Was ist Phosphorsäure und wie wird sie hergestellt?

Wenn Sie eine eiskalte Cola genießen, kommt der unverwechselbare Tang, der Ihre Geschmacksknospen trifft, aus Phosphorsäure. Phosphorsäure ist also bei niedrigen Konzentrationen nicht schädlich. Aber diese Säure macht viel mehr als nur Geschmack Ihr Getränk: Sie ist ein Eckpfeiler der modernen Landwirtschaft, mit etwa 75% verwendet, um hocheffiziente Phosphatdünger zu produzieren, die landwirtschaftliche Flächen weltweit nähren. Die Hauptanwendung von Phosphorsäure ist in der Herstellung von Düngemitteln. Etwa 90% der jährlich produzierten Phosphorsäure werden von der Düngeindustrie verwendet. Es ist unerlässlich, um glatte, korrosionsbeständige Metalloberflächen zu erzielen. Und in der Lebensmittelverarbeitung wirkt es als Schutz und bietet präzise Säure und Stabilität. Wie wird dieses allgegenwärtige „industrielle Lebensblut“ produziert?

Die Herstellung von Phosphorsäure beruht in erster Linie auf zwei grundsätzlich unterschiedlichen Prozessen: dem thermischen Prozess und dem nassen Prozess. Der nasse Prozess dominiert die Industrie und macht aufgrund seiner überwältigenden wirtschaftlichen Vorteile und großflächigen Kapazitäten über 85% der weltweiten Produktion aus.

Der Mainstream “Magie” in Phosphorproduktion: Nassprozess

Der thermische Prozess ist im Wesentlichen ein Prozess der "Hochtemperatur-Phosphor-Raffinierung": Phosphaterz, Koks und Kieselsäure werden in einen elektrischen Bogenofen bei einer Temperatur von bis zu 1400-1500 ° C gegeben, und das Phosphorelement im Erz wird zu gasförmigem Phosphor reduziert, der kondensiert und gesammelt wird, dann verbrannt und zu Phosphorpentoxid oxidiert wird (P₂O₅), und schließlich mit Wasser kombiniert, um Phosphorsäure zu bilden. Der Kernwert dieser Methode besteht darin, hochreine Phosphorsäure zu produzieren, aber die Kosten sind erstaunlich – Jede Tonne Phosphorsäure verbraucht 3000-5000 kWh Strom, was dem Stromverbrauch von 200 Haushalten pro Tag entspricht.

Der nasse Prozess umfasst das Zerkleinern von Phosphatgestein und das Mischen mit Schwefelsäure in einem Reaktionsgefäß. Eine Säureabbaurereaktion setzt Phosphorsäureleisung frei und erzeugt als Nebenprodukt festes Calciumsulfat-Dihydrat (Phosphogypsum). Die Wettbewerbsfähigkeit dieses Prozesses liegt in niedrigen Kosten und großem Umfang. Der technologische Durchbruch ist die Feststoff-Flüssigkeit-Trennung. Der nach der Reaktion gebildete Mischschlamm ist so dick wie Schlamm und die herkömmliche Filtrationsanlage hat eine geringe Effizienz. Moderne Rotationsvakuumfilter überwinden jedoch diese Herausforderung: Der kontinuierliche Betrieb verschiedener Funktionszonen reduziert den Filterkuchenfeuchtigkeitsgehalt unter 18% und erreicht eine Phosphorrückgewinnung von über 99%.

Diese kontinuierliche, automatisierte Trennung bietet erhebliche Effizienz- und Kostenvorteile und etabliert den Nassprozess als zugrunde liegendes industrielles Rückgrat – von landwirtschaftlichen Düngemitteln bis zur Sauerheit der Cola.

Die folgende Tabelle kann Ihnen helfen, die Unterschiede zwischen diesen beiden Produktionsprozessen visuell zu verstehen.

Daher können wir intuitiv verstehen, warum der nasse Prozess Phosphorsäure Produktionsprozess zum Mainstream geworden ist, was als folgende drei Punkte ausgedrückt werden kann:

Wirtschaft: Im Vergleich zum Trockenprozess werden die Energiekosten des Nassprozesses um mehr als das 10-fache reduziert, und der Nassprozess kann direkt niedrig gehaltenes Phosphatgestein als Rohstoff verwenden, was die Kosten erheblich senken kann. Die Preissenkung bedeutet, dass eine Million-Tonnen-Anlage die Massenbedarf nach Düngemitteln leicht erfüllen kann.

