃磷酸溶液中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成磷酸并被吸收進(jìn)噴淋液 中，其余部分形成磷酸霧保持在氣相中，水化塔中剩余煙氣通過(guò)其煙氣出口排出；水化塔中 噴淋落下的磷酸溶液進(jìn)入酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)中，先流入酸冷器，從酸冷器出口流出的循環(huán) 磷酸溶液再通過(guò)循環(huán)泵回送到所述水化塔的噴淋裝置繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)噴淋；從所述煙氣出口 排出的煙氣再依次通過(guò)磷酸霧捕集塔和除霧分離塔，使出水化塔煙氣中夾帶的磷酸霧被進(jìn) 一步捕集，所述磷酸霧捕集塔和除霧分離塔捕集磷酸霧后形成的稀磷酸溶液通過(guò)管道布置 與所述水化塔中的濃磷酸溶液保持串酸；在水化吸磷的操作過(guò)程中，酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)中 的濃磷酸溶液會(huì)不斷增加，多出的部分經(jīng)過(guò)濾后作為粗磷酸產(chǎn)品，粗磷酸產(chǎn)品進(jìn)入后續(xù)的 磷酸精制工序；另一方面，配套的在線補(bǔ)水裝置對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程實(shí)施在線補(bǔ)水，除霧分離塔 排出的含氟煙氣則進(jìn)入后續(xù)的氟回收工序。
[0016] 上述本發(fā)明的方法，所述步驟（1)中，優(yōu)選的， 所述碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)的工藝過(guò)程包括：將碳質(zhì)還原劑先采用單段破碎設(shè)備破碎 至粒度在30mm以下(優(yōu)選6mm?30mm)，然后將破碎后的碎石料送至碳質(zhì)還原劑中間料倉(cāng)， 碳質(zhì)還原劑中間料倉(cāng)通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備將碎石料送至磨礦設(shè)備進(jìn)行粉磨，待磨礦設(shè)備將進(jìn) 料粉磨至工藝要求的粒度后（一般為-100目以上，優(yōu)選-200目?-325目），由旋風(fēng)收粉設(shè) 備和布袋收粉設(shè)備組成的組合式收塵器收集粉料(或單獨(dú)用布袋收粉設(shè)備)，并輸送至碳質(zhì) 還原劑粉儲(chǔ)料倉(cāng)；所述粉磨過(guò)程中通過(guò)配置的熱風(fēng)爐不斷補(bǔ)充熱風(fēng)以干燥粉料中夾帶的水 分； 所述磷礦石預(yù)處理系統(tǒng)的工藝過(guò)程包括：將磷礦石先采用單段破碎設(shè)備破碎至粒度在 30mm以下（優(yōu)選6mm?30mm)，然后將破碎后的碎石料送至磷礦石中間料倉(cāng)，磷礦石中間料 倉(cāng)通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備將碎石料送至磨礦設(shè)備進(jìn)行粉磨，待磨礦設(shè)備將進(jìn)料粉磨至工藝要求 的粒度后(一般為-100目以上，優(yōu)選-100目?-200目），由旋風(fēng)收粉設(shè)備和布袋收粉設(shè)備 組成的組合式收塵器收集粉料(或單獨(dú)用布袋收粉設(shè)備)，并輸送至均化庫(kù)；所述粉磨過(guò)程 中通過(guò)配置的熱風(fēng)爐不斷補(bǔ)充熱風(fēng)以干燥粉料中夾帶的水分； 所述硅石預(yù)處理系統(tǒng)的工藝過(guò)程包括：將硅石先采用單段破碎設(shè)備或兩段一閉路破碎 設(shè)備破碎至粒度在30mm以下(優(yōu)選6mm?30mm)，然后將破碎后的碎石料送至娃石中間料 倉(cāng)，硅石中間料倉(cāng)通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備將碎石料送至磨礦設(shè)備進(jìn)行粉磨，待磨礦設(shè)備將進(jìn)料 粉磨至工藝要求的粒度后（一般為-100目以上，優(yōu)選-100目?-200目），由旋風(fēng)收粉設(shè)備 和布袋收粉設(shè)備組成的組合式收塵器收集粉料，并輸送至硅石粉儲(chǔ)料倉(cāng)；所述粉磨過(guò)程中 通過(guò)配置的熱風(fēng)爐不斷補(bǔ)充熱風(fēng)以干燥粉料中夾帶的水分。
[0017] 上述本發(fā)明的方法，所述步驟（1)中，優(yōu)選的， 所述單段破碎設(shè)備米用錘式破碎機(jī)或反擊式破碎機(jī)，或者米用錘式破碎機(jī)和反擊式破 碎機(jī)組合成的聯(lián)合式破碎機(jī)；所述兩段一閉路破碎設(shè)備主要由依次相連的顎式破碎機(jī)、篩 分機(jī)和圓錐破碎機(jī)組成，且圓錐破碎機(jī)的出料口循環(huán)連接至篩分機(jī)的進(jìn)料口； 所述碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)中的磨礦設(shè)備采用立式磨或風(fēng)掃煤磨；所述磷礦石預(yù)處理 系統(tǒng)中的磨礦設(shè)備采用立式磨或風(fēng)掃球磨；所述硅石預(yù)處理系統(tǒng)中的磨礦設(shè)備采用球磨機(jī) 和/或商壓棍壓機(jī)； 所述均化庫(kù)為間隙均化庫(kù)或連續(xù)均化庫(kù)，所述均化庫(kù)采用壓縮空氣對(duì)庫(kù)內(nèi)粉料進(jìn)行攪 拌均化，且均化值大于或等于4。
[0018] 上述本發(fā)明的方法，所述步驟（2)和步驟（3)中，優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑為含腐植酸 鈉的混合溶液，所述粘結(jié)劑中腐植酸鈉的質(zhì)量百分濃度為4%?20%，所述粘結(jié)劑的制備包 括以下步驟：選用含腐植酸的煤料(粒度一般為-20mm)和燒堿作為原料，將燒堿與水混合 按比例配制成NaOH溶液(配制得到的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分濃度優(yōu)選控制在1%?10%); 將所述煤料和NaOH溶液按1 :3?10的固液比進(jìn)行球磨混合；將混合料攪拌加熱到40°C? 95°C進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間不小于30min (優(yōu)選30min?180min);將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾， 過(guò)濾后得到的濾液即為粘結(jié)劑。所述煤料優(yōu)選是指腐植酸含量在20%以上的風(fēng)化煤、泥煤 和/或褐煤。
[0019] 上述本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述步驟（2)和步驟（3)中的強(qiáng)力混合機(jī)包括一傾斜 旋轉(zhuǎn)的混合桶，混合桶內(nèi)安裝有可旋轉(zhuǎn)式攪拌器，混合時(shí)所述混合桶的旋轉(zhuǎn)方向與所述攪 拌器的旋轉(zhuǎn)方向相反，使混合桶內(nèi)的混合料在其中形成紊流達(dá)到充分?jǐn)嚢璧男Ч?。所述?球機(jī)均為圓盤式造球機(jī)；所述步驟（3)中篩分出的不符合工藝要求粒度的內(nèi)球均送入輪碾 機(jī)或潤(rùn)磨機(jī)中碾碎，碾碎過(guò)程中根據(jù)物料濕度要求可選擇性補(bǔ)入所述內(nèi)球料，然后返回到 所述強(qiáng)力混合機(jī)或潤(rùn)磨機(jī)中形成閉路循環(huán)。
[0020] 上述本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述步驟（3)中用到的干燥機(jī)為鱗板干燥機(jī)，該鱗板 干燥機(jī)沿復(fù)合生球的輸送方向共分為低溫、中溫和高溫三個(gè)干燥段； 所述低溫干燥段通入l〇〇°C?200°C的低溫?zé)犸L(fēng)由上至下進(jìn)行抽風(fēng)或由下至上進(jìn)行鼓 風(fēng)，使低溫?zé)犸L(fēng)垂直穿過(guò)料層，并對(duì)復(fù)合生球進(jìn)行穿流干燥；所述低溫?zé)犸L(fēng)是源自所述高溫 干燥段的高溫?zé)犸L(fēng)出口處排出的廢氣； 所述中溫干燥段通入150°C?250°C的中溫?zé)犸L(fēng)由上至下進(jìn)行抽風(fēng)或由下至上進(jìn)行鼓 風(fēng)，使中溫?zé)犸L(fēng)垂直穿過(guò)料層，并對(duì)復(fù)合生球進(jìn)行穿流干燥； 所述高溫干燥段通入200°C?350°C的高溫?zé)犸L(fēng)由上至下進(jìn)行抽風(fēng)或由下至上進(jìn)行鼓 風(fēng)，使高溫?zé)犸L(fēng)垂直穿過(guò)料層，并對(duì)復(fù)合生球進(jìn)行穿流干燥。
[0021] 上述本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述步驟（4)中，所述回轉(zhuǎn)窯包括窯體、窯頭箱、窯尾 箱和驅(qū)動(dòng)窯體轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，在窯體的窯頭處設(shè)有燃料燒嘴，在窯尾箱處設(shè)有進(jìn)料管和 一連接至外部水化塔的出口煙道，所述窯體的上部不設(shè)置風(fēng)管，所述出口煙道設(shè)于以回轉(zhuǎn) 窯軸線為中心的窯體半徑范圍內(nèi)，且出口煙道中的煙氣輸送方向與回轉(zhuǎn)窯的軸線方向基本 平行或呈小于45°的夾角。所述窯體優(yōu)選包括外部的筒體殼和設(shè)于筒體殼內(nèi)側(cè)的窯襯(所 述窯襯主要由耐火磚或耐火澆注料構(gòu)成)，所述窯體沿回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度方向被劃分包括還原帶 和預(yù)熱帶，還原帶靠近窯頭箱，預(yù)熱帶靠近窯尾箱，還原帶長(zhǎng)度占窯體長(zhǎng)度的1/3?3/5,預(yù) 熱帶長(zhǎng)度占窯體長(zhǎng)度的2/5?2/3。所述窯襯優(yōu)選主要由復(fù)合耐火磚或復(fù)合耐火澆注料構(gòu) 成，位于還原帶的窯襯包括靠近筒體殼的黏土材料層（導(dǎo)熱系數(shù)?。┖涂拷剞D(zhuǎn)窯內(nèi)腔的高 鋁材料層(耐火度高，導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)大）；位于預(yù)熱帶的窯襯則包括靠近筒體殼的黏土材料 層（導(dǎo)熱系數(shù)?。┖涂拷剞D(zhuǎn)窯內(nèi)腔的碳化硅材料層（與偏磷酸反應(yīng)程度低，導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì) 大)。更進(jìn)一步的，所述步驟（4)中，所述窯尾箱外配套設(shè)有一清窯機(jī)，清窯機(jī)中設(shè)有一可漸 進(jìn)式伸入回轉(zhuǎn)窯窯尾箱內(nèi)并可與其腔體內(nèi)壁保持相對(duì)刮蹭的刮刀(耐熱不銹鋼制)。所述回 轉(zhuǎn)窯的軸線與水平面呈1.7°?2. 9°的夾角，且窯體（3)的長(zhǎng)徑比(指回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度和回轉(zhuǎn) 窯筒體鋼殼內(nèi)徑的比值)為10?25 : 1范圍；回轉(zhuǎn)窯的填充率為7%?25%，回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速 控制為 0? 6 r/min ?3r/min。
[0022] 上述回轉(zhuǎn)窯中，優(yōu)選的，所述回轉(zhuǎn)窯沿窯體長(zhǎng)度方向上安裝有多個(gè)監(jiān)控窯內(nèi)溫度 的熱電偶，所述熱電偶通過(guò)導(dǎo)電環(huán)或無(wú)線發(fā)送接收裝置與回轉(zhuǎn)窯外的溫度控制裝置及溫度 顯示器相連；所述回轉(zhuǎn)窯的窯頭安裝有監(jiān)控回轉(zhuǎn)窯內(nèi)爐況的工業(yè)電視。
[0023] 上述回轉(zhuǎn)窯中，優(yōu)選的，所述回轉(zhuǎn)窯的窯尾箱內(nèi)或出口煙道上安裝有抽取氣樣的 抽氣泵。
[0024] 上述本發(fā)明的方法，所述步驟（4)中，所述綜合利用的方法優(yōu)選包括以下步驟： (a) 將窯法磷酸工藝中出回轉(zhuǎn)窯高溫渣球(釋放完P(guān)2O5的渣球，一般溫度高達(dá)1000°C? 1300°C )輸送至一冷卻設(shè)備的進(jìn)料區(qū)處，所述冷卻設(shè)備包括支撐裝置、臺(tái)車和罩殼，所述臺(tái) 車位于支撐裝置上，所述罩殼架設(shè)于臺(tái)車上方，臺(tái)車上設(shè)有蓖板，所述冷卻設(shè)備的進(jìn)料區(qū)、 卸料區(qū)均與所述臺(tái)車相通，所述高溫渣球被送進(jìn)冷卻設(shè)備的臺(tái)車上；所述冷卻設(shè)備被劃分 成至少兩個(gè)相互連接的冷卻段，各冷卻段分別設(shè)置有冷空氣進(jìn)風(fēng)口和與之對(duì)應(yīng)的熱風(fēng)出 口；所述冷空氣進(jìn)風(fēng)口與熱風(fēng)出口之間的氣流通道穿過(guò)所述臺(tái)車上的蓖板，所述臺(tái)車的運(yùn) 動(dòng)軌跡依次經(jīng)過(guò)所述進(jìn)料區(qū)、多個(gè)冷空氣進(jìn)風(fēng)口和卸料區(qū)； (b) 所述臺(tái)車通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)將高溫渣球帶入第一冷卻段，第一冷卻段利用臺(tái)車下部的鼓風(fēng) 機(jī)將冷空氣從所述冷空氣進(jìn)風(fēng)口引入，所述冷空氣穿過(guò)位于第一冷卻段的臺(tái)車及其篦板， 與臺(tái)車上的熱渣球進(jìn)行熱交換，同時(shí)將高溫渣球中殘余的未反應(yīng)完的碳燃燒完畢，經(jīng)過(guò)第 一冷卻段的熱交換后，從第一冷卻段對(duì)應(yīng)的第一熱風(fēng)出口排出的熱空氣通過(guò)第一熱風(fēng)輸送 管道輸送至回轉(zhuǎn)窯窯頭箱再進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯腔體中作為回轉(zhuǎn)窯中燃燒還原反應(yīng)產(chǎn)物的熱空氣 來(lái)源(具體作為燃燒磷和CO的助燃空氣）； (c) 所述臺(tái)車通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)將高溫渣球繼續(xù)從第一冷卻段帶入所述第二冷卻段，第二冷卻 段利用臺(tái)車下部的鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣從所述冷空氣進(jìn)風(fēng)口引入，所述冷空氣穿過(guò)位于第二冷 卻段的臺(tái)車及其篦板，與臺(tái)車上的熱渣球進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)第二冷卻段的熱交換后，從第二 冷卻段對(duì)應(yīng)的第二熱風(fēng)出口排出的熱空氣通過(guò)第二熱風(fēng)輸送管道輸送至窯法磷酸工藝復(fù) 合生球干燥機(jī)中作為復(fù)合生球干燥的熱空氣來(lái)源； (d) 所述臺(tái)車通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)將高溫渣球繼續(xù)從第二冷卻段帶入后續(xù)的其余各冷卻段，其余 各冷卻段利用其臺(tái)車下部的鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣從所述冷空氣進(jìn)風(fēng)口引入，所述冷空氣穿過(guò)位 于其余各冷卻段的臺(tái)車及其篦板，與臺(tái)車上的熱渣球進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)其余各冷卻段的熱 交換后，從其余各熱風(fēng)出口排出的熱空氣經(jīng)除塵后可直接排放或送到窯法磷酸工藝復(fù)合生 球干燥機(jī)中作為復(fù)合生球干燥的熱空氣來(lái)源；冷卻后的渣球從所述卸料區(qū)排出即可。
