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(2)磷酸的主要设备立足于国内自己开发，制造，运行可靠。 引进技术国产化等“五化”原则，以求达到节省投资和用地之目的。 1.4.3 生产方法和主要技术方案
本设计萃取磷酸采用二水物流程。
(3)贯彻工厂布置一体化，部分装置露天化，建(构)筑物轻型化，公用工程社会化，
萃取磷酸的生产，由于反应生成硫酸钙结晶中的水合物形成不同而有多种流程，其中二水物流程比较成熟，而且对磷矿的品位和类型的适应性较广，因而在国内外获得广泛的采用。本设计的萃取磷酸的生产采用传统的二水物流程。 1.4.4 操作制度
本装置磷酸每天三班连续操作，每年运行300天，每天运行22.5h即每年运行6750h。 大修一次：30天
中修三次：15天，每次5天 小修十次：20天，每次2天 1.4.5 存在问题及建设
在磷石膏的长期堆积处，天然铀系列放射性元素和其他杂质严重影响了环境也阻止了石膏本身的使用。
2 总图运输
2.1 概述
锦屏镇属近郊区，位于风景秀丽的锦屏山南麓。历史悠久，古迹众多，资源丰富，交通便捷，东临运输繁忙的东盐河，西傍景色如画的蔷薇河地理位置十分优越，距市政府所在地5km，距连云港市民航机场8km，距中国八大港口之一连云港港口20km，连徐、同三高速公路交汇于此，东陇海铁路延伸至镇区。全镇面积56.6km2，辖10个行政村，总人口3.5万人。
工厂位于西矿区东南200m左右，西2km为矿区总部，及选矿厂，家属区等，西临磷肥厂，东临木材厂，北有饲料厂，南有通往连云港之铁路专用线，北南紧临厂区均为西矿井之职工宿舍区，并有矿区通往连云港公路在此通过。
厂区地形平坦，最高为5.2m，最低为4.8m左右，铁路轨顶标高6.39～6.44m之间，故厂区低洼，经常积水，为保证雨天不积水，厂区标高需抬高到5.6～6.0m。
2.2 总平面布置
从工厂的组成、运输、气象及地质等情况，共排三个方案，均以磷酸为主体，其他辅助装置围绕磷酸装置布置，经过比较差异不大，仅是物料输送皮带机的长短和管线长短而已，最终经过比较确定此方案为初步设计总平面布置，该方案的特点是物料输送距离最短，主厂房布置在地质条件较好之地段，污水处理站和污水排放泵房布置在磷酸厂房东侧，有利于污水排放。外来硫酸的装卸站台及罐区紧临铁路，且于磷酸装置硫酸中间罐区仅一路之隔，磷矿库在磷酸厂北侧，因磷精矿用汽车运输入厂，这样汽车运距短，不用穿过厂区，
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仅磷石膏需用汽车运至尾矿堆场，而磷石膏堆放根据工艺要求只能布置在磷酸厂房南面，紧临铁路，如果磷石膏的有了新的开发和利用可以直接用火车运走。
2.3 竖向布置
由于原厂区比较低洼，经常的积水，为了保证厂区自身的废水和雨水方便的排放，厂区标高必须由原来的4.8～5.2m抬高到5.6～6.0m，厂区需填土近3万立方米。
3 工艺设计
3.1 生产工艺综述
本设计采用锦屏精选矿及外购商品硫酸制成浓度约为32% P2O5的稀磷酸。
3.2 生产方法和工艺流程的选择与评述
磷酸的基本生产方法有热法和湿法。热法是以黄磷为原料，使之在过量的空气中燃烧再水合而制得。其特点是产品纯度高，可得到食品级、试剂级的磷酸；缺点是成本高。而湿法磷酸是由酸性较强的无机酸分解磷矿而得。其优点是成本低；缺点是产品的浓度低，杂质含量高，提纯困难。目前世界各国大多采用湿法，并不断研究湿法磷酸的提纯技术以达到以较低的生产成本制得纯度较高的磷酸。
本设计采用湿法磷酸。 3.2.1 湿法磷酸工艺流程[3]
湿法磷酸生产中，用来分解磷矿的无机酸有硫酸、硝酸、磷酸、盐酸、氟硅酸等。用这些酸与磷矿反应都生成磷酸和氟化氢，而不同的酸根则与磷矿中的钙结合生成不同的钙盐。从磷酸溶液中分离这些不同的钙盐，因其性质不同，分离的方法各异，从而生成了各种不同的湿法磷酸生产工艺过程。所以，通常用生成硫酸钙结晶的水合物来命名工艺流程。
(1)二水物流程
硫酸分解磷矿制湿法磷酸时，控制硫酸钙以二水物(石膏CaSO4·2H2O)形式沉淀的工艺流程称为二水物流程，反应式如下：
Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 10H2O ＝ 3H3PO4 + 5CaSO4·2H2O + HF
二水物流程的反应机理和工艺条件与半水物流程，无水物流程等截然不同，这就是湿法磷酸生产流程要以硫酸钙结晶水形式来分类的原因。
二水物湿法磷酸生产工艺流程图[4]：
