贵州开磷控股（集团）有限责任公司贵州贵阳市550000
摘要：目前磷酸二铵（DAP）产能严重过剩，市场竞争非常激烈，质量取胜是企业生存之计。本文结合相关的理论文献和自身的工作经验，分析影响磷酸二铵质量的因素，探讨磷酸二铵质量控制的主要方法，以期为相关业内同仁提供些许借鉴。
关键词：磷酸二铵；质量；控制
随着磷肥行业竞争的不断加剧，磷酸二铵（DAP）产品的产销矛盾日益突出，产能严重过剩。提高DAP产品质量成为当前企业分食市场份额的重要手段。在DAP产品内质量得到保证的前提下，产品粒子均匀、圆润、通透、色泽一致、有卖相等逐渐被经销商和客户用来评判产品好坏的直接标准。
1影响磷酸二铵质量的因素分析
1.1磷酸杂质的影响
磷酸的质量不仅影响磷酸二铵（DAP）产品的内在质量（养份），还影响着DAP产品的外在质量。磷酸质量不稳定会影响DAP生产过程的热量平衡和水平衡，造成工况的起伏变化。磷酸浓度偏低、杂质含量（倍半氧化物和络合物）偏高时容易造成料浆黏性增大，致使造粒过程中自成粒、黏结成粒的颗粒增多，从而导致产品颗粒偏小，圆润度差，容易形成较大的团块，致使造粒工况差。如当Mｇ2+（氧化镁MｇO）含量过高时，产品的吸湿性增强，产品容易结块、泛白等。相反增加一定量的浓酸沉淀物（渣酸）还可一定程度上料浆分散性，有利于造粒生产，增加部分渣酸还可作为对磷酸二铵产品养分调节的一种手段（养份过高时加入部分渣酸可降低养分，并有效消耗渣酸）。
1.2料浆质量及喷浆量的影响
喷浆造粒主要有涂布、粘结、自成粒3种成粒方式，影响成粒的主要因素是料浆的液相量与返料质量比。液相量过大，料浆中和度偏低、密度较大时，成粒方式以粘结为主，造粒机出口物料的大颗粒及块团较多，这种情况所得到的产品颗粒几乎都是由小颗粒粘结而成，表面凹凸不平。反之，若液相量比例过小，料浆中和度偏大、密度较小时，成粒方式则以自成粒居多，无法使颗粒继续长大，造粒机出口物料中小颗粒和细粉偏多，合格颗粒减少。因此，在生产中应严格控制DAP料浆质量（中和度和密度）和喷浆量，使造粒过程中的涂布、包裹成粒方式占主导，以得到圆润度和均匀性较好的颗粒。
1.3返料量及返料组成的影响
正常生产中喷浆量与产品取出量相匹配，则返料量相对稳定。如果返料量偏低，则造粒机内物料不能形成完整的料幕，料浆易喷洒到造粒机胶板上，造成胶板积料严重，影响物料的二次氨化；同时因返料量偏低，被料浆带人造粒机内的水分难以带走，使颗粒表面水分过多，互相粘结，形成大颗粒和团块，所得产品大小不一，表面凹凸不平。若返料量过高，成粒中心较多，则造粒过程液相量相对不足，造粒机出口物料较干燥，粒子成长速率缓慢，产品中小颗粒和细粉所占比例较大。
1.4造粒机尺寸及内件结构的影响
造粒机尺寸决定物料的氨化停留时间。氨化停留时间长有利于颗粒充分涂布、滚动长大，使颗粒更结实光滑，产品的强度、圆润度提高。随生产负荷增大，造粒机尺寸也要相应增大，确保物料在造粒机内的氨化停留时间。
造粒机内料浆喷嘴的大小、方向、位置是影响造粒雾化状态的关键指标，是生产优质颗粒的基础。雾化程度主要取决于料浆压力和喷嘴尺寸，料浆压力越大，喷嘴尺寸越小，雾化程度越高。在其他条件保持稳定的情况下，料浆雾化程度越高，造粒机出口物料中自成粒的小颗粒及细粉就越多，所得到产品颗粒偏小，圆润度差。
喷头位置离滚动物料太近，料浆雾化效果差；距离滚动物料较远，则喷洒范围扩大，有可能直接喷洒到造粒机胶板上，造成结疤。因此，需要根据实际生产负荷、料床厚度确定喷嘴的大小、角度、位置，以确保合适的雾化状态，确保料浆与返料和二次氨的充分混合。
1.5造粒机中反应温度的影响
造粒反应过程中，升高造粒温度能使液相黏度和表面张力减小，固相溶解度增加，使喷浆能够对返料均匀地涂布包裹，加之在滚动的作用下可获得更结实、圆整的颗粒。但是在较高温度下造粒，根据磷酸杂质情况有时会出现物料热碎现象，影响产品颗粒的圆润度。反之，若温度过低，颗粒水含量较大，抗压强度降低，物料经过干燥后产生细粉过多。根据经验，在保证系统热量平衡的条件下造粒机中反应温度控制在90℃左右时，有利于料浆的涂布包裹，能生产出强度高、圆润度好的产品。