[0025] 在上述對(duì)高溫渣球的綜合利用過(guò)程中，從所述第一熱風(fēng)出口排出的熱空氣的溫度 優(yōu)選控制在600°C以上，從所述第二熱風(fēng)出口排出的熱空氣的溫度優(yōu)選控制在350°C以上。 一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)最后一段冷卻段的冷卻，可將渣球的溫度降至l〇〇°C，最后冷卻段的出口熱 風(fēng)溫度則一般小于150°C。所述冷卻后的渣球從卸料區(qū)排出后用作人造陶粒，可直接作為建 筑材料或花草栽培土使用；或者將冷卻后的渣球細(xì)磨到至少過(guò)100目80%以上，然后作為制 造混凝土的活性料或作為制造水泥的混合材。
[0026] 在上述對(duì)高溫渣球的綜合利用過(guò)程中，所述冷卻設(shè)備優(yōu)選為一環(huán)冷機(jī)或者帶式冷 卻機(jī)，所述冷空氣進(jìn)風(fēng)口設(shè)于臺(tái)車下方，所述熱風(fēng)出口設(shè)于臺(tái)車上方（當(dāng)然也可采用上方進(jìn) 風(fēng)、下方排出熱風(fēng)的方式)。所述環(huán)冷機(jī)沿周長(zhǎng)方向被劃分成所述至少兩個(gè)相互連接的冷卻 段(優(yōu)選2?5個(gè)冷卻段，且每個(gè)冷卻段的長(zhǎng)度優(yōu)選相等）；各冷卻段之間通過(guò)隔板分隔開(kāi)。 所述帶式冷卻機(jī)沿長(zhǎng)度方向被劃分成至少兩個(gè)(優(yōu)選2?5個(gè)）相互連接的冷卻段；各冷卻 段之間通過(guò)隔板分隔開(kāi)。其中，緊鄰進(jìn)料區(qū)的第一冷卻段中設(shè)置所述第一熱風(fēng)出口，緊鄰第 一冷卻段的第二冷卻段中設(shè)置所述第二熱風(fēng)出口，緊鄰第二冷卻段的后續(xù)其余各冷卻段中 設(shè)置相應(yīng)的熱風(fēng)出口。
[0027] 上述本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述步驟（5)中的水化塔中的噴淋裝置包括至少兩個(gè) 位于水化塔容腔不同高度處的噴淋層，且至少兩個(gè)的噴淋層中包含一稀磷酸噴淋層和濃磷 酸噴淋層，濃磷酸噴淋層設(shè)于稀磷酸噴淋層上方；所述循環(huán)磷酸噴淋層的進(jìn)液管與所述酸 液循環(huán)噴淋系統(tǒng)相連通，所述稀磷酸噴淋層的進(jìn)液管與磷酸霧捕集塔中稀磷酸溶液的循環(huán) 輸送管道相連通以使得磷酸霧捕集塔中的稀磷酸溶液串酸至水化塔中，所述酸液循環(huán)噴淋 系統(tǒng)另通過(guò)管道連接至磷酸霧捕集塔中以使得水化塔中的循環(huán)磷酸溶液串酸至磷酸霧捕 集塔中。
[0028] 上述本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述步驟（5)中的酸冷器為一個(gè)攪拌槽中布置有多個(gè) 改性石墨管或不銹鋼管環(huán)成的換熱板，管中通入循環(huán)冷卻水，通過(guò)攪拌，使進(jìn)入酸冷器的磷 酸溶液在換熱板上形成強(qiáng)制對(duì)流換熱；所述步驟（1)中的出窯煙氣通過(guò)與循環(huán)噴淋的循環(huán) 磷酸溶液換熱以及水化塔內(nèi)水冷系統(tǒng)的冷卻，溫度降至75°C?130°C ; 上述本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述步驟（5)中的水化塔內(nèi)循環(huán)噴淋的磷酸溶液的質(zhì)量百 分比濃度為60%?90%，水化塔內(nèi)濃磷酸溶液的進(jìn)塔溫度控制為50°C?80°C，水化塔內(nèi)噴淋 液氣比控制在lL/m3?20L/m3。
[0029] 上述本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述步驟（5)中的磷酸精制工序中設(shè)有用于對(duì)粗磷酸 產(chǎn)品進(jìn)行精制的磷酸精制槽，磷酸精制槽內(nèi)加入活性炭、硅藻土、脫硫劑和脫砷劑，活性炭 和硅藻土的用量均控制為待精制粗磷酸產(chǎn)品質(zhì)量的0. 1%?2% ;所述脫硫劑為可溶性鋇鹽， 其用量為理論用量(根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式)的1?2倍；所述脫砷劑為硫化氫或硫化鈉，其用量為 理論用量(根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式）的1?1. 2倍；磷酸精制槽內(nèi)攪拌反應(yīng)時(shí)間為0. 5h?2h。攪 拌反應(yīng)后的產(chǎn)物泵送至過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾后，濾液即為成品磷酸。
[0030] 上述本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述步驟（5)中的磷酸霧捕集塔為一流態(tài)化逆流式 洗滌塔，包括洗滌管和分離罐，由水化塔煙氣出口排出的煙氣進(jìn)入磷酸霧捕集塔的洗滌管 中，在洗滌管中由下向上噴射的循環(huán)稀磷酸溶液與由上向下的煙氣逆流碰撞接觸后建立起 泡沫區(qū)，煙氣穿過(guò)泡沫區(qū)后與大面積不斷更新的稀磷酸溶液液體表面接觸，在泡沫區(qū)發(fā)生 磷酸霧粒子的捕集、聚合長(zhǎng)大和熱量的傳遞，煙氣通過(guò)絕熱蒸發(fā)循環(huán)稀磷酸溶液中水分的 方式被進(jìn)一步降溫到60°C?90°C ;所述洗滌管中的氣體和液體進(jìn)入下部的分離罐中進(jìn)行 氣-液分離，分離罐同時(shí)兼作循環(huán)酸槽(稀磷酸溶液的循環(huán)槽)，循環(huán)稀磷酸溶液落入分離罐 底部后絕大部分通過(guò)循環(huán)泵回送至洗滌管，小部分串酸至水化塔中；所述磷酸霧捕集塔中 循環(huán)噴淋的稀磷酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為10%?50% ;稀磷酸溶液的溫度控制在40°C? 70°C，磷酸霧捕集塔內(nèi)噴淋液氣比控制在3L/m3?25L/m 3。出水化塔煙氣中夾帶的磷酸霧 絕大部分轉(zhuǎn)入循環(huán)的稀磷酸溶液中。
[0031] 上述本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述步驟（5)中的磷酸霧捕集塔中煙氣出口排出的煙 氣再進(jìn)入到除霧分離塔中進(jìn)行進(jìn)一步的氣_液分離，除霧分離塔下部設(shè)計(jì)成類似旋風(fēng)除塵 器的磷酸液滴收捕結(jié)構(gòu)，利用離心力將已長(zhǎng)大的磷酸液滴從煙氣中捕集下來(lái)，在除霧分離 塔上部安裝有絲網(wǎng)除霧器，將煙氣中尚未長(zhǎng)大的磷酸霧滴進(jìn)一步捕集下來(lái)；所述在線補(bǔ)水 裝置裝設(shè)在除霧分離塔中且位于絲網(wǎng)除霧器上方的煙氣出口位置，其一方面作為整個(gè)工藝 系統(tǒng)的補(bǔ)水設(shè)備，另一方面通過(guò)清洗使煙氣中的磷酸霧被進(jìn)一步捕集，并兼作絲網(wǎng)除霧器 的沖洗裝置。
[0032] 上述本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述步驟（5)中的氟回收工序包括以下步驟： (1) 一級(jí)氟吸收：先將除霧分離塔中排出的含氟煙氣輸送至一級(jí)氟吸收塔的氟硅酸洗 滌管，煙氣自上而下與噴嘴自下而上噴入的循環(huán)氟硅酸溶液發(fā)生充分的氣液兩相接觸，并 進(jìn)行傳質(zhì)傳熱和化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氟硅酸，同時(shí)煙氣中的熱焓通過(guò)絕熱蒸發(fā)循環(huán)氟硅酸 溶液中的水分被部分轉(zhuǎn)移到水蒸氣中； (2) -級(jí)氣液分離：所述氟硅酸洗滌管中的氣體和液體全部轉(zhuǎn)移至氟硅酸分離罐中進(jìn) 行氣液分離，分離后的氣體通過(guò)一級(jí)氟吸收塔的煙氣出口進(jìn)入二級(jí)氟吸收塔的二級(jí)氟硅酸 洗滌管中，分離后的液體留存于氟硅酸分離罐中并通過(guò)帶循環(huán)泵的循環(huán)輸送管道回送至氟 硅酸洗滌管中進(jìn)行上述一級(jí)氟吸收步驟的操作； (3) 二級(jí)氟吸收：進(jìn)入二級(jí)氟硅酸洗滌管中的煙氣自上而下與噴嘴自下而上噴入的循 環(huán)氟硅酸溶液發(fā)生充分的氣液兩相接觸，并進(jìn)行傳質(zhì)傳熱和化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氟硅酸，同 時(shí)煙氣中的熱焓通過(guò)熱量傳遞部分轉(zhuǎn)移到循環(huán)氟硅酸溶液中； (4) 二級(jí)氣液分離：所述二級(jí)氟硅酸洗滌管中的氣體和液體全部轉(zhuǎn)移至二級(jí)氟硅酸分 離罐中進(jìn)行氣液分離，分離后的氣體通過(guò)二級(jí)氟吸收塔的煙氣出口進(jìn)入后續(xù)的尾吸塔進(jìn)行 處理，分離后的液體留存于二級(jí)氟硅酸分離罐中，部分通過(guò)循環(huán)泵回送至二級(jí)氟硅酸洗滌 管中進(jìn)行上述二級(jí)氟吸收步驟的操作，部分輸送到一級(jí)氟吸收塔的氟硅酸分離罐中； (5)所述一級(jí)氟吸收塔中的氟硅酸溶液會(huì)不斷增加，多出的氟硅酸溶液經(jīng)過(guò)濾去硅膠 后后作為副廣的氣娃Ife廣品。
[0033] 上述的一級(jí)氟吸收塔和二級(jí)氟吸收塔均為流態(tài)化逆流式洗滌塔，一級(jí)氟吸收塔主 要由氟硅酸洗滌管和氟硅酸分離罐組成，氟硅酸洗滌管的出口連通至氟硅酸分離罐的中 部，氟硅酸分離罐的頂部設(shè)有煙氣出口，底部設(shè)有氟硅酸液出口，該氟硅酸液出口通過(guò)一帶 循環(huán)泵的循環(huán)輸送管道與所述氟硅酸洗滌管內(nèi)的噴嘴相連通； 上述的二級(jí)氟吸收塔主要由二級(jí)氟硅酸洗滌管和二級(jí)氟硅酸分離罐組成，一級(jí)氟吸收 塔的煙氣出口通過(guò)管道連接至二級(jí)氟硅酸洗滌管，二級(jí)氟硅酸洗滌管的出口連通至二級(jí)氟 硅酸分離罐的中部，二級(jí)氟硅酸分離罐的頂部設(shè)有除沫層（除沫層定期用循環(huán)氟硅酸溶液 噴淋沖洗以保持除沫效果）和煙氣出口，底部設(shè)有氟硅酸液出口，該氟硅酸液出口通過(guò)一帶 循環(huán)泵的循環(huán)輸送管道與二級(jí)氟硅酸洗滌管內(nèi)的噴嘴及一級(jí)氟吸收塔的氟硅酸分離罐相 連通。
[0034] 所述二級(jí)氟吸收塔中的循環(huán)輸送管道上還可優(yōu)選設(shè)有氟硅酸冷卻器，進(jìn)入二級(jí)氟 硅酸洗滌管的循環(huán)氟硅酸溶液經(jīng)過(guò)了所述氟硅酸冷卻器的冷卻處理。
[0035] 上述的氟回收工序中，優(yōu)選的，一級(jí)氟吸收采用的循環(huán)氟硅酸溶液的質(zhì)量百分濃 度為8%?25%(更優(yōu)選10%?20%)，循環(huán)氟硅酸溶液的溫度為25°C?65°C (更優(yōu)選50°C? 65°C)，噴淋液氣比控制在3L/m3?25L/m3 (更優(yōu)選3L/m3?6L/m3);二級(jí)氟吸收采用的循環(huán) 氟硅酸溶液的質(zhì)量百分濃度為〇. 5%?5%，循環(huán)氟硅酸溶液的溫度為25°C?60°C (更優(yōu)選 45°C?60°C )，噴淋液氣比控制在3L/m3?25L/m3 (更優(yōu)選3L/m3?6L/m3)。
[0036] 上述的氟回收工序中，優(yōu)選的，所述二級(jí)氟吸收塔的煙氣出口還連接至一尾吸塔， 該尾吸塔為一噴淋空塔，尾吸塔的頂部設(shè)有煙氣出口，塔內(nèi)上方設(shè)有噴淋層，底部設(shè)有堿吸 收液箱，該堿吸收液箱的出口通過(guò)帶循環(huán)泵的循環(huán)輸送管道與尾吸塔內(nèi)的噴淋層相連通， 控制堿吸收液的pH值彡8。
[0037] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于： (1)與傳統(tǒng)的多段破碎工藝相比，本發(fā)明中原料預(yù)處理采用的均是經(jīng)過(guò)優(yōu)化改進(jìn)后的 高破碎比的破碎設(shè)備，其不僅能顯著降低破碎能耗，而且可降低破碎設(shè)備投資和工藝成本， 提高破碎效率；另外本發(fā)明中對(duì)每一種主要原料均配備獨(dú)立的破碎設(shè)備和磨礦設(shè)備，通過(guò) 單獨(dú)破碎、分別磨礦制粉，可以在很大程度上保證原料配方的穩(wěn)定性，防止原料的配比出現(xiàn) 較大波動(dòng)；通過(guò)采用磨礦設(shè)備配備熱風(fēng)爐的方式，省去了各種礦石及原料的干燥工序，工藝 流程更為簡(jiǎn)化，同時(shí)磨礦能耗降低達(dá)20%以上；磷礦石粉均化采用氣流均化方法，有利于進(jìn) 一步保證工藝磷礦石化學(xué)成分的穩(wěn)定，使工業(yè)化穩(wěn)定生產(chǎn)成為可能。
[0038] (2)在復(fù)合球團(tuán)的成型中，本發(fā)明中配制的粘結(jié)劑不僅成分簡(jiǎn)單、原料來(lái)源廣泛、 成本低，而且粘結(jié)劑的粘結(jié)效果好；復(fù)合球團(tuán)的一致性更容易得到保證，復(fù)合球團(tuán)中配料波 動(dòng)很小(復(fù)合球團(tuán)中配料比的波動(dòng)范圍能夠精確控制在5%以內(nèi)）;本發(fā)明中對(duì)復(fù)合球團(tuán)的干 燥機(jī)也作了重要改進(jìn)和完善，首先將干燥機(jī)劃分成三個(gè)干燥段，使復(fù)合生球的干燥過(guò)程由 低到高分段進(jìn)行；第一干燥段利用了第三干燥段排出的低溫?zé)釟庥酂釋?duì)干燥機(jī)初始段的濕 復(fù)合生球進(jìn)行低溫干燥，這一方面利用了余熱資源，另一方面因第一干燥段的氣流溫度較 低，能夠有效防止?jié)駨?fù)合生球的爆裂破壞造成球團(tuán)損壞，保證后續(xù)入窯的復(fù)合球團(tuán)的質(zhì)量； 第二干燥段通入不帶水汽的中溫?zé)犸L(fēng)，形成較高的濕度差，這使得在保證球團(tuán)不爆裂的情 況下加速球團(tuán)的干燥；最后進(jìn)入第三干燥段的復(fù)合球團(tuán)水分已降到4%以下，此時(shí)可通入較 高溫度的高溫?zé)犸L(fēng)，在保證球團(tuán)不爆裂的情況下加速球團(tuán)的干燥固結(jié)過(guò)程；本發(fā)明中出干 燥機(jī)的球團(tuán)水分可控制在< 1. 〇%，球團(tuán)抗壓強(qiáng)度達(dá)到彡250KN/個(gè)球，落下強(qiáng)度達(dá)到彡20次 /1米，可以充分保證在還原回轉(zhuǎn)窯內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不損壞，從而保證后續(xù)球團(tuán)還原過(guò)程的正常進(jìn) 行。
