1、引言
在湿法磷酸生产工艺中，用酸(硫酸、硝酸、盐酸等)分解磷矿制得的磷酸统称湿法磷酸生产，而用硫酸分解磷矿制取磷酸的方法是湿法磷酸生产中最主要的方法。即用硫酸处理天然磷矿[主要成分为3Ca(PO4)2•CaF2 ]分解，生成磷酸溶液及难溶性的硫酸钙沉淀。实际上，反应分两步进行。第一步是磷矿和循环料浆(或返回系统的磷酸)进行了预分解反应，循环的料浆中含有磷酸且循环量很大，磷矿首先溶解在过量的磷酸溶液中生成磷酸一钙，这一步称为预分解。预分解是防止磷矿粉直接与浓硫酸反应，避免反应过于猛烈而使生成的硫酸钙覆盖于矿粉表面，阻碍磷矿进一步分解，同时也防止生成难于过滤的细小硫酸钙。第二步为上述的磷酸一钙料浆与稍过量的硫酸反应生成硫酸钙结晶与磷酸溶液。硫酸钙可以三种不同的水合结晶形态从磷酸溶液中沉淀出来，其生成条件主要取决于磷酸溶液中的磷酸浓度、温度以及游离硫酸浓度。根据生产条件的不同，可以生成二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)、半水硫酸钙(CaSO4·1/2H2O)及无水硫酸钙(CaSO4)三种，即上述CaSO4·nH2O中的n可以等于2、1和0（无水硫酸钙）。但在我们的生产过程工艺中，主要结晶为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)工艺。此外，在副反应中，反应中生成的HF即与磷矿中带入的SiO2生成H2SiF6，而H2SiF6既可水解生成SiO2·nH2O，又可与溶液中的钾和钠离子形成(Na,K)2SiF6沉淀。由于管道传输过程的温度不同，还可出现局部受热结垢现象如生成AlF3和MgF2，经过现场采样分析，在我们以湿法磷酸生产过程中，管道结垢的物种主要为，CaSO4·2H2O，Ca(H2PO4)2，CaHPO4，K2SiF6，Na2SiF6，AlF3，MgF2，SiO2·nH2O，CaSiO3·xH2O以及复盐CaHPO4·CaSO4xH2O等等，这些沉淀将在管道壁上结垢，严重影响了湿法磷酸生产的顺利进行。本工作结合兴发集团宜都矿区湿法磷酸生产工艺的结垢物种的化学成分，研制了不同配方的复合阻垢剂，分别在过滤前、后进行加入使用，测试其阻垢率，试验结果表明，该阻垢剂，能有效地起到阻垢作用，为湿法磷酸生产的阻垢工艺提供了一定理论基础和实验依据。
2.实验部分
2.1仪器与试剂：
水浴槽，搅拌器，过滤装置，干燥装置，精矿粉，浓硫酸，磷酸，阻垢剂(自配制)。
2.2实验方法
模拟生产过程先配制返酸，分别将4.3克98%的浓硫酸和85%的磷酸60.9克加入到84.8克水中（硫酸浓度为2.8%，磷酸浓度为34.5%），然后将配制好的返酸转移到500ml三颈烧瓶中，在水浴加热，控温80℃，在不断搅拌的条件下，分五次加入100克精矿粉， 83克克浓硫酸和 81克水混合液，反应搅拌3个小时。然后配制1:1磷酸10ml（85%浓磷酸：水），在80℃热水浴中溶解阻垢剂（备用）。
2.3 阻垢实验
过滤后加入阻垢剂试验，将反应3小时后的料浆趁热在布氏漏斗上抽滤，用60克的80℃热水洗涤，得到稀磷酸250g左右。在3个150ml的锥形瓶中各加入不同含量的阻垢剂溶液，分别加入等量的过滤稀磷酸80.0g，常温下静置48小时，白色的垢将在瓶壁和瓶底上形成，经过过滤，用10ml丙酮洗涤结垢三次，60℃真空干燥8小时到恒重，称重。
过滤前加入阻垢剂试验，取3份等量（130g左右）反应浆液于3个烧杯中，各加入不同含量阻垢剂溶液，80℃水浴搅拌5min，趁热在布氏漏斗上抽滤，用20克80℃热水洗涤，得到三份质量基本相等的过滤稀磷酸，分装到3个150ml的锥形瓶中，常温静置48小时。