Technische Kompatibilität: 75% der weltweiten Phosphorsäure wird für die Produktion von Phosphatdünger verwendet, und die durch den nassen Prozess erzeugte Phosphorsäure passt perfekt zur industriellen Reinheit. Gleichzeitig kann der nasse Prozess die Reinheit von Phosphorsäure auf Lebensmittelqualität durch Konzentration, Reinigung erhöhen und somit den Lebensmittelmarkt abdecken. Tatsächlich hat Chinas Technologie zur Nassprozessextraktion von Phosphorsäure vor Jahrzehnten einen großen Durchbruch erreicht und ist seitdem weltweit weit verbreitet. In den 1990er Jahren war China stark auf Importe von hochkonzentrierten Phosphatdüngern angewiesen. NHD nutzte die Gelegenheit und entwickelte Chinas ersten Drehtischvakuumfilter und eine Technologie zur schnellen Phosphorsäureextraktion. Diese Technologie nutzt einen ausgewogenen Extraktionsprozess mit mehrpunktigem Säurezusatz und Wärmeentfernung, kombiniert mit der Extraktion, Mischung und Filtrationsanlage von NHD, um die inländische Phosphorsäureproduktion deutlich zu erhöhen.

Die Innovationen des Rotationstisch Vakuumfilter: Rotierbar Die Vakuumfiltration verbessert die Feststoff-Flüssigkeit-Trenneffizienz erheblich und stellt sicher, dass die Phosphorsäure-Rückgewinnungsrate 99% übersteigt. Im Vergleich zu herkömmlichen Filterpressen kann es den Energieverbrauch um 30% und die Hälfte der Wartungskosten reduzieren. Daher ist es sehr wichtig, die richtige Festflüssigkeitsfiltrationsanlage zu wählen. Anfang der 2000er Jahre konnte nur Frankreich die 160m liefern.² Rotationstisch Vakuumfilter, die Kernausrüstung für eine jährliche Produktion von 300.000 Tonnen Phosphorsäure. Zu dieser Zeit kostete jede Einheit über 10 Millionen US-Dollar und hatte lange Lieferzeiten. Um diesen Schmerzpunkt zu lösen, hat NHD in Zusammenarbeit mit einem Expertenteam unabhängig die ersten 160 Meter Chinas innovativ und erfolgreich entwickelt.² Rotationstisch Vakuumfilter. Die weit verbreitete Einführung dieser Ausrüstung hat dazu beigetragen, China von einem Importeur von Phosphatdünger zu einem Exporteur zu treiben. Und die verwandten Technologien des Unternehmens, einschließlich seiner "Large-Diameter Ring Table Processing Method", wurden mit dem China Patent Excellence Award ausgezeichnet. Derzeit hat NHD 15 zugehörige Patente erhalten, und das größte Modell dieser Geräte im Einsatz wurde auf 320m erweitert² (Guizhou Kailin Gruppe 600.000 Tonnen / Jahr Phosphorsäure Projekt), und das Design kann auf 380m erweitert werden².

Das Wesen des Nassprozesses besteht darin, die größte Nachfrage mit den niedrigsten Kosten zu erfüllen. Als „Herz“ der Nassprozessproduktionslinie festigt der Rotationstisch-Vakuumfilter diesen Vorteil durch Effizienzentwicklung weiter: schnellere Trenngeschwindigkeit, geringere Phosphorverluste, intelligentere Kontrolle und schließlich verwandelt Phosphorsäure aus einem Laborschtz in das „Schüttblut“, das moderne Landwirtschaft und Industrie unterstützt.

Auswahlanleitung für Vakuumfilter: Vier Schritte zur Verriegelung des Vakuumfilters Bestes Lösung

Schritt 1: Schlüssel CHallenges von Solid-Liquid SSeparation

• Die starke Korrosionsfähigkeit von Phosphorsäure: Das erforderliche Material ist korrosionsbeständig.
• Hohe Viskosität Filter Slurry: Leicht zu verstopfen Filtertuch.
• Effizienz der Feststoff-Flüssigkeit-Trennung: Der Feuchtigkeitsgehalt des Filterkuchens muss reduziert werden.
• Kontinuierliche Produktion: 24 Stunden am Tag laufen müssen.