[0039] (3)本發(fā)明將回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣排出管的出口設(shè)置在與回轉(zhuǎn)窯軸線的同方向上(為 了布置至水化塔管道的方便，也可以有適當(dāng)偏移)，這樣使得回轉(zhuǎn)窯出窯煙氣在進(jìn)入出口煙 道時(shí)不會(huì)在運(yùn)動(dòng)方向上作較大偏移，進(jìn)而防止出窯煙氣中偏磷酸在窯尾處產(chǎn)生離心物理沉 降。由于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)沉降的偏磷酸減少，延長(zhǎng)了窯尾圈的形成周期，提高回轉(zhuǎn)窯的作業(yè)效率。 優(yōu)選的方案中，回轉(zhuǎn)窯窯尾預(yù)熱帶的窯襯采用雙層式復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，在靠近回轉(zhuǎn)窯筒體殼 的部分采用黏土材料層，在靠近回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部一側(cè)則采用碳化硅材料層，由于偏磷酸鹽與碳 化硅材料反應(yīng)困難，使沉積在回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶的偏磷酸鹽能靠重力自行掉落?；剞D(zhuǎn)窯窯尾箱 外還可裝設(shè)一由耐熱不銹鋼制成的刮刀，一旦窯尾圈形成造成料球從窯尾返料，則可停止 加熱回轉(zhuǎn)窯的燃料供給并停止向回轉(zhuǎn)窯內(nèi)送入料球，同時(shí)可將刮刀逐漸伸入至回轉(zhuǎn)窯內(nèi)， 利用回轉(zhuǎn)窯自身的旋轉(zhuǎn)，將窯尾結(jié)圈切削刮除掉。
[0040] (4)在本發(fā)明的高溫渣球綜合利用工藝中，本發(fā)明的綜合利用工藝充分利用了高 溫渣球的余熱資源，并將該余熱用作窯法磷酸工藝中還原反應(yīng)補(bǔ)熱，使回轉(zhuǎn)窯的能耗顯著 降低；同時(shí)還用作復(fù)合生球干燥所需熱源，這充分利用了不同冷卻階段不同溫度熱風(fēng)的熱 能資源，從而使整個(gè)窯法磷酸工藝的能源利用更加充分；冷卻后的渣球同樣得到了高效、高 附加值的利用，而不是直接外排，這不僅減少了固體廢物對(duì)環(huán)境的污染和破壞，而且廢棄資 源得到了高效利用。
[0041] (5)在本發(fā)明最后的水化吸收磷和回收氟的步驟中，本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有的制磷酸設(shè)備 及工藝做了大量改進(jìn)和優(yōu)化，使得整個(gè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化、工藝流程更加合理，具有更強(qiáng) 的適應(yīng)性；對(duì)現(xiàn)有的回收氟的設(shè)備及工藝也做了大量改進(jìn)和優(yōu)化，使得整個(gè)氟回收設(shè)備的 結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化、工藝流程更加合理，能更好地配合水化吸收磷酸的工藝路線需要；優(yōu)選的技 術(shù)方案中可以實(shí)現(xiàn)窯法磷酸工藝出窯煙氣中P 2O5和氟的同時(shí)回收，實(shí)現(xiàn)水化吸收磷和回收 氟前后工序的有效配合，進(jìn)而得到價(jià)值較高的主產(chǎn)品磷酸和副產(chǎn)品氟硅酸，使得原料資源 得到了更充分的利用，提高了窯法磷酸工藝的經(jīng)濟(jì)效益；優(yōu)選的技術(shù)方案幾乎實(shí)現(xiàn)了工藝 過(guò)程廢氣、廢料、廢液的零排放，使得整個(gè)工藝的環(huán)保性大大提高。
[0042] 綜上所述，本發(fā)明的工藝方法不僅工藝流程合理、優(yōu)化，而且設(shè)備投入小，經(jīng)濟(jì)附 加值高，而且解決了現(xiàn)有窯法磷酸工藝中存在的諸多技術(shù)難題，整個(gè)工藝過(guò)程節(jié)能環(huán)保，運(yùn) 行高效，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)異，完全可適用于低品位磷礦直接生產(chǎn)磷酸，能夠完全適應(yīng)含P 2O5和氟 的煙氣特點(diǎn)(特別是窯法磷酸窯氣）及治理需要，對(duì)于我國(guó)大量低品位磷礦的有效利用具有 十分重要的意義。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0043] 圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中用回轉(zhuǎn)窯規(guī)?；a(chǎn)磷酸的工藝流程原理圖。
[0044] 圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中原料預(yù)處理步驟的工藝流程原理圖。
[0045] 圖3為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中用到的強(qiáng)力混合機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046] 圖4為圖3中A-A處的剖視圖及工作原理示意。
[0047] 圖5為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中用到的鱗板干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0048] 圖6為圖5中B-B處的剖視圖及工作原理示意。
[0049] 圖7為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050] 圖8為圖7中A-A處的剖視圖。
[0051] 圖9為圖7中B-B處的剖面圖。
[0052] 圖10為圖7中C-C處的剖面圖。
[0053] 圖11為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中清窯機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0054] 圖12為圖11中D-D處的剖視圖。
[0055] 圖13為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中清窯機(jī)工作時(shí)的原理圖。
[0056] 圖14為圖13中E-E處的剖視圖。
[0057] 圖15為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中高溫渣球冷卻設(shè)備的工作原理圖(俯視)。
[0058] 圖16為圖15中B-B處的局部剖視圖。
[0059] 圖17為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中高溫渣球綜合利用方法的工藝流程圖。
[0060] 圖18為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中水化吸磷及回收氟的工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。 [0061] 圖19為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中制磷酸設(shè)備的水化塔結(jié)構(gòu)示意放大圖。
[0062] 圖20為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中制磷酸設(shè)備的磷酸霧捕集塔結(jié)構(gòu)示意放大圖。
[0063] 圖例說(shuō)明： 1、水化塔；11、煙氣進(jìn)口；12、煙氣出口；13、噴淋裝置；14、進(jìn)液口；15、出液口；16、酸 液儲(chǔ)液槽；17、水冷系統(tǒng)；18、酸冷器；2、循環(huán)泵；21、壓濾裝置；22、填料過(guò)濾裝置；23、磷酸 精制設(shè)備；24、濃磷酸噴淋層；25、稀磷酸噴淋層；3、磷酸霧捕集塔；31、洗滌管；32、分離罐； 33、酸液出口；34、酸液進(jìn)口；35、噴嘴；4、除霧分離塔；41、在線水沖洗裝置；42、絲網(wǎng)除霧 器；43、罩殼；44、冷空氣進(jìn)風(fēng)口；45、第一熱風(fēng)出口；46、第二熱風(fēng)出口；47、隔板；48、煙囪； 49、高溫渣球；5、一級(jí)氟吸收塔；51、氟硅酸洗滌管；52、氟硅酸分離罐；53、氟硅酸液出口； 54、氟硅酸精制設(shè)備；55、燃料燒嘴；56、碳化硅材料層；57、黏土材料層；58、高鋁材料層；6、 二級(jí)氟吸收塔；61、二級(jí)氟硅酸洗滌管；62、二級(jí)氟硅酸分離罐；63、氟硅酸冷卻器；7、尾吸 塔；71、驅(qū)動(dòng)部件；72、進(jìn)料斗；73、攪拌器；74、殼體；75、翻料犁；76、卸料口；77、裝料小車； 78、干燥爐體；79、除塵器；8、風(fēng)機(jī)；80、低溫干燥段；81、中溫干燥段；82、高溫干燥段；83、 進(jìn)風(fēng)口；84、保溫層；85、出風(fēng)口；86、通氣孔；90、傳動(dòng)大齒輪；91、窯頭箱；92、托輪裝置； 93、窯體；94、傳動(dòng)小齒輪；95、驅(qū)動(dòng)裝置；96、窯尾箱；97、出口煙道；98、進(jìn)料管；99、窯尾動(dòng) 密封；100、窯頭動(dòng)密封；101、窯襯；102、筒體殼；103、行走減速電機(jī)；104、機(jī)架；105、旋轉(zhuǎn) 軸；106、支撐桁架；107、回轉(zhuǎn)窯門框；108、平臺(tái)；109、車輪；110、刮刀；111、支撐裝置；112、 臺(tái)車；113、熱電偶；114、抽氣泵。

【具體實(shí)施方式】
[0064] 以下結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而 限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0065] 實(shí)施例： 一種如圖1所示的改進(jìn)型的用回轉(zhuǎn)窯規(guī)?；a(chǎn)磷酸的方法，包括以下步驟： 1.原料預(yù)處理： 如圖2所示，本實(shí)施例的原料預(yù)處理方法用到本實(shí)施例的原料預(yù)處理工藝系統(tǒng)，該預(yù) 處理工藝系統(tǒng)包括相互獨(dú)立的碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)、磷礦石預(yù)處理系統(tǒng)和硅石預(yù)處理系 統(tǒng)，碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)、磷礦石預(yù)處理系統(tǒng)和硅石預(yù)處理系統(tǒng)的出口通過(guò)第一輸送設(shè) 備均連接至一內(nèi)球料混合裝置，碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)和硅石預(yù)處理系統(tǒng)的出口另通過(guò)第 二輸送設(shè)備均連接至一外殼料混合裝置。本實(shí)施例中采用煤料(焦粉或石油焦）作為碳質(zhì) 還原劑，本實(shí)施例的碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)主要由依次相連的單段破碎設(shè)備、煤料中間料 倉(cāng)、磨礦設(shè)備、煤粉儲(chǔ)料倉(cāng)和配料裝置組成；本實(shí)施例中的磷礦石預(yù)處理系統(tǒng)主要由依次相 連的單段破碎設(shè)備、磷礦石中間料倉(cāng)、磨礦設(shè)備、均化庫(kù)和和配料裝置組成；本實(shí)施例中的 硅石預(yù)處理系統(tǒng)主要由依次相連的兩段一閉路破碎設(shè)備、硅石中間料倉(cāng)、磨礦設(shè)備、硅石粉 儲(chǔ)料倉(cāng)和配料裝置組成。碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)和磷礦石預(yù)處理系統(tǒng)中用到的單段破碎設(shè) 備均采用錘式破碎機(jī)，硅石預(yù)處理系統(tǒng)中采用的兩段一閉路破碎設(shè)備則主要由依次相連的 顎式破碎機(jī)、篩分機(jī)和圓錐破碎機(jī)組成，且圓錐破碎機(jī)的出料口循環(huán)連接至篩分機(jī)的進(jìn)料 口。碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)、磷礦石預(yù)處理系統(tǒng)的磨礦設(shè)備采用立磨，硅石預(yù)處理系統(tǒng)中的 磨礦設(shè)備采用球磨機(jī)和/或高壓輥壓機(jī)，各磨礦設(shè)備分別通過(guò)各自的粉料收集輸送裝置連 接至煤粉儲(chǔ)料倉(cāng)、均化庫(kù)和硅石粉儲(chǔ)料倉(cāng)。各磨礦設(shè)備配備有向粉磨過(guò)程補(bǔ)送熱風(fēng)的熱風(fēng) 爐。各粉料收集輸送裝置均包括依次相連的旋風(fēng)收粉設(shè)備、布袋收粉設(shè)備和風(fēng)機(jī)，各風(fēng)機(jī)的 出風(fēng)口連接至各預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的熱風(fēng)爐或直接外排。本實(shí)施例的原料預(yù)處理方法主要是 將原料煤、磷礦石和硅石分別用上述的碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)、磷礦石預(yù)處理系統(tǒng)和硅石 預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后的煤粉、磷礦石粉和硅石粉送入內(nèi)球料混合裝置進(jìn)行混 合造球，預(yù)處理后的煤粉和硅石粉另送入外殼料混合裝置進(jìn)行混合；該原料預(yù)處理方法具 體包括以下步驟。