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1-硫酸计量槽;2-硫酸泵;3-鼓风机;4-料浆泵;5-酸解(萃取)槽;6-盘式过滤机; 7-氟吸收液循环泵;8-文丘里吸收塔;9-排风机;10-排气筒;11,12-气液分离器; 13-冷凝器;14-石膏运输皮带;15a,15b,15c,15d-滤洗液中间槽;16,18-水环式真空泵; 17-液封槽;19-冷却水泵;20-冷却水池;21-冷凝水池;22-冷凝水泵
目前中小型化工企业中，二水物湿法磷酸生产流程占主导地位，其优点是： ①二水物结晶在稀磷酸溶液中具有很好的稳定性，能形成足够大而且比较整齐的结晶有利于过滤和洗涤，相应的减少磷酸的损失；
②生产中工艺条件控制幅度相对地大一些，运转时间长或开工率高，通常可达有效操作时间的85%～95%(不包括每年两周的定期清理)，每年操作时间一般为298～333天；
③对设备，材料腐蚀也相对小一些； ④对矿种的适应性强，生产用矿可以改变；
正因为上述的原因，湿法磷酸的生产以二水物流程起步至今已有百余年的历史，经过不断改进，完善，二水物流程已发展成为一个现代化的工业流程。
(2)半水物流程
半水物流程的最大优点在于半水物结晶能在高的磷酸浓度及温度下以介稳定形式存在；同时，半水物结晶可以形成粗大的晶体，在浓磷酸介质中有较好的过滤性能，这就使半水物流程具备了实现工业化的必要条件。目前，大部分半水物结晶都可以控制形成粗大的聚合晶体，这类晶体过滤速度快，洗涤容易，且稳定性好。
然而，作为工业化装置，半水物流程也有它的不足。首先是P2O5转化率低，影响经济效益，在一般控制条件下，转化率可降至92%～94%，其实，介稳定的半水物结晶在操作运转中，常会带来许多难以预期和克服的麻烦。
(3)半水-二水再结晶流程
再结晶流程中，硫酸钙结晶先以半水物析出，再转化成二水物的流程称为“半水—二水再结晶流程”，其中只一次过滤的，称为“一步法”流程。
同所有的再结晶流程一样，稀酸(一步法)流程也是由磷矿分解过程(半水部分)与结晶转化过程(二水部分)组成的。由于只安排了最后一次过滤，这就决定了前，后两个过程的
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磷酸浓度相同，或基本相同。一般选用30～32% P2O5，在此浓度下，即使转化过程中吸水转化仍能进行，其困难的程度也是可以想象的。
磷矿分解过程中，要在稀的磷酸溶液中形成半水物结晶也是困难的，流程中采取的措施是提高分解温度到80～110℃。
(4)二水-半水再结晶流程
该流程是以二水物流程为基础的再结晶过程，只能生产与二水物流程相接近的稀磷酸，全系统也可以分为磷矿分解过程及结晶转化(再结晶)过程。磷矿在分解过程中酸化，并首先析出二水物，在转化过程中又脱水转化为半水物。
该流程的特点是：
①全系统只经一次过滤，所以是“一步法”的再结晶流程，转化过程的磷酸浓度与分解过程基本相同；
②只能得到与二水物相似的磷酸浓度；
③结晶转化过程是由二水物脱水转化成半水物，这种从溶液中析出的半水物为α型(α-CaSO4·1/2H2O)；
从表面上分析，这类流程存在着某些不足之处。 第一，成品磷酸浓度偏低与二水物流程相接近。
第二，全系统的热过程不尽合理，如在分解过程中为了形成二水物结晶相对比较低的温度，需移走大量的热，但在转化过程中为了二水物的脱水，又需加大量的热来提高脱水的温度。
第三，半水物结晶是一个稳定的固相，在稀磷酸溶液中形成的半水物的稳定性更差。因此，对滤渣的处理经常碰到麻烦，通常的做法是令其自行吸水转化为二水物。这样，全系统的转化过程实际上成了二水物→半水物→二水物。
第四，在转化过程的溶液中，形成的半水物“过渡脱水”成无水物的趋势是存在的。 综上所述，选择二水物流程生成磷酸是最好的工艺流程。 3.2.2 工艺流程简述
(1)原料工段
本工段的主要任务是对汽车运输的磷精矿、硅藻土进行贮存，并通过机械运输设备将磷精矿与硅藻土按一定的配比计量混合后加入萃取槽。
磷精矿的年耗量约82307.1t/y，粒度(＜0.075㎜)＞50%。 (2)磷酸工段
由原料工段送来的磷精矿、硅藻土经螺旋计量后由埋刮板送入脱氟工段。
设置一个脱氟工段为的是生产出来的磷酸在用来生产饲钙的时候里面的氟符合国家的标准。
在脱氟工段出来的料浆与硫酸贮槽的硫酸经硫酸泵一起通过自控调节，按比例加入萃取槽。
萃取槽所获得的H3PO4 和CaSO4结晶混合料浆泵通过料浆泵送至盘式过滤机进行过滤。 为了降低萃取槽中料浆的温度，用鼓凤机送入空气冷却。萃取槽排出的含氟气体通过
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