我国工业磷酸生产工艺选择概要_蒲勇
磷酸生产工艺
磷酸生产工艺一、热法磷酸热法是用黄磷燃烧并水合吸收所生成的P4O10来制备磷酸，热法磷酸的制造方法，主要有：1.完全燃烧法(叉称一步法)将电炉法制磷时所得的含磷炉气直接燃烧，此时不仅磷氧化为五氧化二磷，一氧化碳也被氧化：反应放出大量的热，由于磷酸酐有强烈的腐蚀作用，此反应热实际不能利用，燃烧后的气体必须冷却。
以保证磷酸酐完全吸收。
由于气体温度高，磷酸酐与水作用时首先生成偏磷酸(HPO3)，冷却后再转化成为正磷酸：此法由于热能利用差，在工业上未被采用。
2.液态磷燃烧法(又称二步法)二步法有多种流程，在工业上普遍采用的有两种：第一种是将黄磷燃烧，得到五氧化二磷用水冷却和吸收制得磷酸，此法称为水冷流程。
第二种是将燃烧产物五氧化二磷用预先冷却的磷酸进行冷却和吸收而制成磷酸，此法称为酸冷流程。
这里简要介绍酸冷流程，见图4-7。
将黄磷在熔磷槽内熔化为液体，液态磷用压缩空气经黄磷喷咀喷入燃烧水合塔进行燃烧，为使磷氧化完全，防止磷的低级氧化物生成，在塔顶还需补充二次空气，燃烧使用空气量为理论量的1.6～2.0倍。
在塔顶沿塔壁淋洒温度为30～40℃的循环磷酸，在塔壁上形成一层酸膜，使燃烧气体冷却，同时P2O5与水化合生成磷酸。
塔中流出的磷酸浓度为86%～88%H3PO4，酸的温度为85℃，出酸量为总酸量的75%。
气体在85～110℃条件下进入电除雾器以回收磷酸，电除雾器流出的磷酸浓度为75%～77%H3PO4，其量约为总酸量的25%。
从水化塔和电除雾器来的热法磷酸先进入浸没式冷却器，再在喷淋冷却器冷却至30～35℃。
一部分磷酸送燃烧水化塔作为喷洒酸，一部分作为成品酸送储酸库。
3.优先氧化法在454～532℃条件下，与理论量120%～130%的空气混合，使磷蒸气和磷化氢氧化，而CO仅氧化了5.6%～7%，然后用稀磷酸吸收磷酸酐制成热法磷酸。
此法尚未工业化。
4.水蒸气氧化黄磷法用铂、镍、铜作催化剂，焦磷酸锆或偏磷酸铝作载体，在600～800℃温度下用水蒸气氧化黄磷制得磷酸并副产氢气。
磷酸生产工艺设计
磷酸生产工艺设计磷酸是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、医药、食品加工等领域。
本文将针对磷酸生产工艺进行设计，以提高生产效率和产品质量。
一、磷矿石的选矿处理磷矿石是磷酸生产的主要原料，需经过选矿处理以提取磷酸矿石。
选矿工艺应根据矿石的特性进行选择，常见的方法包括浮选、重选和焙烧等。
1. 浮选法浮选法是一种常用的选矿方法，适用于磷矿石中含有较多的磷酸盐矿物。
该方法通过调整矿浆的pH值、添加药剂等操作，使磷酸盐矿物与废石分离，从而达到提取磷酸矿石的目的。
2. 重选法重选法主要针对磷矿石中含有较多的杂质矿物，如铁矿、硅酸盐等。
常用的重选工艺包括重选、磁选和电选等，通过矿石粒度不同、密度不同或磁性不同等特性的差异，实现磷酸盐矿物与杂质矿物的分离。
3. 焙烧法焙烧法适用于含有高岭土等硅酸盐矿物的磷矿石。
通过将磷矿石进行焙烧处理，使硅酸盐矿物发生热分解，从而实现磷酸盐矿物的分离。
二、磷酸的生产工艺湿法磷酸生产工艺是目前主流的磷酸生产方法，主要包括硫酸法和磷矿石酸化法两种。
（1）硫酸法硫酸法是最常用的湿法磷酸生产工艺，其核心是将磷矿石与浓硫酸反应，生成磷酸和磷酸铵。
大致步骤如下：（1）磷酸矿石与浓硫酸反应生成磷酸；（2）反应液经过浓缩实现磷酸的分离；（3）将分离后的磷酸进行脱水处理，得到浓磷酸。
硫酸法具有生产效率高、产品质量稳定等优点，但也存在酸洗废水处理困难、硫酸消耗量大等问题。