[0066] I. 1煤料預(yù)處理：將-200mm的煤料(焦粉或石油焦）先采用單段錘式破碎方式(也 可采用反擊式或錘式-反擊式組合破碎）破碎至粒度在12_以下，然后將破碎后的碎石料 送至煤料中間料倉(cāng)，煤料中間料倉(cāng)通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備將碎石料送至立式棍磨（即立式磨，也 可采用風(fēng)掃煤磨）進(jìn)行粉磨，通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備可以穩(wěn)定磨機(jī)的負(fù)荷；待立式磨將進(jìn)料粉磨 至-100目?-325目后，由旋風(fēng)收粉設(shè)備和布袋收粉設(shè)備組成的組合式收塵器收集粉料(也 可單獨(dú)由高濃度布袋收塵器進(jìn)行收集)，并輸送至煤粉儲(chǔ)料倉(cāng)；粉磨過(guò)程中通過(guò)配置的熱風(fēng) 爐不斷補(bǔ)充熱風(fēng)，以便根據(jù)原料含水量干燥粉料中夾帶的水分；整個(gè)煤料的預(yù)處理過(guò)程具 有較高的破碎比，能夠節(jié)省破碎能耗、降低投資和工藝成本。
[0067] 1. 2.磷礦石預(yù)處理：將-200mm的磷礦石先采用單段錘式破碎方式(也可采用反 擊式或錘式-反擊式組合破碎）破碎至粒度在12mm以下，然后將破碎后的碎石料送至磷礦 石中間料倉(cāng)，磷礦石中間料倉(cāng)通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備將碎石料送至立式磨（也可采用風(fēng)掃球磨） 進(jìn)行粉磨，通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備可以穩(wěn)定磨機(jī)的負(fù)荷；待立式磨將進(jìn)料粉磨至-100目?-200 目后，由旋風(fēng)收粉設(shè)備和布袋收粉設(shè)備組成的組合式收塵器收集粉料(也可單獨(dú)由高濃度 布袋收塵器進(jìn)行收集)，并輸送至均化庫(kù)；粉磨過(guò)程中通過(guò)配置的熱風(fēng)爐不斷補(bǔ)充熱風(fēng)，以 便根據(jù)原料含水量干燥粉料中夾帶的水分；整個(gè)磷礦石的預(yù)處理過(guò)程具有較高的破碎比， 可以進(jìn)一步節(jié)省破碎能耗和降低投資。
[0068] 1. 3.硅石預(yù)處理：將-200mm的硅石先采用兩段一閉路破碎設(shè)備（也可采用單段 反擊式破碎設(shè)備或反擊式-錘式聯(lián)合破碎方式）破碎至粒度在12mm以下，然后將破碎后的 碎石料送至娃石中間料倉(cāng)，娃石中間料倉(cāng)通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備將碎石料送至高壓棍壓機(jī)(也 可采用高壓輥壓聯(lián)合球磨的方式）進(jìn)行粉磨，通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備可以穩(wěn)定磨機(jī)的負(fù)荷；待磨 礦設(shè)備將進(jìn)料粉磨至-100目?-200目后，由旋風(fēng)收粉設(shè)備和布袋收粉設(shè)備組成的組合式 收塵器收集粉料，并輸送至硅石粉儲(chǔ)料倉(cāng)；粉磨過(guò)程中通過(guò)配置的熱風(fēng)爐不斷補(bǔ)充熱風(fēng)，以 便根據(jù)原料含水量干燥粉料中夾帶的水分。
[0069] 1. 4.由輸運(yùn)設(shè)備送入煤粉儲(chǔ)料倉(cāng)中的煤粉，同時(shí)作為后續(xù)窯法磷酸工藝內(nèi)球料 和外殼料的原料；由輸運(yùn)設(shè)備送入硅石粉儲(chǔ)料倉(cāng)中的硅石粉，也同時(shí)作為后續(xù)窯法磷酸工 藝內(nèi)球料和外殼料的原料；由輸送設(shè)備送入均化庫(kù)的磷礦石粉，通過(guò)采用壓縮空氣對(duì)庫(kù)內(nèi) 的磷礦石粉進(jìn)行攪拌均化，可以用間隙均化庫(kù)，也可以用連續(xù)均化庫(kù)，其均化值大于4即 可；均化庫(kù)本身又作為磷礦石粉的儲(chǔ)料倉(cāng)。
[0070] 2?內(nèi)球的制備： 將經(jīng)過(guò)上述步驟1處理后得到的碳質(zhì)還原劑粉(本實(shí)施例選用-200目以上的煤粉，例 如焦粉、無(wú)煙煤粉或石油焦)、磷礦石粉（-150目以上）和硅石粉（-150目以上）按復(fù)合球團(tuán) 中的配比要求加入一強(qiáng)力混合機(jī)中，配料時(shí)可用電子秤稱量，同時(shí)按上述添加量添加本實(shí) 施例的粘結(jié)劑。
[0071] 本實(shí)施例中用到的粘結(jié)劑的制備方法具體包括以下步驟：選用含腐植酸的風(fēng)化煤 (或泥煤、褐煤）和燒堿作為原料，本實(shí)施例的風(fēng)化煤中腐植酸含量在40%以上；將燒堿（93% 的氫氧化鈉）與水混合、配制得到質(zhì)量百分濃度為2%的氫氧化鈉溶液；將上述風(fēng)化煤和氫 氧化鈉溶液按1:5的固液比進(jìn)行球磨混合,球磨時(shí)間20min ;將混合料送入帶攪拌器的反應(yīng) 槽，開(kāi)啟攪拌器加熱到90°C進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30min ;將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾 后得到的濾液即為粘結(jié)劑。本實(shí)施例的粘結(jié)劑為含腐植酸鈉的混合溶液，粘結(jié)劑中腐植酸 鈉的質(zhì)量百分濃度為8%。
[0072] 本實(shí)施例中用到的強(qiáng)力混合機(jī)如圖3所示，包括一傾斜可旋轉(zhuǎn)的混合桶，混合桶 包括殼體74和桶內(nèi)安裝的可旋轉(zhuǎn)式攪拌器73,混合桶的上方設(shè)有進(jìn)料斗72和驅(qū)動(dòng)部件 71，桶內(nèi)一側(cè)還設(shè)有翻料犁75,桶底設(shè)有卸料口 76 ;強(qiáng)力混合機(jī)的工作原理為：混合時(shí)混合 桶的旋轉(zhuǎn)方向與攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向相反(參見(jiàn)圖4);在加入上述原料后，在傾斜、旋轉(zhuǎn)的混 合桶內(nèi)與逆向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的攪拌器相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使其中分散的混合料行成循環(huán)物料流進(jìn)而 起到強(qiáng)力混合作用；通過(guò)攪拌器與混合桶的逆向旋轉(zhuǎn)，還可使被混合的物料在其中形成紊 流，從而達(dá)到充分?jǐn)嚢杌靹虻男Ч?；該?qiáng)力混合機(jī)是連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料，以保證生產(chǎn)過(guò)程 的連續(xù)性。
[0073] 充分混勻后的混合料送入料倉(cāng)，在料倉(cāng)下部安裝有通過(guò)電子秤計(jì)量的計(jì)量給料設(shè) 備，這種計(jì)量給料設(shè)備可以是圓盤給料機(jī)加電子秤組合的給料設(shè)備，通過(guò)電子秤計(jì)量與設(shè) 定給料量進(jìn)行比較，出現(xiàn)偏差由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整圓盤給料機(jī)的圓盤轉(zhuǎn)速，使給料 量與設(shè)定值相等(也可以直接使用帶電子秤的其他計(jì)量給料設(shè)備)。
[0074] 本實(shí)施例內(nèi)球料中，Ca0/Si02的摩爾比為0. 3(小于0. 6或大于6. 5均可)，碳質(zhì)還 原劑粉的配量為磷礦石粉中P2O5理論量的I. 5倍以上；包裹料中碳質(zhì)還原劑粉和硅石粉的 質(zhì)量比為2.5 : 1(1.5?5 : 1的范圍均可)。充分混勻后的混合料通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備送 入一圓盤造球機(jī)進(jìn)行造球處理，造球時(shí)以滴狀和/或霧狀施加形式補(bǔ)加上述本實(shí)施例的粘 結(jié)劑，補(bǔ)加量為混合料質(zhì)量的4%?6%，造球完成后得到內(nèi)球。
[0075] 3?復(fù)合球團(tuán)的成型： 3. 1包裹料的準(zhǔn)備：將上述的碳質(zhì)還原劑粉和硅石粉按配比要求加入另一強(qiáng)力混合機(jī) 中，同時(shí)按本實(shí)施例復(fù)合球團(tuán)添加量添加本實(shí)施例的粘結(jié)劑，充分混勻后得到包裹料；本步 驟中強(qiáng)力混合機(jī)的工作原理和功能結(jié)構(gòu)與上述步驟2中用到的強(qiáng)力混合機(jī)相同。該強(qiáng)力混 合機(jī)亦可用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的輪碾機(jī)或潤(rùn)磨機(jī)替代。
[0076] 3. 2復(fù)合生球的成型：將步驟2中出球盤后得到的內(nèi)球進(jìn)行雙層輥式篩分處理(采 用一臺(tái)雙層輥式篩分機(jī))，篩分出符合工藝要求粒度的內(nèi)球送入另一進(jìn)行包裹處理的圓盤 造球機(jī)中，同時(shí)向該圓盤造球機(jī)中通入步驟3. 1得到的包裹料，在包裹處理過(guò)程中以滴狀 和/或霧狀施加形式補(bǔ)加上述粘結(jié)劑，補(bǔ)加量為包裹料質(zhì)量的4%?6%，包裹處理完成后在 內(nèi)球外部形成有作為還原帶與氧化帶的隔離層，得到復(fù)合生球。雙層輥式篩分處理后，篩除 的大于和小于設(shè)定粒徑的不合格內(nèi)球均送入輪碾機(jī)(或潤(rùn)磨機(jī)）中碾碎，碾碎過(guò)程中根據(jù)輪 碾機(jī)對(duì)物料濕度的要求可選擇性補(bǔ)入先前配料工序中的內(nèi)球料，然后返回到上述步驟2的 強(qiáng)力混合機(jī)中形成閉路循環(huán)，以充分利用工藝原料，減少工藝過(guò)程中間廢料的排放和浪費(fèi)。 本實(shí)施例制得的復(fù)合生球的抗壓強(qiáng)度約為ION/個(gè)球，落下強(qiáng)度約為10次/0. 5米，且本實(shí) 施例復(fù)合生球中CaCVSiO2摩爾比的波動(dòng)范圍能控制在5%之內(nèi)。
[0077] 3. 3干燥固結(jié)：將步驟3. 2后得到的復(fù)合生球送入一鱗板干燥機(jī)進(jìn)行干燥固結(jié)。如 圖5和圖6所示，本實(shí)施例中的鱗板干燥機(jī)包括干燥爐體78,干燥爐體78由低溫干燥段80、 中溫干燥段81和高溫干燥段82組成，干燥爐體78的頂部設(shè)有熱風(fēng)的進(jìn)風(fēng)口 83,底部設(shè)有 出風(fēng)口 85,外圍包覆有保溫層84,干燥爐體78的腔室中設(shè)有裝料小車77,若干裝料小車77 前后連接、形成環(huán)形，裝料小車77上開(kāi)設(shè)有通氣孔86,其采用鏈傳動(dòng)，通過(guò)帶座鏈條拖動(dòng)裝 料小車77循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到連續(xù)輸送干燥的目的。干燥爐體78的底部設(shè)有除塵器79以回收 處理干燥過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵。在復(fù)合生球物料的輸送過(guò)程中，在物料運(yùn)動(dòng)的垂直方向由上 往下通入干燥熱風(fēng)以達(dá)到干燥的目的。
[0078] 本實(shí)施例中的鱗板干燥機(jī)的具體工作原理為：沿復(fù)合生球裝料小車77的運(yùn)動(dòng)輸 送方向共分為低溫、中溫和高溫三個(gè)干燥段。復(fù)合生球先進(jìn)入低溫干燥段80,低溫干燥段 80通入130°C?200°C的低溫?zé)犸L(fēng)由上至下進(jìn)行抽風(fēng)(或由下至上進(jìn)行鼓風(fēng))，使低溫?zé)犸L(fēng) 垂直穿過(guò)復(fù)合生球料層，并對(duì)復(fù)合生球進(jìn)行穿流干燥；低溫?zé)犸L(fēng)是源自高溫干燥段82的高 溫?zé)犸L(fēng)出口處排出的廢氣，并經(jīng)風(fēng)機(jī)引至低溫干燥段80 ;低溫干燥段80 -方面利用了高溫 干燥段82排出的低溫?zé)釟庥酂?，另一方面因低溫干燥?0的氣流溫度較低，能夠有效防止 濕復(fù)合生球的爆裂破壞造成球團(tuán)損壞，保證后續(xù)入窯的復(fù)合球團(tuán)的質(zhì)量。經(jīng)過(guò)低溫干燥段 80干燥后的復(fù)合生球再進(jìn)入中溫干燥段81干燥，中溫干燥段81通入200°C?250°C的中 溫?zé)犸L(fēng)并由上至下進(jìn)行抽風(fēng)(或由下至上進(jìn)行鼓風(fēng))，使中溫?zé)犸L(fēng)垂直穿過(guò)料層，并對(duì)復(fù)合 生球進(jìn)行穿流干燥；中溫干燥段通入的是不帶水汽的中溫?zé)犸L(fēng)，形成較高的濕度差，這使得 在保證球團(tuán)不爆裂的情況下加速球團(tuán)的干燥。經(jīng)過(guò)中溫干燥段81干燥后的復(fù)合生球再進(jìn) 入高溫干燥段82干燥，最后進(jìn)入高溫干燥段82的復(fù)合球團(tuán)水分已降到4%以下，高溫干燥 段82通入250°C?350°C的高溫?zé)犸L(fēng)并由上至下進(jìn)行抽風(fēng)（或由下至上進(jìn)行鼓風(fēng))，使高溫 熱風(fēng)垂直穿過(guò)料層，并對(duì)復(fù)合生球進(jìn)行最后的干燥。高溫干燥段82的高溫?zé)犸L(fēng)優(yōu)選來(lái)自后 續(xù)回轉(zhuǎn)窯出料冷卻階段的廢氣余熱利用，也可另行設(shè)置熱風(fēng)爐送風(fēng)。低溫干燥段80和中溫 干燥段81排出的廢氣可用風(fēng)機(jī)進(jìn)行收集，經(jīng)除塵器79除塵達(dá)到環(huán)保要求后通過(guò)煙道排入 大氣。
[0079] 經(jīng)干燥固結(jié)后得到的復(fù)合球團(tuán)為外殼包覆內(nèi)球的核殼形結(jié)構(gòu)，內(nèi)球主要由內(nèi)球料 和粘結(jié)劑組成，外殼主要由包裹料和粘結(jié)劑組成；內(nèi)球料由碳質(zhì)還原劑粉、磷礦石粉和硅石 粉組成，內(nèi)球中粘結(jié)劑的添加量為內(nèi)球料質(zhì)量的6% (可以是1%?10%);包裹料由碳質(zhì)還原 劑粉和娃石粉組成，外殼中粘結(jié)劑的添加量為包裹料質(zhì)量的6% (可以是1%?10%);內(nèi)球與 外殼通過(guò)粘結(jié)劑復(fù)合成核殼形結(jié)構(gòu)。該復(fù)合球團(tuán)的水分控制在< 1.0%，球團(tuán)平均抗壓強(qiáng)度 達(dá)到> 250KN/個(gè)球，落下強(qiáng)度達(dá)到> 20次/1米，可以有效保證復(fù)合球團(tuán)在后續(xù)的還原回 轉(zhuǎn)窯內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不被破壞，從而保證復(fù)合球團(tuán)還原過(guò)程的順利進(jìn)行。
