磷矿及其加工利用.doc

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1、磷矿加工及其利用方法姓名：吴强专业班级：计算机科学与技术09-1班学院：计算机学院学号：08093340摘要：磷矿资源事关粮食安全和人类的生存发展，具有不可替代性：磷矿资源绝大部分用于磷肥生产，同时，磷是人体新陈代谢过程和遗传物质的重要组成物质。因此，实现磷矿资源可持续开发和利用事关世界粮食安全和人类的生存发展。磷矿资源具有不可替代性、不可再生性。正文：磷矿石不论生产磷肥还是磷酸盐，都必须转化为磷酸，从磷酸的制备工艺不同分为热法磷酸工艺和湿法磷酸工艺。热法磷酸首先将磷矿石在黄磷炉中制得黄磷，再和水反应生产磷酸和磷酸盐，其优点是杂质含量少，有利

2、于高品质磷酸和磷酸盐的加工。湿法磷酸是将磷矿石直接与硫酸反应，得到的磷酸含有大量的杂质，国外采用先进的湿法磷酸净化技术得到高品质的磷酸，但目前国内还没掌握此技术，国外对湿法磷酸净化技术向中国的转让控制严格。因此，目前我国的湿法磷酸主要经过简单的除杂质后用于磷肥的生产。热法磷酸为高能耗行业由于热法磷酸由黄磷制得，钙、镁、铝、铁、氟等杂质均留在黄磷渣中，所以热法磷酸的纯度较高，杂质含量少，可以进一步加工电子级、食品级、饲料级的磷酸。但黄磷生产能耗高、污染严重，每吨黄磷需要消耗14000～15000吨电，10吨的磷矿石，产生2400m3的尾气和大量

3、的黄磷渣，是典型的高耗能、高污染的行业。国家发改委在今年7月的电价调整通知中要求继续对高耗能行业严格实差别化电价。云南省将黄磷也纳入了差别电价执行范围，云南规定，黄磷行业电炉装机容量1万KVA以下的生产装置为淘汰类，生产用电从2006年4月起在现行供电价格的基础上每度加价0.05元；电炉装机容量1万KVA以上、2万KVA以下的生产装置为限制类，生产用电每度加价0.02元。热法磷酸面临成本上升的风险，而且国内热法磷酸产能过剩导致行业毛利率偏低，工业级磷酸维持在10%左右，食品级和准电子级毛利率要高些。发达国家湿法磷酸取代热法磷酸趋势明显在欧洲和

4、日本，由于电力费用贵，环保要求高，因而开发了用湿法磷酸净化技术，以此取代高能耗的热法磷酸，用于精细磷酸盐的制造等等。而在电能相对价廉的北美洲，原来是以热法磷酸为主，近年来由于肥料工业不景气和环保成本原因，湿法磷酸净化装置经济性。较好，毛利率明显高于热法磷酸企业。因此，热法磷酸装置不断关停，湿法磷酸取代热法磷酸的趋势很明显。美国湿法净化磷酸的产量从2000年的23万吨上升到2005年的41万吨，而热法磷酸从2000年的27万吨下降到2005年的7万吨。湿法磷酸净化主要采用物理净化方法，湿法磷酸的净化分为化学、物理两种方法，化学净化方法通常采用加

5、碳酸钡脱硫酸根、加碱调整pH值脱氟、钙、镁、铝、铁等杂质、活性炭脱色的方法，但此工艺得到的湿法磷酸即使生产三聚磷酸钠，也很难达到国标一级的要求。目前，国外采用的主要是物理净化方法，即液—液溶剂萃取法。液—液溶剂萃取法一般将原料湿法磷酸与溶剂逆流充分接触，磷酸进入溶剂相，而绝大部分杂质则留在水溶液相。磷酸与溶剂的混合物（萃取相）用净化后的磷酸洗涤以进一步除去其中的杂质，然后再用纯水反萃取磷酸。这种方法是湿法磷酸净化工艺中应用最广的方法，产品能满足高纯度的食品磷酸甚至药品级磷酸要求。国际上具有代表性且已有大规模工业化湿法磷酸净化流程有：以色列矿业

6、公司的IMI磷酸净化流程；法国的罗纳-普朗克的CL流程；比利时普雷昂公司（Prayon）的普雷昂流程；英国奥布拉威尔森公司的AW流程。热法磷酸和湿法磷酸成本比较：从Potash公司的2005年年报中我们可以详细的了解到湿法磷酸的成本构成，成本中37％为磷矿石的成本，硫磺占20％的成本，从年报中我们得到Potash公司的磷矿石成本在25美元／吨，按照吨磷酸耗3.2吨磷矿计算，则磷矿成本为80美元，在磷酸成本中占比为37％，那么湿法磷酸的成本在216美元／吨（25*3.2/0.37），换算成人民币即1728元／吨。Potash披露湿法净化磷酸的毛

7、利率在29％，从成本推算不含税出厂价为304美元／吨，美国的增值税为17.5%，则含税价格为357美元/吨，再考虑适当的运费和经销商利润，与美国2005年磷酸市场价格400美元／吨完全吻合。热法磷酸和湿法磷酸物耗对比热法湿法黄磷（吨／吨）0.283磷矿石（吨／吨）3～3.2电力(度)100硫酸（吨／吨）2.7我国磷酸市场价格趋势单位：元／吨美国磷酸市场价格趋势单位：美元／吨单6500磷酸位6000:5500元5000/4500吨4000350030002500Feb-02May-02Aug-02Nov-02Feb-03May-03Aug-03

8、Nov-03Feb-04May-04Aug-04Nov-04Feb-05May-05Aug-05Nov-05Feb-06May-06Aug-062000资料来源：中