Schritt 2: Vergleichstabelle der Vakuumfilter für Phosphorsäure

Schritt 3: FUnser Key PArameter für SWahl ROtary Filter MAchines

• Vakuumintensität: ≥- 60kPa → Der Schlüssel zur Absorption von Feuchtigkeit aus Filterkuchen
• Korrosionsbeständigkeit: Edelstahl (316L) Gummifutter
• Modulares Design: Flache und leckdichte Filterplatten; Zoniertes Vakuumsystem
• Energieeffizient: angemessene Verteilung von Waschwasser; Hohe Drehmomentleistung mit geringem Leistungsantrieb

Schritt 4: Warum tun Tauf PHosphat CKompanien CHoose die ROtary TTyp?

• Kosten:

1. Die Kosten des Filtertuches werden erheblich reduziert.
2. Das intelligente System reduziert die Arbeitskraft.

• Umweltschutz: Filter Kuchen Rest P₂O₅＜8%
• Produktionskapazität:

1. 24 Stunden lang kontinuierlich arbeiten.
2. Eine einzelne Produktionslinie kann eine jährliche Produktionskapazität von 100.000 Tonnen haben.

Die NHD’S VorteilS in Rotierende Vakuumfiltration

• Strukturelle Optimierung
  Wissenschaftliche Filtrationszellenteilung und konische Stützwalzenanordnung gewährleisten eine gleichmäßige Lastverteilung und einen stabilen Betrieb. Über die gesamte Pfanne wird eine strikte Ebenheitskontrolle aufrechterhalten.
• Rohstoffanpassung
  Mehrere Upgrades ermöglichen eine effiziente Verarbeitung von geringgradigen Phosphaterzen. Dies erweitert den Anwendungsbereich des Tischvakuumfilters erheblich.
• Hocheffiziente Düsen
  Das neue Flatnozzle-Design verfügt über einen geringen Stromverbrauch und eine hohe Waschkraft. In Kombination mit Anti-Block-Düsensieben spart es mehr Wasser.
• Anti-Skalierung Verteilerventil
  Das untere Mittelventil mit steiler Neigung verhindert Gips-Skalierung und Blockaden. Dies reduziert die Reinigungsfrequenz und erhöht die Betriebsrate.
• Verstellbares Verteilungssystem
  Das plattenförmige Überlaufsystem gewährleistet eine gleichmäßige Slurry-Verteilung und optimiert die Kuchenwäsche- und Trocknungsleistung.
• Schnelle Wartungsdesign
  Bogenförmige Pressstreifen verhindern Skalierung in Halteschlitzen und reduzieren die Tuchaustauschzeit drastisch.

NHD hat mit der US-amerikanischen WesTech Engineering Company an einem Projekt zur Modifikation von Drehtischvakuumfiltern zusammengearbeitet. Um den Bedürfnissen des Kunden gerecht zu werden, hat NHD ein Team von Prozess-, Technologie- und Ausrüstungsingenieuren entsandt, um vor Ort Inspektionen durchzuführen und eine innovative Installationslösung auf hohem Niveau vorzuschlagen. Nach der Inbetriebnahme der Ausrüstung zeigte der 72-stündige kontinuierliche Betriebstest, dass die tägliche Verarbeitungskapazität 562 Tonnen erreichte (der Kunde benötigte 558 Tonnen/24 Stunden), der Gips-wasserlöslicher Phosphorgehalt 0,47 betrug (besser als die 0,5-Indexanforderung des Kunden) und alle Leistungsparameter die Standards überschritten haben.

Schlussfolgerung

Die ROtary Vakuum Filter ist nicht nur eine Ausrüstung, sondern auch eine Rekonstruktion des Produktionsprozesses. Sein kompaktes Design, intelligente Reaktion und extreme Korrosionsbeständigkeit treiben die Nassprozessproduktion von Phosphorsäure in eine neue Ära von nuller Ausfallzeit, nahezu nullem Verlust und ultraniedrigen Emissionen.

NHD ist der Branchenbenchmark für globale industrielle Flüssigkeitsfiltrationssysteme, insbesondere im Bereich der Rotationsvakumumfiltrationstechnik. Seit seiner Gründung ist das Unternehmen seit mehr als 30 Jahren kontinuierlich innovativ. Mit über 300 Rotationstisch-Vakuumfiltern, die bereits in der gesamten Phosphat-chemischen Industrie im Betrieb sind, ist NHD verpflichtet, die fortschrittlichsten Produktionstechnologien in Kombination mit den langlebigsten und zuverlässigsten Produkten zu liefern. Unsere Mission geht über die Unterstützung der chinesischen Phosphatindustrie hinaus – wir wollen die globale Ernährungssicherheit sichern. Wir freuen uns auf weitere Zusammenarbeit in Zukunft. Fühlen Sie sich frei zu erreichen sales@chinanhd.com für weitere Details.