[0080] 本實(shí)施例中出干燥機(jī)后的復(fù)合球團(tuán)通過(guò)一臺(tái)振動(dòng)篩(也可不設(shè)）篩除在干燥過(guò)程 中損壞的復(fù)合球團(tuán)（小于5_的部分)，以減少后續(xù)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的粉料量，從而進(jìn)一步延緩物 料在回轉(zhuǎn)窯高溫段的結(jié)圈周期。出振動(dòng)篩后的復(fù)合球團(tuán)通過(guò)鎖風(fēng)閥由下料管從回轉(zhuǎn)窯窯尾 箱送入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行后續(xù)的高溫還原處理。
[0081] 4?窯法還原： 本實(shí)施例的工藝方法中用到的回轉(zhuǎn)窯如圖7?圖10所示，包括窯體93、窯頭箱91、窯 尾箱96和驅(qū)動(dòng)窯體93轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置95,驅(qū)動(dòng)裝置95包括電機(jī)、與電機(jī)相連的傳動(dòng)小齒 輪94以及與傳動(dòng)小齒輪94咬合的傳動(dòng)大齒輪90,另設(shè)有支撐窯體93的托輪裝置92。窯 頭箱91與窯體93之間采用窯頭動(dòng)密封100,窯尾箱96與窯體93之間采用窯尾動(dòng)密封99。 在窯體93的窯頭處設(shè)有燃料燒嘴55和高溫渣球出口，在窯體93的窯尾箱96處設(shè)有進(jìn)料管 98和一連接至外部水化塔的出口煙道97,進(jìn)料管98連通至回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)腔。窯體93的上部 不設(shè)置風(fēng)管，出口煙道97設(shè)于回轉(zhuǎn)窯軸線上，且出口煙道97中的煙氣輸送方向與回轉(zhuǎn)窯的 軸線方向基本平行。窯體93包括外部的筒體殼102和設(shè)于筒體殼102內(nèi)側(cè)的窯襯101，所 述窯體93沿回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度方向被劃分包括還原帶和預(yù)熱帶，還原帶靠近窯頭箱91，預(yù)熱帶靠 近窯尾箱96,還原帶長(zhǎng)度可占窯體93長(zhǎng)度的1/3?3/5 (本實(shí)施例中為1/2)，預(yù)熱帶長(zhǎng)度 可占窯體93長(zhǎng)度的2/5?2/3 (本實(shí)施例中為1/2)。窯襯101主要由復(fù)合耐火澆注料(或 者復(fù)合耐火磚）構(gòu)成，如圖9所示，位于還原帶的窯襯101包括靠近筒體殼102的黏土材料 層57和靠近回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔的高鋁材料層58 (氧化鋁> 65%);如圖10所示，位于預(yù)熱帶的窯 襯101則包括靠近筒體殼102的黏土材料層57和靠近回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔的碳化硅材料層56。窯 尾箱96外配套設(shè)有一清窯機(jī)，如圖11和圖12所示，清窯機(jī)安放于平臺(tái)108上，清窯機(jī)底部 設(shè)有可在平臺(tái)108上滾動(dòng)的車輪109,車輪109通過(guò)行走減速電機(jī)103驅(qū)動(dòng)，清窯機(jī)的主體 為一機(jī)架104,機(jī)架104上方安裝有一電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸105,旋轉(zhuǎn)軸105沿大致水平方向 延伸出機(jī)架104外，伸出部外圍套設(shè)一支撐桁架106,旋轉(zhuǎn)軸105伸出部分的自由端設(shè)有一 可漸進(jìn)式伸入回轉(zhuǎn)窯窯尾箱96內(nèi)（刮刀旋轉(zhuǎn)可方便進(jìn)刀）并可與其腔體內(nèi)壁保持相對(duì)刮蹭 的刮刀110 (耐熱不銹鋼制)。一旦窯尾圈形成造成料球從窯尾返料，則可停止加熱回轉(zhuǎn)窯 的燃料供給并停止向回轉(zhuǎn)窯內(nèi)送入料球，同時(shí)可將刮刀110逐漸伸入至回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，利用回 轉(zhuǎn)窯自身的旋轉(zhuǎn)，將窯尾結(jié)圈切削刮除掉。
[0082] 采用本實(shí)施例的上述回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行窯法還原的具體操作包括：采用上述的回轉(zhuǎn)窯進(jìn) 行窯法磷酸工藝，使上述步驟3后的復(fù)合球團(tuán)原料從回轉(zhuǎn)窯窯尾處的進(jìn)料管98處進(jìn)入回 轉(zhuǎn)窯的腔體內(nèi)，點(diǎn)燃燃料燒嘴55,使回轉(zhuǎn)窯內(nèi)還原帶溫度加熱到1300°C?1450°C，回轉(zhuǎn)窯 中的磷礦石原料在高溫條件下經(jīng)還原劑還原后生成出窯煙氣，通過(guò)將回轉(zhuǎn)窯窯尾出口煙道 97的出口設(shè)置在與回轉(zhuǎn)窯軸線的同方向上（即平行于回轉(zhuǎn)窯軸線設(shè)置)，使回轉(zhuǎn)窯窯尾的出 窯煙氣在進(jìn)入出口煙道97時(shí)不在運(yùn)動(dòng)方向上發(fā)生較大偏移，進(jìn)而阻止出窯煙氣中的偏磷 酸在回轉(zhuǎn)窯窯尾處產(chǎn)生離心物理沉降，使窯氣中偏磷酸直接隨出窯煙氣進(jìn)入到后續(xù)的水化 塔中，遇水轉(zhuǎn)變成正磷酸。更進(jìn)一步的，本實(shí)施例中將回轉(zhuǎn)窯位于預(yù)熱帶的窯襯101制作成 雙層式的復(fù)合耐火澆注料(或復(fù)合耐火磚)，在靠近回轉(zhuǎn)窯的筒體殼102的窯襯部分采用黏 土材料制作成黏土材料層57,在靠近回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔的窯襯部分則采用碳化硅材料制作成碳化 硅材料層56,由于偏磷酸鹽與碳化硅材料反應(yīng)困難，這使得反應(yīng)沉積在回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶窯襯 101上的偏磷酸鹽與回轉(zhuǎn)窯窯襯101的附著力降低，這樣的窯襯結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步阻止偏磷 酸鹽與窯襯101的反應(yīng)結(jié)圈，使其自行掉落，進(jìn)一步緩解窯尾結(jié)圈的發(fā)生。再有，通過(guò)在本 實(shí)施例回轉(zhuǎn)窯的窯尾箱96外配套的清窯機(jī)內(nèi)裝設(shè)一耐熱不銹鋼制刮刀110,該刮刀110為 一可漸進(jìn)式伸入回轉(zhuǎn)窯窯尾箱96內(nèi)并可與腔體內(nèi)壁保持相對(duì)刮蹭的刮刀；當(dāng)回轉(zhuǎn)窯窯尾 結(jié)圈造成工藝原料的料球從窯尾處往回轉(zhuǎn)窯外返料時(shí)，先停止加熱回轉(zhuǎn)窯的燃料供給，同 時(shí)停止向回轉(zhuǎn)窯內(nèi)送入料球，并排空回轉(zhuǎn)窯內(nèi)料球，然后將清窯機(jī)中的刮刀110從回轉(zhuǎn)窯 門框107逐漸伸入至回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，再利用回轉(zhuǎn)窯自身的旋轉(zhuǎn)，將窯尾結(jié)圈切削刮除(清窯機(jī)的 工作原理參見(jiàn)圖13和圖14)。由上可見(jiàn)，本實(shí)施例的回轉(zhuǎn)窯通過(guò)多重保障措施和技術(shù)手段 有效緩解了窯法磷酸工藝中回轉(zhuǎn)窯窯尾結(jié)圈的難題。
[0083] 另外，本實(shí)施例回轉(zhuǎn)窯沿窯體93的長(zhǎng)度方向上安裝有多個(gè)監(jiān)控窯內(nèi)溫度的熱電 偶113,熱電偶113通過(guò)導(dǎo)電環(huán)或無(wú)線發(fā)送接收裝置與回轉(zhuǎn)窯外的溫度控制裝置及溫度顯 示器相連。通過(guò)設(shè)置熱電偶113,能夠有效保證對(duì)內(nèi)球料CaCVSiO 2摩爾比小于0. 6的復(fù)合 球團(tuán)最高溫度不超過(guò)1370°C的反應(yīng)設(shè)定溫度要求；對(duì)內(nèi)球料CaCVSiO2摩爾比大于6. 5的復(fù) 合球團(tuán)最高溫度不超過(guò)1450°C的反應(yīng)設(shè)定溫度要求。在回轉(zhuǎn)窯的窯頭則安裝有監(jiān)控回轉(zhuǎn)窯 內(nèi)爐況的工業(yè)電視。本實(shí)施例回轉(zhuǎn)窯的窯尾箱96出口的出口煙道97上安裝有抽取氣樣的 抽氣泵114。通過(guò)抽氣泵114取樣，對(duì)氣樣水洗除去粉塵后送入CO和O 2氣體分析儀監(jiān)測(cè)回 轉(zhuǎn)窯出口煙氣的CO和O2含量，以便更好地控制出窯煙氣CO和O2的含量范圍（一般為0? 5%)。
[0084] 本實(shí)施例中回轉(zhuǎn)窯的軸線與水平面呈1.2°?2.9°的夾角a (本實(shí)施例為 2. 3° )，且窯體3的長(zhǎng)徑比為10?25 : 1(本實(shí)施例為15 : 1)，回轉(zhuǎn)窯的填充率為7%? 25% (本實(shí)施例為13%)，回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速控制為0. 6 r/min?3r/min (本實(shí)施例為lr/min)。 回轉(zhuǎn)窯耐火材料厚度優(yōu)選為200mm?280mm (本實(shí)施例為220mm)。
[0085] 5.高溫渣球的綜合利用： 如圖17所示，將上述步驟4后出回轉(zhuǎn)窯的高溫渣球進(jìn)行綜合利用，具體包括以下步驟。 冷卻設(shè)備 5. 1將窯法磷酸工藝中出回轉(zhuǎn)窯高溫渣球49輸送至一環(huán)冷機(jī)(也可采用帶式冷卻機(jī)） 的進(jìn)料區(qū)。如圖15和圖16所示，本實(shí)施例的環(huán)冷機(jī)包括支撐裝置111、臺(tái)車112和罩殼 43，臺(tái)車112位于支撐裝置111上，罩殼43架設(shè)于臺(tái)車112上方，冷卻設(shè)備的進(jìn)料區(qū)、卸料 區(qū)均與臺(tái)車112相通，高溫渣球49被送進(jìn)冷卻設(shè)備的臺(tái)車112上；該環(huán)冷機(jī)沿周長(zhǎng)方向被 劃分成3個(gè)相互連接的冷卻段；各冷卻段之間通過(guò)隔板47分隔開(kāi)。各冷卻段分別設(shè)置有冷 空氣進(jìn)風(fēng)口 44和與之對(duì)應(yīng)的熱風(fēng)出口；冷空氣進(jìn)風(fēng)口 44設(shè)于臺(tái)車112下方，熱風(fēng)出口設(shè) 于臺(tái)車112上方；冷空氣進(jìn)風(fēng)口 44與熱風(fēng)出口之間的氣流通道穿過(guò)臺(tái)車112 ;臺(tái)車112的 運(yùn)動(dòng)軌跡依次經(jīng)過(guò)進(jìn)料區(qū)、多個(gè)冷空氣進(jìn)風(fēng)口 44和卸料區(qū)；各冷卻段包括緊鄰進(jìn)料區(qū)的第 一冷卻段以及依次相接的第二冷卻段和第三冷卻段，第一冷卻段中對(duì)應(yīng)設(shè)置的第一熱風(fēng)出 口 45通過(guò)第一熱風(fēng)輸送管道連接至回轉(zhuǎn)窯的腔體中；第二冷卻段中對(duì)應(yīng)設(shè)置的第二熱風(fēng) 出口 46通過(guò)第二熱風(fēng)輸送管道連接至干燥機(jī)的腔體中。第三冷卻段中對(duì)應(yīng)設(shè)置有第三熱 風(fēng)出口。
[0086] 5. 2環(huán)冷機(jī)的臺(tái)車112通過(guò)繞旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)（臺(tái)車由電機(jī)和減速器驅(qū)動(dòng))將高溫渣 球49帶入第一冷卻段，第一冷卻段利用臺(tái)車112下部的鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣從冷空氣進(jìn)風(fēng)口 44引入，冷空氣穿過(guò)位于第一冷卻段的臺(tái)車112，與臺(tái)車112上的熱渣球進(jìn)行熱交換，同時(shí) 將高溫渣球49中殘余的未反應(yīng)完的碳燃燒完畢，經(jīng)過(guò)第一冷卻段的熱交換后，從第一冷卻 段對(duì)應(yīng)的第一熱風(fēng)出口 45排出的熱空氣（從第一熱風(fēng)出口 45排出的熱空氣的溫度控制在 600°C以上）通過(guò)第一熱風(fēng)輸送管道輸送至回轉(zhuǎn)窯腔體中，作為回轉(zhuǎn)窯中燃燒還原反應(yīng)的熱 空氣來(lái)源； 5. 3臺(tái)車112通過(guò)繞其旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)將高溫渣球49繼續(xù)從第一冷卻段帶入第二冷卻 段，第二冷卻段利用臺(tái)車112下部的鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣從冷空氣進(jìn)風(fēng)口 44引入，冷空氣穿過(guò) 位于第二冷卻段的臺(tái)車112,與臺(tái)車112上的熱渣球進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)第二冷卻段的熱交換 后，從第二冷卻段對(duì)應(yīng)的第二熱風(fēng)出口 46排出的熱空氣(從第二熱風(fēng)出口 46排出的熱空氣 的溫度控制在350°C以上)通過(guò)第二熱風(fēng)輸送管道輸送至窯法磷酸工藝復(fù)合生球干燥機(jī)中， 作為復(fù)合生球干燥的熱空氣來(lái)源； 5. 4臺(tái)車112通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)將高溫渣球49繼續(xù)從第二冷卻段帶入后續(xù)的第三冷卻段，第三 冷卻段利用其臺(tái)車112下部的鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣從冷空氣進(jìn)風(fēng)口 44引入，冷空氣穿過(guò)位于第 三冷卻段的臺(tái)車112,與臺(tái)車112上的熱渣球進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)熱交換后，從第三熱風(fēng)出口 排出的熱空氣經(jīng)除塵后可由煙囪48直接排放(或者也可送入干燥機(jī)中）;冷卻后的渣球從卸 料區(qū)排出即可。冷卻后的渣球從卸料區(qū)排出后用作人造陶粒，并直接作為建筑材料或花草 栽培土使用；或者將冷卻后的渣球細(xì)磨到至少過(guò)100目80%以上，然后作為制造混凝土的活 性料或作為制造水泥的混合添加料。
