湿法磷酸的工艺研究进展

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1、湿法磷酸的工艺研究进展毛常明刘晶晶陈学玺（青隔科技人学山东青岛266042）摘要：本文介绍了以磷矿为生产原料的硝酸法、盐酸法、硫酸法等湿法磷酸生产工艺，并対其工艺进行了说明和比鮫。突出了湿法磷酸牛产中的除氛问题。指出了湿法磷酸产牛磷石膏废物将是制约湿法磷酸生产的主要环节。关键词：磷矿；湿法磷酸；氟；磷石膏Thedevelopmentofstudyonwet-processphosphoricacidtechnologyMAOChang-111ingLIUJing-jingCHENXue~xi（Qing

2、daoUniversityofScieneeandTechnology,QingdaoShangdong266042,china）Absract：Somephosphoricacidproductiontechniquesareintroduced,suchasnitricacidtechnique,hydrochioricacidtechnique,sulfuricacidtechnique,whichusephosphaterockasrawmaterial.Thereareintrodution

3、sandcomparesforabovetechnology,andfluorineremovealisemphasized・Aconclusionthattheproductphosphogypsumwillrestrictdevelopmentofwet-processphosphoricacidcanbemadefromthecontent.Keywords：phosphaterock；wet-processphosphoricacid；fluorine；phosphogypsum我国磷矿资源丰

4、富，磷矿储量仅次于摩洛哥，居世界第二位。到1990年底，磷矿石保有储量108.48亿吨，平均品位20.36%。但是，大多数属于中低品位矿，矿石反应活性低，杂质含量高，为典型的难选低活性磷矿种类。低品位、朵质多的磷矿适合于湿法磷酸加工工艺。磷酸是一种重要的基木化工原料，主要用来制造高效磷复肥，如磷酸钱、重过磷酸钙、磷酸二氢钾等，也是饲料添加剂、食品添加剂、工业助剂等含磷产品的原料，广泛应用于化工、冶金、石油、电子、医药、食品等领域。因此,开展湿法磷酸的工艺研究有重要的现实和经济意义。1.磷酸的生产方法磷

5、酸的工业生产方法可分为两大类。一类是热法生产，制得的产品为热法磷酸，酸的质量较高，通常用以制造磷酸盐产品或食品级磷酸盐。另一类是湿法生产，产品称为湿法磷酸，质量较差，随使用的磷矿不同，酸中含有较多的杂质，通常用来生产肥料，或经净化后，制造饲料级、食品级磷酸盐产品。1.1热法生产磷酸热法磷酸的生产都是采用两步法流程。首先，在石英（SiO2）的存在下，在电炉中用焦碳将磷矿还原成磷蒸汽，经冷凝成固体黄磷。然后将固体黄磷燃烧成五氧化二磷，溶于水生成磷酸。电炉制磷的反应式一般表示如下：Ca3(PO4)2+5C+

6、3SiO2=3CaSiO34-5CO4-P2(1-1)磷的氧化水化反应式表示如下：P4+502=P40io(1-2)P4O10+6H2O=4H3PO4(1-3)该法适用于中、高品位矿石，产品浓度高，质屋纯。缺点是能耗大，制成的磷酸盐成本居高不下，而且生产过程中产生的粉尘和有毒气体严重污染环境。在20世纪80年代以前，世界磷酸的70%以上由热法磷酸提供，到1991年，西欧热法磷酸占工业磷酸的比例仅为23%O目前，世界上热法磷酸的比例正逐渐下降⑷。1.2湿法生产磷酸湿法生产是用无机酸分解磷矿粉，分离出粗磷

7、酸，再经净化后制得磷酸产品。湿法磷酸比热法磷酸成本低20%〜30%,经适当方法净化后，产品纯度可与热法磷酸相媲美。冃前，湿法磷酸工艺处于磷酸生产的主导地位。湿法磷酸工艺按其所用无机酸的不同可分为硫酸法、硝酸法、盐酸法等。矿石分解反应式表示如下：Ca5F(PO4)3+1OHNO3=3H3PO4+5Ca(NO3)2+HFT(1-4)Ca5F(PO4)3+10HC1=3H3PO4+5CaCl2+HFT(1-5)Ca5F(PO4)3+5H2SO4+nH2O=3H3PO4+5CaSO4・/?H2O+HFt(1-

8、6)这些反应的共同特点是都能够制得磷酸。但是，磷矿中的钙生成什么形式的钙盐不尽相同，各有其特点。反应终止后，如何将钙盐分离岀去，并能经济地生产出磷酸则是问题的关键。(1)硝酸法最早由奥达公司开发，称为奥达法。它是用硝酸分解磷矿生成磷酸和水溶性硝酸钙，然后采用冷冻、溶剂萃取、离子交换等方法分离出硝酸钙。受硝酸价格、能耗高、流程长等条件的影响，目前工业应用极少。(2)盐酸法上世纪60年代初，以色列矿业工程公司(I.M.I)开发了著名的IMI法，首次实现了盐酸