磷化工湿法与热法加工路线分析

磷化工湿法与热法加工路线分析
及低品位磷矿综合利用
刘代俊
(四川大学化工学院四川省磷化学与工程重点实验室610065)
磷矿是世界上最大的非金属开采矿
之一，磷资源也是不可再生资源。由于它
涉及到生命的循环过程，对于生物制剂、
药物加工、农业肥料及广泛的精细化学品
生产都具有重要的意义。
由于现代技术的发展，大部分磷化学
品既可从湿法工艺制造，也可从热法工艺
生产。主要根据当地经济技术发展水平，
资源特点和市场价格来决定是否有利的。
有一些产品仅能通过磷酐生产的，则热法
过程才是唯一的选择。下面将分析通过磷
矿制得磷酸来生产磷化学品时，采用热法
或湿法的利弊。特别是结合世界磷矿资源
贫化趋势，讨论采用热法或湿法过程的优
劣及与综合利用的关系。
1 普通湿法过程与热法过程的基本技术
经济分析
湿法工艺用得最多的是二水物工艺，
其石膏晶体为二水石膏。对于普通的二水
流程，主要分为四个步骤，即磷矿粉碎、
磷矿富集、萃取槽酸解浸取、真空过滤，
有时根据需要还得加上磷酸浓缩工段。若
以同心圆萃取槽二水流程为例，从磷矿粉
碎到过滤机出口，将获得25％P20 左右的稀
磷酸，此时磷酸生产成本约1700元／吨P20 。
如果将其浓缩到48％P20s的浓磷酸，蒸气消
耗和电能消耗约375元／吨P：0s。即浓缩后
的湿法酸约2075元／吨P：0 。
湿法磷酸的主要特点是生产成本较
低，但磷酸中的杂质较多，倍半氧化物可
达2％以上，氟和镁也可能达到2％以上，可
用于生产高浓度复合肥或磷肥，如DAP(磷
酸二铵)、MAP(磷酸一铵)、TSP(重钙)
等。
若要用湿法磷酸生产精细磷化学品，
必须对湿法磷酸进行净化。目前国内大多
采用化学沉淀法，即针对将要生产的精细
磷化学品，采用特定的化合物与酸磷中杂
质反应，使其沉淀后除去，并避免引入杂
质离子。如要生产饲料磷酸氢钙，用石灰
乳与酸中和，使酸中的F广、Fe针、Al 离子
形成钙盐沉淀后滤去。净化过程约新增成
本约300元／吨P2O 。若要生产磷酸三钠，
可用烧碱或纯碱沉淀；若要生产工业级磷
酸一铵，可用氨水沉淀。国外大规模磷酸
净化主要采用溶剂萃取法，一般新增成本
为700~,800元／吨P：0 。膜分离法也开始进
入工业化阶段。磷酸的净化还有各种结晶
法，离子交换法等。