[0087] 、水化吸磷和回收氟： 本實(shí)施例的水化吸磷步驟需要用到圖18所示的以下工藝系統(tǒng)，該工藝系統(tǒng)包括制磷 酸系統(tǒng)和回收氟的設(shè)備。本實(shí)施例中用到的制磷酸系統(tǒng)包括水化塔1、酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)、 磷酸霧捕集塔3和除霧分離塔4。水化塔1的本體為一噴淋空塔(參見(jiàn)圖19)，水化塔1的 下部設(shè)有出窯煙氣的煙氣進(jìn)口 11，頂部設(shè)有經(jīng)水化吸收后的煙氣出口 12,煙氣進(jìn)口 11上方 的水化塔1容腔中設(shè)有噴淋裝置13,酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)的進(jìn)液口 14設(shè)于水化塔1的底部， 酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)的出液口 15連接至噴淋裝置13的進(jìn)液管，酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)中還設(shè)有 酸液儲(chǔ)液槽16和循環(huán)泵2。本實(shí)施例水化塔1的容腔外壁包覆設(shè)有水冷系統(tǒng)17,且水冷系 統(tǒng)17中的冷卻水采用下進(jìn)上出的方式。另外，在酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)中靠近其進(jìn)液口 14的 位置設(shè)有酸冷器18 ;酸冷器18的出口與酸液儲(chǔ)液槽16的進(jìn)口相連，酸液儲(chǔ)液槽16的出口 通過(guò)循環(huán)泵2與噴淋裝置13的進(jìn)液管相連，進(jìn)而形成一個(gè)酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)。磷酸霧捕集 塔3為一個(gè)流態(tài)化逆流式洗滌塔，其主要由洗滌管31和分離罐32組成，水化塔1的煙氣出 口 12通過(guò)管道與洗滌管31的進(jìn)口相連通，洗滌管31的出口連通至分離罐32的中部，分離 罐32的頂部設(shè)有煙氣出口 12,底部設(shè)有酸液出口 33,該酸液出口 33通過(guò)一帶循環(huán)泵2的 循環(huán)輸送管道與洗滌管31內(nèi)的噴嘴35相連通(參見(jiàn)圖20)，分離罐32同時(shí)作為磷酸霧捕集 塔3中循環(huán)輸送管道的酸循環(huán)槽。
[0088] 為了實(shí)現(xiàn)水化塔1與磷酸霧捕集塔3相互串酸，本實(shí)施例中水化塔1的噴淋裝置 13設(shè)有三個(gè)位于水化塔1容腔不同高度處的噴淋層，且三個(gè)噴淋層中包含一個(gè)稀磷酸噴淋 層25和兩個(gè)濃磷酸噴淋層24 (參見(jiàn)圖19)，兩個(gè)濃磷酸噴淋層24設(shè)于稀磷酸噴淋層25上 方；濃磷酸噴淋層24的進(jìn)液管與上述水化塔1的酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)相連通，稀磷酸噴淋層 25的進(jìn)液管則與磷酸霧捕集塔3的循環(huán)輸送管道相連通，這樣首先實(shí)現(xiàn)了磷酸霧捕集塔3 中的酸液串至水化塔1。另外，在上述酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)中循環(huán)泵2后的輸送管道上通過(guò) 一支管連接至磷酸霧捕集塔3的酸液進(jìn)口 34處。但考慮與后續(xù)磷酸的過(guò)濾、精制工序相銜 接，該支管上設(shè)有一填料過(guò)濾裝置22,填料過(guò)濾裝置22的進(jìn)酸口通過(guò)支管連通至酸液循環(huán) 噴淋系統(tǒng)，填料過(guò)濾裝置22的濾液出口則分成三路，一路連通至磷酸霧捕集塔3的酸液進(jìn) 口 34, 一路連通至外部的磷酸精制設(shè)備23,另一路則連通至酸液儲(chǔ)液槽16 ;填料過(guò)濾裝置 22的底流出口則通過(guò)管道連接至壓濾裝置21的進(jìn)料口，壓濾裝置21的溢流口通過(guò)管道與 酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)中的酸液儲(chǔ)液槽16連通，以充分實(shí)現(xiàn)磷酸的回收利用，保證磷酸的高收 率。填料過(guò)濾裝置22的底流定期用泵送至壓濾裝置21過(guò)濾，以排除酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)中 存在的固體物質(zhì)。
[0089] 磷酸霧捕集塔3的煙氣出口 12通過(guò)管道與除霧分離塔4的下部相連通，除霧分離 塔4的頂部設(shè)有煙氣出口 12以排出水化吸磷后的煙氣，底部設(shè)有酸液出口 33,該酸液出口 33通過(guò)管道與磷酸霧捕集塔3的酸液進(jìn)口 34相連通。除霧分離塔4中設(shè)在線水沖洗裝置 41，在線水沖洗裝置41加入的水同時(shí)可作為整個(gè)水化吸收制磷酸工序的補(bǔ)水，并通過(guò)管道 逐級(jí)返補(bǔ)至上游的磷酸霧捕集塔3及水化塔1中。除霧分離塔4的上部安裝有絲網(wǎng)除霧器 42,下部設(shè)計(jì)成類似旋風(fēng)除塵器的磷酸液滴收捕結(jié)構(gòu)，在線水沖洗裝置41安裝在絲網(wǎng)除霧 器42上方。
[0090] 本實(shí)施例中用到的回收氟的設(shè)備包括一級(jí)氟吸收塔5和二級(jí)氟吸收塔6。一級(jí)氟 吸收塔5和二級(jí)氟吸收塔6均采用流態(tài)化逆流式洗滌塔。一級(jí)氟吸收塔5主要由氟硅酸洗 滌管51和氟硅酸分離罐52組成，氟硅酸洗滌管51的進(jìn)口連通至水化吸磷后的煙氣的輸送 管道，氟硅酸洗滌管51的出口連通至氟硅酸分離罐52的中部，氟硅酸分離罐52的頂部設(shè) 有煙氣出口 12,底部設(shè)有氟硅酸液出口 53,該氟硅酸液出口 53通過(guò)一帶循環(huán)泵2的循環(huán)輸 送管道與氟硅酸洗滌管51內(nèi)的噴嘴35相連通，氟硅酸分離罐52則兼做循環(huán)輸送管道的酸 循環(huán)槽。二級(jí)氟吸收塔6的結(jié)構(gòu)與一級(jí)氟吸收塔5相似，二級(jí)氟吸收塔6主要由二級(jí)氟硅 酸洗滌管61和二級(jí)氟硅酸分離罐62組成，一級(jí)氟吸收塔5的煙氣出口 12通過(guò)管道與二級(jí) 氟硅酸洗滌管61的進(jìn)口連通，二級(jí)氟硅酸洗滌管61的出口連通至二級(jí)氟硅酸分離罐62的 中部，二級(jí)氟硅酸分離罐62的頂部設(shè)有煙氣出口 12,底部設(shè)有氟硅酸液出口 53,該氟硅酸 液出口 53通過(guò)一帶循環(huán)泵2的循環(huán)輸送管道與二級(jí)氟硅酸洗滌管61內(nèi)的噴嘴35相連通。 二級(jí)氟吸收塔6的循環(huán)輸送管道上還設(shè)有氟硅酸冷卻器63,氟硅酸冷卻器63的進(jìn)口與循 環(huán)泵2相連，出口則分成兩路，一路與二級(jí)氟硅酸洗滌管61內(nèi)的噴嘴35相連通，另一路與 二級(jí)氟硅酸分離罐62頂部的噴淋層連通，二級(jí)氟硅酸分離罐62同樣兼做循環(huán)輸送管道的 酸循環(huán)槽。二級(jí)氟吸收塔6的循環(huán)泵2出口還通過(guò)支管與一級(jí)氟吸收塔5的氟硅酸分離罐 52的進(jìn)液口相連，借此可將二級(jí)氟吸收塔6多余的氟硅酸溶液串至一級(jí)氟吸收塔5內(nèi)。為 實(shí)現(xiàn)全部污染物的達(dá)標(biāo)排放，在本實(shí)施例回收氟的設(shè)備最后還連接有尾吸塔7,該尾吸塔7 為一噴淋空塔，二級(jí)氟吸收塔6的煙氣出口 12通過(guò)管道與尾吸塔7的煙氣進(jìn)口 11相連通。 尾吸塔7的頂部設(shè)有煙氣出口 12,塔內(nèi)上方設(shè)有噴淋層，底部設(shè)有氫氧化鈉吸收液箱，該氫 氧化鈉吸收液箱出口通過(guò)帶循環(huán)泵2的循環(huán)輸送管道與尾吸塔7內(nèi)各噴淋層相連，進(jìn)而形 成一個(gè)尾氣吸收循環(huán)噴淋系統(tǒng)。上述的氟硅酸液出口 53另外通過(guò)帶給料泵的管道與外部 的氟硅酸精制設(shè)備54 (或氟鹽加工設(shè)備）連接，在進(jìn)入氟硅酸精制設(shè)備54之前可通過(guò)壓濾 裝置21先進(jìn)行壓濾處理，壓濾裝置21的溢流口再通過(guò)管道連接至氟硅酸精制設(shè)備54。
[0091] 在本實(shí)施例提供的上述圖18所示工藝系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例的從窯法磷酸工 藝的出窯煙氣中水化吸磷及回收氟的方法具體包括以下步驟： 6. 1水化塔中P2O5的水化吸收： 將上述步驟4后含P2O5和氟的、溫度在500°C以上的出窯煙氣（P2O 5含量80g/Nm3)由 水化塔1下部的煙氣進(jìn)口 11通入塔內(nèi)，此前開(kāi)啟酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)的循環(huán)泵2,使水化塔1 中的濃磷酸溶液通過(guò)上、中兩層濃磷酸噴淋層24噴出，最上層濃磷酸噴淋層24的部分噴嘴 從斜下方噴向塔內(nèi)壁，其余噴嘴垂直向下噴出，中、下兩層噴淋層的噴嘴垂直向下噴淋，噴 淋的濃磷酸溶液與進(jìn)入塔內(nèi)的含P 2O5和氟的煙氣逆流充分接觸，進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，煙氣中的 P2O5與噴淋的濃磷酸溶液中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成磷酸，生成的磷酸一半以上被吸收進(jìn)噴 淋液，其余部分形成磷酸霧保持在氣相中，而煙氣中的氟(例如SiF 4和HF等)在濃磷酸和較 高溫度條件下，很難被吸收進(jìn)噴淋液中；煙氣通過(guò)與循環(huán)噴淋的較低溫濃磷酸溶液換熱以 及水化塔1內(nèi)水冷系統(tǒng)17的冷卻，溫度降至75°C?130°C，出水化塔1的循環(huán)濃磷酸溶液 溫度則被提高到70°C?95°C。根據(jù)煙氣中水分的含量大小，循環(huán)噴淋的濃磷酸溶液的質(zhì)量 百分比濃度可選擇在60%?90%的范圍內(nèi)（本實(shí)施例采用70%?85%濃度的磷酸溶液)，水 化塔內(nèi)濃磷酸溶液的進(jìn)塔溫度控制為50°C?80°C，噴淋液氣比控制在3L/m 3?20L/m3。在 出塔煙氣中夾帶有較多以霧狀形態(tài)存在磷酸霧，不能在水化塔1中沉降下來(lái)，隨煙氣一起 被帶出水化塔1。該水化塔1具有冷卻煙氣和水化吸收P 2O5的雙重功能，其中主要發(fā)生的 化學(xué)反應(yīng)如下： P2O5 + 3H20 = 2H3P〇4 水化塔1中噴淋落下的濃磷酸溶液最后通過(guò)進(jìn)液口 14進(jìn)入酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)，然后流 入酸冷器18中，酸冷器18的結(jié)構(gòu)為一個(gè)攪拌槽中布置有若干不銹鋼管環(huán)成的換熱板，管中 通入循環(huán)冷卻水，通過(guò)攪拌，使進(jìn)入酸冷器18的磷酸溶液在換熱板上形成強(qiáng)制對(duì)流換熱， 提高傳熱效率，將濃磷酸中的熱焓部分轉(zhuǎn)移到酸冷器18的循環(huán)冷卻水中，通過(guò)冷卻水將循 環(huán)濃磷酸溶液的熱量不斷轉(zhuǎn)移。從酸冷器18出口流出的循環(huán)酸液進(jìn)入酸液儲(chǔ)液槽16,并通 過(guò)循環(huán)泵2再次回送到上、中兩層濃磷酸噴淋層24的各個(gè)噴嘴進(jìn)行循環(huán)噴淋。
[0092] 6. 2磷酸霧捕集塔中磷酸霧的捕集： 由水化塔1頂部煙氣出口 12排出的氣相物質(zhì)（即煙氣）進(jìn)入磷酸霧捕集塔3的洗滌管 31中，該塔為一臺(tái)流態(tài)化逆流洗滌塔，在洗滌管31中由下向上噴射循環(huán)稀磷酸溶液，稀磷 酸溶液與由上向下的高速煙氣流碰撞接觸后在氣-液界面區(qū)域形成強(qiáng)烈的湍動(dòng)區(qū)域，流體 動(dòng)量達(dá)到平衡后建立起一定高度的穩(wěn)定的泡沫區(qū)(泡沫柱)，煙氣穿過(guò)泡沫區(qū)，與大面積不 斷更新的磷酸溶液液體表面接觸，在泡沫區(qū)發(fā)生粒子的捕集、聚合長(zhǎng)大和熱量的傳遞，煙氣 中夾帶的磷酸霧絕大部分轉(zhuǎn)入循環(huán)稀磷酸溶液，吸收區(qū)內(nèi)煙氣表觀流速為lOm/s?30m/s， 液氣比為3L/m 3?25L/m3。煙氣通過(guò)絕熱蒸發(fā)循環(huán)稀磷酸溶液中水分的方式被進(jìn)一步降溫 到60°C?75°C。與傳統(tǒng)熱法磷酸文丘里除霧器相比，在同樣的除霧效果情況下，本發(fā)明的 磷酸霧捕集塔可大大減少設(shè)備的動(dòng)力壓頭損失，降低收酸裝置能耗。
[0093] 磷酸霧捕集塔3中循環(huán)噴淋的酸液采用10%?50%質(zhì)量百分濃度的稀磷酸溶液， 洗滌管31中的氣體和液體進(jìn)入塔下部的分離罐32中進(jìn)行氣-液分離，循環(huán)酸液落入分離 罐32底部，該塔的分離罐32同時(shí)兼作循環(huán)酸槽，底部的稀磷酸溶液再通過(guò)循環(huán)泵2回送至 洗滌管31或者根據(jù)需要串酸至水化塔1的稀磷酸噴淋層25中。
[0094] 6. 3除霧分離塔中磷酸霧的捕集： 從磷酸霧捕集塔3中煙氣出口 12排出的煙氣再進(jìn)入到除霧分離塔4中進(jìn)行進(jìn)一步的 氣-液分離，以進(jìn)一步除去煙氣中的磷酸霧，除霧分離塔下部設(shè)計(jì)成類似旋風(fēng)除塵器的磷 酸液滴收捕結(jié)構(gòu)，利用離心力將已長(zhǎng)大的磷酸液滴從煙氣中捕集下來(lái)，在除霧分離塔上部 安裝有絲網(wǎng)除霧器42，將煙氣中尚未長(zhǎng)大的磷酸霧滴進(jìn)一步捕集下來(lái)以保證設(shè)備對(duì)P 2O5的 直收率；除霧分離塔4排出的水化吸磷后的煙氣則送入氟回收設(shè)備中進(jìn)行回收氟的處理。
[0095] 由于磷酸的水化吸收過(guò)程化合煙氣中P2O5需要消耗水，另外煙氣降溫過(guò)程中從噴 淋酸液中蒸發(fā)了部分水分，因此水化吸收過(guò)程需要不斷補(bǔ)充水，本實(shí)施例工藝系統(tǒng)中需要 補(bǔ)充的水量全部從除霧分離塔4煙氣出口 12處補(bǔ)入，此時(shí)在線水沖洗裝置41不僅充當(dāng)補(bǔ) 水裝置，同時(shí)兼做除霧分離塔4上部絲網(wǎng)除霧器的沖洗裝置。由于全部的補(bǔ)水都加入到了 除霧分離塔4中，而除霧分離塔4的底液又通過(guò)磷酸霧捕集塔3的酸液進(jìn)口 34回流至磷酸 霧捕集塔3中，因此磷酸霧捕集塔3中循環(huán)酸液濃度會(huì)逐步降低，而另一方面，水化塔1中 由于不斷吸收煙氣中的P 2O5，其中循環(huán)酸液濃度會(huì)逐漸增加，因此，水化塔1和磷酸霧捕集 塔3的循環(huán)酸液系統(tǒng)需要進(jìn)行串酸，以保持各自循環(huán)酸液濃度的穩(wěn)定，水化塔1串至磷酸霧 捕集塔3的酸在填料過(guò)濾裝置22中澄清、過(guò)濾后引至磷酸霧捕集塔3,磷酸霧捕集塔3串至 水化塔1的酸則直接從磷酸霧捕集塔3的循環(huán)泵2出口處引出即可。由于水化塔1中的循 環(huán)酸液吸收了煙氣中的粉塵等雜質(zhì)，為了不讓這些雜質(zhì)累積，需要從水化塔1的酸液循環(huán) 噴淋系統(tǒng)中引出多余的酸液(對(duì)應(yīng)物料平衡的產(chǎn)酸量）先到填料過(guò)濾裝置22進(jìn)行澄清過(guò)濾 (一級(jí)過(guò)濾)，澄清液一部分串酸至磷酸霧捕集塔3,另一部分則作為粗成品磷酸進(jìn)入精制工 序，加入活性碳、硅藻土及鋇鹽，脫去粗磷酸的顏色和S0，，然后用板框壓濾裝置21(二級(jí)過(guò) 濾）除雜、提純后得到濃磷酸成品。
