磷矿加工系统回顾与现状最早的磷矿加工流程基本为干法流程。在干法流程中,磷矿加工系统采用风扫磨,磨成的产品通过选粉器、风机、旋风除尘器、袋式除尘器等形成闭路循环;符合粒度要求的磷矿送入下道工序,不符合粒度要求的则返回风扫磨重磨,因此,成品粒度可以得到控制,粒度的均匀性较好。但干法流程的磷矿加工系统设备多、粉尘较多。随着20世纪80年代湿法磷酸工艺的成熟,磷矿磨粉工艺逐渐从干法流程转变为湿法流程。在湿法流程中,有闭路湿磨流程和开路湿磨流程两种。如采用闭路湿磨流程,由于磷酸工艺对磷矿浆浓度有一定的要求(一般要求磷矿浆固含量w>65%),分级对磷矿浆浓度也有一定的要求,所以一般用较低浓度的磷矿浆进行磨粉和分级,然后再对其进行增稠。闭路湿磨流程的磷矿加工系统占地面积大、设备多、投资大,同时由于流程中的分级操作和增稠操作对设备的要求比较高,当磷矿的性质有变化时,操作参数变化较大,操作难度也较大。
开路湿磨流程的优点是流程简单、占地少、设备少、运行可靠。为了保证磷酸工艺对磷矿粒度的要求,即80%-90%的成品磷矿粒度为0.140mm(100目),所用的球磨机多为溢流型,其缺点是磷矿粒度分布无法控制。在近几年较大规模的磷酸生产装置中,这个问题尤显突出,因此一些大型磷酸生产企业希望采用闭路湿磨流程来加工合格的磷矿浆。为了降低分级时的能耗,采用斜窄流分级斗或斜板浓密斗进行分级,但效果不理想。分析其原因,主要是因为磷矿的来源较杂,磷矿本身的物理性质变化较大,造成了一些在试验过程中可正常运行的设备,在生产中却无法正常运行。目前在湿法磷酸生产装置中,中小型的大多采用开路湿磨流程,一些在建的大型装置也采用开路湿磨流程。通过多年的研究和设计实践,我们认为开路湿磨流程完全能满足磷酸生产要求。
影响磨粉过程的因素分析影响磨粉过程的因素很多,除去流程类型(湿磨或干磨)、回路类型(开路或闭路)等外,主要有:磷矿的种类;原始进矿粒度;最终要求的成品粒度;所用磨机的规格。不同种类的磷矿对磨粉系统的影响是相当大的。在我国,磷矿主要产于云南、贵州和湖北。云南和贵州矿的硬度中等,普氏硬度一般为f=7;湖北矿的硬度高,普氏硬度达f=12,两者相差甚大。因此在确定工艺路线和设备选型时,需要充分考虑到磷矿的硬度。对于开路湿磨流程而言,成品磷矿粉的粒度分布很大程度上受到进磨机的磷矿粒度大小的影响。在设计中我们发现,对于进料粒度较大的磷矿石,即使用一些能力很大的球磨机来加工,成品磷矿粉的粒度分布仍不理想,有相当一部分成品的粒度大于0.140mm(100目),而小于0.074mm(200目)的也有相当一部分,整个成品磷矿的粒度分布不是较为理想的中间大两头小的正态分布。因此为保证成品粒度的合理分布,我们对进磨机的磷矿粒度要求越来越高。从早期要求粒度小于25mm,到现在要求粒度小于15mm,甚至更小。由于用以前的细碎设备,很难达到粒度要求,所以在一些工程上采用两段加工,在球磨机前加一台棒磨机。虽然这样能充分保证进球磨机的物料粒度,但这样用磨机来代替破碎机,有违于多破少磨的原则。现有的一些新型破碎设备,如细碎圆锥破碎机、立轴破碎机,可将原料破碎到小于8mm甚至更小,很值得我们注意。虽然目前这些设备在磷酸装置的磷矿加工过程中使用不多,但从磷矿的性质来看,这些设备是适合磷矿破碎的,应该在磷矿加工中推广使用。球磨机是开路湿磨流程中最主要的设备,正确确定其规格非常重要,因为它关系到整个系统最终技术指标的完成,下面通过工程实例来加以阐述。