2磷酸二铵质量控制的主要方法
2.1磷酸二铵中和度的控制
磷酸二铵中和度控制在尽可能降低料浆液相量，同时又获得良好的流动性，需控制有较高的溶解度和较低的黏度。在温度为75℃，中和度为0.5～0.7时，磷酸一铵的溶解度最大，随着中和度的上升，溶解度下降，黏度升高。当中和度超过1.0时，即有磷酸二铵形成，使磷酸铵溶解度上升，在中和度为1.4～1.5时，溶解度达最大，料浆流动性最好。由于合成磷酸二铵采用管式反应器，中和过程是一步到位，逸出的氨约占总进氨量的30％～35％左右，需用浓酸洗涤回收，在洗涤过程中，磷酸吸收氨生成磷酸一铵，随着洗涤的进行，浓酸槽中的中和度越来越高，为保证洗涤用酸、生产用酸有良好的流动性，洗涤酸中和度应控制在0.5～0.7之间，此时ｐＨ值小于2。
2.2降低酸中的杂质
在磷酸生产过程中，磷酸车间要作好浓磷酸的沉降净化工作，在酸净化过程中要降低酸中固体石膏的含量小于2％，同时要降低酸中的其他酸不溶物等杂质，主要是通过在沉酸过程中降低磷酸的温度，溶解在酸中的杂质因温度降低而析出，靠重力沉降而分离。
2.3控制好系统生产的返料量
当反应料浆黏稠度适中时，有利于涂布长大，当料浆较稀或较稠时，则有利于附聚长大。料浆过稀，返料量大，不经济；料浆较稠时，料浆分散性太差，易滚大球。正常情况下，控制返料比在（3～4）：1。
2.4系统温度的控制
造粒干燥及洗涤系统之间和工艺控制相互关联，相互影响，对干燥系统而言，温度的高低主要是影响产品质量、氨损失和燃料消耗。温度低，产品含水量达不到要求，需燃烧燃料来干燥物料，能耗上升；温度高，会造成磷酸二铵分解，氨损失加大。因此，干燥机出口烟气温度应控制在80～90℃，物料出口温度应控制在小于75℃。对洗涤系统而言，温度高会增加或降低料浆的黏度，造成系统堵塞等，要求洗涤液温度控制在70～80℃。
2.5管式反应器喷头的最佳角度
在停机清理过程中要检查管式反应器喷头的角度，通过在生产过程中来摸索最佳的角度，使粒子的圆润度最好，2～4mm成品占有量最多。
2.6二次氨管的最佳分布
二次氨管插入料层的深度在1／3处且二次氨喷头应与此筒体弧度相对应且与筒体平行，这样有助于二次氨的充分吸收，有效降低氨逸出量。
2.7增加对操作人员操作的要求和操作人员的培养
利用管式反应器生产对操作人员的操作能力要求较高，要针对造粒机出口工况、中和度、成粒效果等多种因素和操作指标进行分析判断，及时调整操作，达到理想的生产效果。首先是要建立单独的组织机构，以专门研究磷酸二铵产品为目的，不断进行整合改进，提升技术人员业务水平以及技能。其次是要对磷酸二铵的原料加强质量管理，避免酸值起伏不定，从而需要不断进行调整，费时费力。最后是要明确责任，针对分析岗位与主控岗位的区分管理，从而使操作程序系统化，各项生产指标趋于平稳，得到有效控制，以60万吨/年生产装置为例，按每小时喷浆总量为70—75m3标准，包装温度小于40摄氏度进行控制，有效控制系统生产负荷，稳定生产，提高生产连续性，尽量减少超负荷开机和减负荷开机等情况的发生，同时严格控制包裹油（防结块剂）的加入量。
磷酸品质的控制是采取选矿工艺从源头控制还是采取对磷酸进行净化控制得到符合磷酸二铵生产要求的浓磷酸更为合理，这也是业内现在主要的研究方向和争论焦点，最终都是以经济性、生产效率效益来作为衡量标准！
参考文献：
[1]张允湘．磷肥及复合肥料工艺学[M]．北京：化学工业出版社，2008．
[2]张卫红.磷酸二铵质量影响因素及控制方法探讨[J].硫磷设计与粉体工程，2016年6期
[3]张春艾.影响磷酸二铵产品外观质量的因素分析与改善措施[J].中国化工贸易，2016年2期