[0096] 6. 4 -級(jí)氟吸收： 先將水化吸磷后的煙氣輸送至一級(jí)氟吸收塔5的氟硅酸洗滌管51，煙氣中大部分的氟 (主要是四氟化硅）自上而下與噴嘴35自下而上噴入的循環(huán)氟硅酸溶液(質(zhì)量百分濃度為 10%?20%)發(fā)生充分的氣液兩相接觸，并進(jìn)行傳質(zhì)傳熱和化學(xué)反應(yīng)，煙氣中的大部分氟與 水反應(yīng)后生成氟硅酸，同時(shí)煙氣中的熱焓通過(guò)熱量傳遞大部分轉(zhuǎn)移到循環(huán)氟硅酸溶液中； 煙氣通過(guò)絕熱蒸發(fā)循環(huán)氟硅酸溶液中的水分和傳熱給循環(huán)氟硅酸溶液的方式被進(jìn)一步降 溫到50°C?70°C ;此步驟中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下： 3SiF4 +3H20 = 2H2SiF6 + Si02*H20〇
[0097] 6. 5 -級(jí)氣液分離： 在氟硅酸洗滌管51中最后得到的產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)移至氟硅酸分離罐52中進(jìn)行氣液分離， 分離后的氣體通過(guò)一級(jí)氟吸收塔5的煙氣出口進(jìn)入二級(jí)氟吸收塔6的二級(jí)氟硅酸洗滌管61 中，分離后的液體留存于氟硅酸分離罐52中并通過(guò)帶循環(huán)泵2的循環(huán)輸送管道回送至氟硅 酸洗漆管51中進(jìn)行上述步驟4的操作。
[0098] 6. 6二級(jí)氟吸收： 進(jìn)入二級(jí)氟硅酸洗滌管61中的煙氣(剩余的絕大部分的含氟物質(zhì)，主要是四氟化硅）自 上而下與噴嘴35自下而上噴入的循環(huán)氟硅酸溶液(質(zhì)量百分濃度為0. 5%?1. 5%)發(fā)生充 分的氣液兩相接觸，并進(jìn)行傳質(zhì)傳熱和化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氟硅酸，同時(shí)煙氣中的熱焓通過(guò) 熱量傳遞再次轉(zhuǎn)移到循環(huán)氟硅酸溶液中；經(jīng)步驟（3)處理后的產(chǎn)物的溫度進(jìn)一步降至60°C 以下；本步驟中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與步驟4相同。
[0099] 6. 7二級(jí)氣液分離： 在二級(jí)氟硅酸洗滌管61中最后得到的產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)移至二級(jí)氟硅酸分離罐62中進(jìn)行氣 液分離，二級(jí)氟硅酸分離罐62頂部設(shè)除霧單元，以除去煙氣中夾帶的霧沫，提高氟的吸收 率，除霧單元通過(guò)頂部噴入循環(huán)氟硅酸溶液進(jìn)行清洗。分離后的氣體通過(guò)二級(jí)氟吸收塔6 的煙氣出口進(jìn)入后續(xù)的尾吸塔7進(jìn)行處理，分離后的液體留存于二級(jí)氟硅酸分離罐62中通 過(guò)帶循環(huán)泵2的循環(huán)輸送管道回送至二級(jí)氟硅酸洗滌管61中進(jìn)行上述步驟6的操作，該循 環(huán)輸送管道安裝有氟硅酸冷卻器63,以便移除循環(huán)氟硅酸溶液中的部分熱量，使氟吸收反 應(yīng)能在較適宜的溫度下進(jìn)行。進(jìn)入二級(jí)氟硅酸洗滌管61的循環(huán)氟硅酸溶液經(jīng)過(guò)了氟硅酸 冷卻器63 (常規(guī)冷卻設(shè)備）的冷卻處理；部分多余的循環(huán)氟硅酸溶液則可直接排放到一級(jí) 氟吸收塔5的氟硅酸分離罐52中。
[0100] 一級(jí)氟吸收塔5和二級(jí)氟吸收塔6中的循環(huán)氟硅酸溶液因吸收煙氣中的氟(主要 是四氟化硅）有累積，一級(jí)氟吸收塔5中的氟硅酸濃度因吸收煙氣中的SiF 4和HF而增加， 二級(jí)氟吸收塔6中多余的循環(huán)氟硅酸溶液則排放至一級(jí)氟吸收塔5中使其濃度維持恒定， 最終一級(jí)氟吸收塔5中多余的循環(huán)氟硅酸溶液經(jīng)給料泵送至壓濾裝置21進(jìn)行壓濾除去其 中的硅膠等固體物，濾液去氟硅酸精制工序精制成氟硅酸成品(濃度為12%左右）或加工成 氣鹽廣品；濾漁為娃I父，洗凈除雜后作為副廣品。
[0101] 6. 8尾吸凈化處理： 進(jìn)入后續(xù)尾吸塔7進(jìn)行處理的煙氣在尾吸塔7的向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與向下噴淋的NaOH 溶液進(jìn)行逆流接觸，尾吸塔7底部吸收液箱通過(guò)循環(huán)泵2與塔內(nèi)各噴淋層相連，形成一個(gè)循 環(huán)噴淋系統(tǒng)；為了保持吸收液的吸收能力，吸收液的PH值保持在8以上，需要不斷加入稀 NaOH溶液，而吸收液因稀NaOH溶液的加入和煙氣中P2O5、氟等雜質(zhì)的吸收會(huì)有累積，需要不 斷排出進(jìn)行污水處理，處理回收的水可回用到窯法磷酸的原料工序；煙氣中剩余的污染物 (P 205、SiF4、粉塵等）被噴淋液吸收，煙氣得到進(jìn)一步的洗滌凈化，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)(氣體 氟含量降低到9mg/m 3以下)，然后通過(guò)引風(fēng)機(jī)排至煙囪排放。本步驟中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) 如下： 3SiF4 + 6Na0H = 2Na2SiF6 + Na2SiO3 + 3H20 P2O5 + 6Na0H = 2Na3P04+ 3H20。
[0102] 以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作的等同修改、變換 及潤(rùn)色，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種改進(jìn)型的用回轉(zhuǎn)窯規(guī)?；a(chǎn)磷酸的方法，包括以下步驟： (1) 原料預(yù)處理：將原料碳質(zhì)還原劑、磷礦石和硅石分別用碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)、磷 礦石預(yù)處理系統(tǒng)和硅石預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后的碳質(zhì)還原劑、磷礦石和硅石送 入內(nèi)球料混合裝置進(jìn)行混合造球，預(yù)處理后的碳質(zhì)還原劑和硅石另送入外殼料混合裝置進(jìn) 行混合； (2) 內(nèi)球的制備：將經(jīng)過(guò)步驟（1)處理后得到的碳質(zhì)還原劑粉、磷礦石粉和硅石粉按配 比要求加入一強(qiáng)力混合機(jī)或潤(rùn)磨機(jī)中，同時(shí)添加粘結(jié)劑，充分混勻后的混合料通過(guò)計(jì)量給 料設(shè)備送入造球機(jī)進(jìn)行造球處理，造球時(shí)以滴狀和/或霧狀施加形式補(bǔ)加所述粘結(jié)劑，補(bǔ) 加量為所述混合料質(zhì)量的1%?10%，造球完成后得到內(nèi)球； (3) 復(fù)合球團(tuán)的成型：將經(jīng)過(guò)步驟（1)處理后得到的碳質(zhì)還原劑粉和硅石粉按配比要 求加入另一強(qiáng)力混合機(jī)或潤(rùn)磨機(jī)中，同時(shí)添加粘結(jié)劑，充分混勻后得到包裹料；將步驟（2) 中得到的內(nèi)球進(jìn)行雙層輥式篩分處理，篩分出符合工藝要求粒度的內(nèi)球送入另一進(jìn)行包裹 處理的造球機(jī)中，向該造球機(jī)中通入所述包裹料，在包裹處理過(guò)程中以滴狀和/或霧狀施 加形式補(bǔ)加所述粘結(jié)劑，補(bǔ)加量為所述包裹料質(zhì)量的1%?12%，包裹處理完成后得到復(fù)合 生球；復(fù)合生球送入干燥機(jī)進(jìn)行干燥固結(jié)，最終成型得到復(fù)合球團(tuán)； (4) 窯法還原：將步驟（3)中得到的復(fù)合球團(tuán)從回轉(zhuǎn)窯窯尾箱的進(jìn)料管處進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯 的腔體內(nèi)，點(diǎn)燃燃料燒嘴，使回轉(zhuǎn)窯內(nèi)還原帶溫度加熱到1300°C?1450°C，回轉(zhuǎn)窯中的復(fù) 合球團(tuán)在高溫條件下經(jīng)還原劑還原后生成出窯煙氣，通過(guò)所述出口煙道的設(shè)置使回轉(zhuǎn)窯窯 尾的出窯煙氣在進(jìn)入出口煙道時(shí)不在運(yùn)動(dòng)方向上發(fā)生較大偏移，進(jìn)而阻止出窯煙氣中的偏 磷酸在回轉(zhuǎn)窯窯尾處產(chǎn)生離心物理沉降，使窯氣中偏磷酸直接隨出窯煙氣進(jìn)入到后續(xù)的水 化塔中；出回轉(zhuǎn)窯的高溫渣球則輸送至一冷卻設(shè)備進(jìn)行綜合利用； (5) 水化吸磷：將含P2O5和氟的出窯煙氣通入一水化塔內(nèi)，此前開(kāi)啟與水化塔相連接 的酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)，酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)將濃磷酸溶液不斷輸送到水化塔內(nèi)的噴淋裝置 中，向下噴淋的濃磷酸溶液與進(jìn)入塔內(nèi)的含P 2O5和氟的出窯煙氣逆流充分接觸，進(jìn)行傳質(zhì) 傳熱，煙氣中的P2O 5與噴淋的濃磷酸溶液中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成磷酸并被吸收進(jìn)噴淋液 中，其余部分形成磷酸霧保持在氣相中，水化塔中剩余煙氣通過(guò)其煙氣出口排出；水化塔中 噴淋落下的磷酸溶液進(jìn)入酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)中，先流入酸冷器，從酸冷器出口流出的循環(huán) 磷酸溶液再通過(guò)循環(huán)泵回送到所述水化塔的噴淋裝置繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)噴淋；從所述煙氣出口 排出的煙氣再依次通過(guò)磷酸霧捕集塔和除霧分離塔，使出水化塔煙氣中夾帶的磷酸霧被進(jìn) 一步捕集，所述磷酸霧捕集塔和除霧分離塔捕集磷酸霧后形成的稀磷酸溶液通過(guò)管道布置 與所述水化塔中的濃磷酸溶液保持串酸；在水化吸磷的操作過(guò)程中，酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)中 的濃磷酸溶液會(huì)不斷增加，多出的部分經(jīng)過(guò)濾后作為粗磷酸產(chǎn)品，粗磷酸產(chǎn)品進(jìn)入后續(xù)的 磷酸精制工序；另一方面，配套的在線補(bǔ)水裝置對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程實(shí)施在線補(bǔ)水，除霧分離塔 排出的含氟煙氣則進(jìn)入后續(xù)的氟回收工序。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)中， 所述碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)的工藝過(guò)程包括：將碳質(zhì)還原劑先采用單段破碎設(shè)備破碎 至粒度在30mm以下，然后將破碎后的碎石料送至碳質(zhì)還原劑中間料倉(cāng)，碳質(zhì)還原劑中間料 倉(cāng)通過(guò)計(jì)量給料設(shè)備將碎石料送至磨礦設(shè)備進(jìn)行粉磨，待磨礦設(shè)備將進(jìn)料粉磨至工藝要求 的粒度后，由旋風(fēng)收粉設(shè)備和布袋收粉設(shè)備組成的組合式收塵器收集粉料，并輸送至碳質(zhì) 還原劑粉儲(chǔ)料倉(cāng)；所述粉磨過(guò)程中通過(guò)配置的熱風(fēng)爐不斷補(bǔ)充熱風(fēng)以干燥粉料中夾帶的水 分； 所述磷礦石預(yù)處理系統(tǒng)的工藝過(guò)程包括：將磷礦石先采用單段破碎設(shè)備破碎至粒度在 30_以下，然后將破碎后的碎石料送至磷礦石中間料倉(cāng)，磷礦石中間料倉(cāng)通過(guò)計(jì)量給料設(shè) 備將碎石料送至磨礦設(shè)備進(jìn)行粉磨，待磨礦設(shè)備將進(jìn)料粉磨至工藝要求的粒度后，由旋風(fēng) 收粉設(shè)備和布袋收粉設(shè)備組成的組合式收塵器收集粉料，并輸送至均化庫(kù)；所述粉磨過(guò)程 中通過(guò)配置的熱風(fēng)爐不斷補(bǔ)充熱風(fēng)以干燥粉料中夾帶的水分； 所述硅石預(yù)處理系統(tǒng)的工藝過(guò)程包括：將硅石先采用單段破碎設(shè)備或兩段一閉路破碎 設(shè)備破碎至粒度在30_以下，然后將破碎后的碎石料送至硅石中間料倉(cāng)，硅石中間料倉(cāng)通 過(guò)計(jì)量給料設(shè)備將碎石料送至磨礦設(shè)備進(jìn)行粉磨，待磨礦設(shè)備將進(jìn)料粉磨至工藝要求的粒 度后，由旋風(fēng)收粉設(shè)備和布袋收粉設(shè)備組成的組合式收塵器收集粉料，并輸送至硅石粉儲(chǔ) 料倉(cāng)；所述粉磨過(guò)程中通過(guò)配置的熱風(fēng)爐不斷補(bǔ)充熱風(fēng)以干燥粉料中夾帶的水分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)中， 所述單段破碎設(shè)備米用錘式破碎機(jī)或反擊式破碎機(jī)，或者米用錘式破碎機(jī)和反擊式破 碎機(jī)組合成的聯(lián)合式破碎機(jī)；所述兩段一閉路破碎設(shè)備主要由依次相連的顎式破碎機(jī)、篩 分機(jī)和圓錐破碎機(jī)組成，且圓錐破碎機(jī)的出料口循環(huán)連接至篩分機(jī)的進(jìn)料口； 所述碳質(zhì)還原劑預(yù)處理系統(tǒng)中的磨礦設(shè)備采用立式磨或風(fēng)掃煤磨；所述磷礦石預(yù)處理 系統(tǒng)中的磨礦設(shè)備采用立式磨或風(fēng)掃球磨；所述硅石預(yù)處理系統(tǒng)中的磨礦設(shè)備采用球磨機(jī) 和/或商壓棍壓機(jī)； 所述均化庫(kù)為間隙均化庫(kù)或連續(xù)均化庫(kù)，所述均化庫(kù)采用壓縮空氣對(duì)庫(kù)內(nèi)粉料進(jìn)行攪 拌均化，且均化值大于或等于4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)和步驟（3)中，所述粘結(jié)劑 為含腐植酸鈉的混合溶液，所述粘結(jié)劑中腐植酸鈉的質(zhì)量百分濃度為4%?20%，所述粘結(jié) 劑的制備包括以下步驟：選用含腐植酸的煤料和燒堿作為原料，將燒堿與水混合按比例配 制成NaOH溶液；將所述煤料和NaOH溶液按1 :3?10的固液比進(jìn)行球磨混合；將混合料攪 拌加熱到40°C?95°C進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間不小于30min ;將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后 得到的濾液即為粘結(jié)劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（3)中用到的干燥機(jī)為鱗板干燥 機(jī)，該鱗板干燥機(jī)沿復(fù)合生球的輸送方向共分為低溫、中溫和高溫三個(gè)干燥段； 所述低溫干燥段通入KKTC?200°C的低溫?zé)犸L(fēng)由上至下進(jìn)行抽風(fēng)或由下至上進(jìn)行鼓 風(fēng)，使低溫?zé)犸L(fēng)垂直穿過(guò)料層，并對(duì)復(fù)合生球進(jìn)行穿流干燥；所述低溫?zé)犸L(fēng)是源自所述高溫 干燥段的高溫?zé)犸L(fēng)出口處排出的廢氣； 所述中溫干燥段通入150°C?250°C的中溫?zé)犸L(fēng)由上至下進(jìn)行抽風(fēng)或由下至上進(jìn)行鼓 風(fēng)，使中溫?zé)犸L(fēng)垂直穿過(guò)料層，并對(duì)復(fù)合生球進(jìn)行穿流干燥； 所述高溫干燥段通入200°C?350°C的高溫?zé)犸L(fēng)由上至下進(jìn)行抽風(fēng)或由下至上進(jìn)行鼓 風(fēng)，使高溫?zé)犸L(fēng)垂直穿過(guò)料層，并對(duì)復(fù)合生球進(jìn)行穿流干燥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（4)中，所述回轉(zhuǎn)窯包括窯體、窯 頭箱、窯尾箱和驅(qū)動(dòng)窯體轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，在窯體的窯頭處設(shè)有燃料燒嘴，在窯尾箱處設(shè)有 進(jìn)料管和一連接至外部水化塔的出口煙道，所述窯體的上部不設(shè)置風(fēng)管，所述出口煙道設(shè) 于以回轉(zhuǎn)窯軸線為中心的窯體半徑范圍內(nèi)，且出口煙道中的煙氣輸送方向與回轉(zhuǎn)窯的軸線 方向基本平行或呈小于45°的夾角； 所述窯體包括外部的筒體殼和設(shè)于筒體殼內(nèi)側(cè)的窯襯，所述窯體沿回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度方向被 劃分包括還原帶和預(yù)熱帶，還原帶靠近窯頭箱，預(yù)熱帶靠近窯尾箱，還原帶長(zhǎng)度占窯體長(zhǎng)度 的1/3?3/5,預(yù)熱帶長(zhǎng)度占窯體長(zhǎng)度的2/5?2/3 ;所述窯襯主要由復(fù)合耐火磚或復(fù)合耐 火澆注料構(gòu)成，位于還原帶的窯襯包括靠近筒體殼的黏土材料層和靠近回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔的高鋁 材料層；位于預(yù)熱帶的窯襯則包括靠近筒體殼的黏土材料層和靠近回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔的碳化硅材 料層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟（4)中，所述窯尾箱外配套設(shè)有 一清窯機(jī)，清窯機(jī)中設(shè)有一可漸進(jìn)式伸入回轉(zhuǎn)窯窯尾箱內(nèi)并可與其腔體內(nèi)壁保持相對(duì)刮蹭 的刮刀；所述回轉(zhuǎn)窯的軸線與水平面呈1.7°?2. 9°的夾角，且窯體（3)的長(zhǎng)徑比為10? 25 : 1范圍；回轉(zhuǎn)窯的填充率為7%?25%，回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速控制為0. 6 r/min?3r/min。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述步驟（4)中，所述綜合利用的方 法，包括以下步驟： (a) 將窯法磷酸工藝中出回轉(zhuǎn)窯高溫渣球輸送至一冷卻設(shè)備的進(jìn)料區(qū)，所述冷卻設(shè)備 包括支撐裝置、臺(tái)車和罩殼，所述臺(tái)車位于支撐裝置上，所述罩殼架設(shè)于臺(tái)車上方，所述冷 卻設(shè)備的進(jìn)料區(qū)、卸料區(qū)均與所述臺(tái)車相通，所述高溫渣球被送進(jìn)冷卻設(shè)備的臺(tái)車上；所述 冷卻設(shè)備被劃分成至少兩個(gè)相互連接的冷卻段，各冷卻段分別設(shè)置有冷空氣進(jìn)風(fēng)口和與之 對(duì)應(yīng)的熱風(fēng)出口；所述冷空氣進(jìn)風(fēng)口與熱風(fēng)出口之間的氣流通道穿過(guò)所述臺(tái)車；所述臺(tái)車 的運(yùn)動(dòng)軌跡依次經(jīng)過(guò)所述進(jìn)料區(qū)、多個(gè)冷空氣進(jìn)風(fēng)口和卸料區(qū)； (b) 所述臺(tái)車通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)將高溫渣球帶入第一冷卻段，第一冷卻段利用臺(tái)車下部的鼓風(fēng) 機(jī)將冷空氣從所述冷空氣進(jìn)風(fēng)口引入，所述冷空氣穿過(guò)位于第一冷卻段的臺(tái)車，與臺(tái)車上 的熱渣球進(jìn)行熱交換，同時(shí)將高溫渣球中殘余的未反應(yīng)完的碳燃燒完畢，經(jīng)過(guò)第一冷卻段 的熱交換后，從第一冷卻段對(duì)應(yīng)的第一熱風(fēng)出口排出的熱空氣通過(guò)第一熱風(fēng)輸送管道輸送 至回轉(zhuǎn)窯腔體中，作為回轉(zhuǎn)窯中燃燒還原反應(yīng)產(chǎn)物的熱空氣來(lái)源； (c) 所述臺(tái)車通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)將高溫渣球繼續(xù)從第一冷卻段帶入第二冷卻段，第二冷卻段利 用臺(tái)車下部的鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣從所述冷空氣進(jìn)風(fēng)口引入，所述冷空氣穿過(guò)位于第二冷卻段 的臺(tái)車，與臺(tái)車上的熱渣球進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)第二冷卻段的熱交換后，從第二冷卻段對(duì)應(yīng)的 第二熱風(fēng)出口排出的熱空氣通過(guò)第二熱風(fēng)輸送管道輸送至窯法磷酸工藝復(fù)合生球干燥機(jī) 中，作為復(fù)合生球干燥的熱空氣來(lái)源； (d) 所述臺(tái)車通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)將高溫渣球繼續(xù)從第二冷卻段帶入后續(xù)的其余各冷卻段，其余 各冷卻段利用其臺(tái)車下部的鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣從所述冷空氣進(jìn)風(fēng)口引入，所述冷空氣穿過(guò)位 于其余各冷卻段的臺(tái)車，與臺(tái)車上的熱渣球進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)其余各冷卻段的熱交換后，從 其余各熱風(fēng)出口排出的熱空氣經(jīng)除塵后可直接排放或送到上述復(fù)合生球干燥機(jī)中作為干 燥的熱空氣來(lái)源；冷卻后的渣球從所述卸料區(qū)排出即可。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（5)中，所述水化塔中的噴淋裝 置包括至少兩個(gè)位于水化塔容腔不同高度處的噴淋層，且至少兩個(gè)的噴淋層中包含一稀磷 酸噴淋層和濃磷酸噴淋層，濃磷酸噴淋層設(shè)于稀磷酸噴淋層上方；所述濃磷酸噴淋層的進(jìn) 液管與所述酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)相連通，所述稀磷酸噴淋層的進(jìn)液管與磷酸霧捕集塔中稀磷 酸溶液的循環(huán)輸送管道相連通以使得磷酸霧捕集塔中的稀磷酸溶液串酸至水化塔中，所述 酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)另通過(guò)管道連接至磷酸霧捕集塔中以使得水化塔中的濃磷酸溶液串酸 至磷酸霧捕集塔中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述步驟（5)中，所述酸冷器為一個(gè) 攪拌槽中布置有多個(gè)改性石墨管或不銹鋼管環(huán)成的換熱板，管中通入循環(huán)冷卻水，通過(guò)攪 拌，使進(jìn)入酸冷器的磷酸溶液在換熱板上形成強(qiáng)制對(duì)流換熱；所述步驟（1)中的出窯煙氣 通過(guò)與循環(huán)噴淋的濃磷酸溶液換熱以及水化塔內(nèi)水冷系統(tǒng)的冷卻，溫度降至75°C?130°C; 所述水化塔內(nèi)循環(huán)噴淋的濃磷酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為60%?90%，水化塔內(nèi)濃磷酸溶 液的進(jìn)塔溫度控制為50°C?80°C，水化塔內(nèi)噴淋液氣比控制在lL/m 3?20L/m3。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟（5)中，所述磷酸霧捕集塔 為一流態(tài)化逆流式洗滌塔，包括洗滌管和分離罐，由水化塔煙氣出口排出的煙氣進(jìn)入磷酸 霧捕集塔的洗滌管中，在洗滌管中由下向上噴射的循環(huán)稀磷酸溶液與由上向下的煙氣逆流 碰撞接觸后建立起泡沫區(qū)，煙氣穿過(guò)泡沫區(qū)后與大面積不斷更新的稀磷酸溶液液體表面接 觸，在泡沫區(qū)發(fā)生粒子的捕集、聚合長(zhǎng)大和熱量的傳遞，煙氣通過(guò)絕熱蒸發(fā)循環(huán)稀磷酸溶液 中水分的方式被進(jìn)一步降溫到60°C?90°C ;所述洗滌管中的氣體和液體進(jìn)入下部的分離 罐中進(jìn)行氣-液分離，循環(huán)稀磷酸溶液落入分離罐底部后再通過(guò)循環(huán)泵回送至洗滌管且部 分串酸至水化塔中；所述磷酸霧捕集塔中循環(huán)噴淋的稀磷酸溶液的質(zhì)量百分濃度為10%? 50% ;稀磷酸溶液的溫度控制在40°C?70°C，磷酸霧捕集塔內(nèi)噴淋液氣比控制在3L/m3? 25L/m 3； 從所述磷酸霧捕集塔中煙氣出口排出的煙氣再進(jìn)入到除霧分離塔中進(jìn)行進(jìn)一步的 氣-液分離，除霧分離塔下部設(shè)計(jì)成類似旋風(fēng)除塵器的磷酸液滴收捕結(jié)構(gòu)，利用離心力將 已長(zhǎng)大的磷酸液滴從煙氣中捕集下來(lái)，在除霧分離塔上部安裝有絲網(wǎng)除霧器，將煙氣中尚 未長(zhǎng)大的磷酸霧滴進(jìn)一步捕集下來(lái)；所述在線補(bǔ)水裝置裝設(shè)在除霧分離塔中且位于絲網(wǎng)除 霧器的上方，并兼作絲網(wǎng)除霧器的沖洗裝置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟（5)中，氟回收工序包括以下 步驟： (1) 一級(jí)氟吸收：先將除霧分離塔中排出的含氟煙氣輸送至一級(jí)氟吸收塔的氟硅酸洗 滌管，煙氣自上而下與噴嘴自下而上噴入的循環(huán)氟硅酸溶液發(fā)生充分的氣液兩相接觸，并 進(jìn)行傳質(zhì)傳熱和化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氟硅酸，同時(shí)煙氣中的熱焓通過(guò)絕熱蒸發(fā)循環(huán)氟硅酸 溶液中的水分被部分轉(zhuǎn)移到水蒸氣中； (2) -級(jí)氣液分離：所述氟硅酸洗滌管中的氣體和液體全部轉(zhuǎn)移至氟硅酸分離罐中進(jìn) 行氣液分離，分離后的氣體通過(guò)一級(jí)氟吸收塔的煙氣出口進(jìn)入二級(jí)氟吸收塔的二級(jí)氟硅酸 洗滌管中，分離后的液體留存于氟硅酸分離罐中并通過(guò)帶循環(huán)泵的循環(huán)輸送管道回送至氟 硅酸洗滌管中進(jìn)行上述一級(jí)氟吸收步驟的操作； (3) 二級(jí)氟吸收：進(jìn)入二級(jí)氟硅酸洗滌管中的煙氣自上而下與噴嘴自下而上噴入的循 環(huán)氟硅酸溶液發(fā)生充分的氣液兩相接觸，并進(jìn)行傳質(zhì)傳熱和化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氟硅酸，同 時(shí)煙氣中的熱焓通過(guò)熱量傳遞部分轉(zhuǎn)移到循環(huán)氟硅酸溶液中； (4) 二級(jí)氣液分離：所述二級(jí)氟硅酸洗滌管中的氣體和液體全部轉(zhuǎn)移至二級(jí)氟硅酸分 離罐中進(jìn)行氣液分離，分離后的氣體通過(guò)二級(jí)氟吸收塔的煙氣出口進(jìn)入后續(xù)的尾吸塔進(jìn)行 處理，分離后的液體留存于二級(jí)氟硅酸分離罐中，部分通過(guò)循環(huán)泵回送至二級(jí)氟硅酸洗滌 管中進(jìn)行上述二級(jí)氟吸收步驟的操作，部分輸送到一級(jí)氟吸收塔的氟硅酸分離罐中； (5)所述一級(jí)氟吸收塔中的氟硅酸溶液會(huì)不斷增加，多出的氟硅酸溶液經(jīng)過(guò)濾去硅膠 后后作為副廣的氣娃Ife廣品。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述一級(jí)氟吸收塔和二級(jí)氟吸收塔均 為流態(tài)化逆流式洗滌塔，一級(jí)氟吸收塔主要由氟硅酸洗滌管和氟硅酸分離罐組成，氟硅酸 洗滌管的出口連通至氟硅酸分離罐的中部，氟硅酸分離罐的頂部設(shè)有煙氣出口，底部設(shè)有 氟硅酸液出口，該氟硅酸液出口通過(guò)一帶循環(huán)泵的循環(huán)輸送管道與所述氟硅酸洗滌管內(nèi)的 噴嘴相連通； 所述二級(jí)氟吸收塔主要由二級(jí)氟硅酸洗滌管和二級(jí)氟硅酸分離罐組成，一級(jí)氟吸收塔 的煙氣出口通過(guò)管道連接至二級(jí)氟硅酸洗滌管，二級(jí)氟硅酸洗滌管的出口連通至二級(jí)氟硅 酸分離罐的中部，二級(jí)氟硅酸分離罐的頂部設(shè)有除沫層和煙氣出口，底部設(shè)有氟硅酸液出 口，該氟硅酸液出口通過(guò)一帶循環(huán)泵的循環(huán)輸送管道與二級(jí)氟硅酸洗滌管內(nèi)的噴嘴及一級(jí) 氟吸收塔的氟硅酸分離罐相連通； 一級(jí)氟吸收采用的循環(huán)氟硅酸溶液的質(zhì)量百分濃度為8%?25%，循環(huán)氟硅酸溶液的溫 度為25°C?65°C，噴淋液氣比控制在3L/m3?25L/m3 ;二級(jí)氟吸收采用的循環(huán)氟硅酸溶液 的質(zhì)量百分濃度為〇. 5%?5%，循環(huán)氟硅酸溶液的溫度為25°C?60°C，噴淋液氣比控制在 3L/m3 ?25L/m3。
【文檔編號(hào)】C01B25/18GK104211030SQ201310218484
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月4日
【發(fā)明者】侯擁和, 魏世發(fā) 申請(qǐng)人:四川玖長(zhǎng)科技有限公司