（2）磷矿石酸化法磷矿石酸化法是利用磷矿石中含有的钙磷酸盐矿物与二氧化硅反应生成磷酸的方法。
其主要步骤包括：（1）磷矿石在高温下与二氧化硅反应生成三氯化硅和磷酸；（2）三氯化硅与水反应生成二氧化硅和氯化氢；（3）磷酸与二氧化硅反应生成磷酸二氧化硅。
磷矿石酸化法具有资源利用率高、酸洗废水处理容易等优点，但需要较高的设备和能源消耗。
干法磷酸生产工艺主要是通过磷酸矿石的直接煅烧来获得磷酸。
常用的干法磷酸生产方法有电弧炉法和电阻炉法。
（1）电弧炉法电弧炉法是利用高温电弧将磷酸盐矿石进行熔炼，然后利用酸法提取磷酸。
磷酸的生产工艺
磷酸的生产工艺(2008-12-26 10:48:27)标签：热法磷酸湿法磷酸磷酸生产工艺杂谈分类：翻盘过滤机磷酸是制取各种工业和农业用磷制品的基础原料，目前国内外磷酸的生产工艺主要有“热法”和“湿法”两种。
二者相比较，湿法磷酸的工艺特点是产品成本相对较低，但是质量较差，且对磷矿的品位和杂质含量都有较高的要求，目前国际上制备工业磷酸主要采用湿法，我国湿法磷酸主要用于生产农业用化肥。
热法磷酸的工艺特点是产品质量好，但价格较贵，而且属高能耗技术，电力能源在热法磷酸总的制造链中权重达60%。
随着能源短缺日趋严重，电价节节攀升，热法磷酸的价格也随之上涨，造成以其为原料的磷化工产品逐渐丧失市场竞争能力。
在这种形势下，磷酸工业不断改进生产工艺，以期降低能耗和生产成本。
1 热法磷酸采用两步燃烧水合技术热法磷酸工艺即以电热法生产的黄磷为原料，经过燃烧水合而制成含量85%的磷酸。
对于热法磷酸生产中热能的回收利用，20世纪50年代以前美国进行过试验研究，但未取得很大的进展，更未实现工业化生产。
80年代后期，德国有较大规模的该类装置投入运行。
近年我国云南省也有一套规模较小的装置投入试运行。
带有热能回收装置的热法磷酸生产工艺通常采用两步法，即磷的燃烧和P2O5的水合分别在两个设备内进行。
其中，P2O5水合设备与传统的水化塔相似；燃磷设备内设置换热管，以回收磷的燃烧热并副产蒸汽。
燃磷设备的技术关键在于如何既防止换热管被高温P2O5气体腐蚀，又能提供良好的传热条件。
各国专利技术都是通过控制工艺条件，使换热管表面形成一层特殊的磷化物来加以保护。
原德国赫司特集团对其一步法7万t/a H3PO4装置进行了改造，即在原燃烧水化塔前面增设一个塔，专供燃磷使用，原有的燃烧水化塔则改为单纯的水化塔，两塔的顶部以管道相连接，把燃磷塔产生的含磷气体导入水化塔进行水化。
磷燃烧塔内钢管表面没有任何防腐衬里，而是通过控制工艺条件，来防止钢管被腐蚀。
磷酸生产工艺流程
磷酸生产工艺流程磷酸作为一种重要的化工原料，广泛应用于肥料、化肥、食品添加剂等领域。
下面就是磷酸的生产工艺流程。
磷酸的生产主要有湿法磷酸法和干法磷酸法两种工艺。
湿法磷酸法是目前主要使用的工艺流程，流程如下：1.磷矿石处理：将磷矿石进行粉碎、筛分和洗选等处理，得到磷酸矿。
2.磷酸矿浸取：将磷酸矿浸取到含磷的浸出液中。
通常采用硫酸作为浸出剂，将硫酸和磷酸矿按一定比例加入反应器中，控制反应时间和温度，使磷酸矿中的磷酸生成磷酸溶液。
3.过滤和固液分离：将浸出液进行过滤和固液分离，将磷酸固体分离出来，得到磷酸液。
4.磷酸液的浓缩：将磷酸液进行蒸发，去除多余的水分，使磷酸溶液的浓度达到要求。
5.磷酸的纯化：将浓缩后的磷酸液进行脱色、除杂和脱氟等处理，以获得纯净的磷酸。
6.磷酸的干燥：将纯净的磷酸进行干燥处理，去除水分，得到干燥的磷酸成品。
干法磷酸法是另一种磷酸的生产工艺，流程如下：1.磷矿石处理：将磷矿石粉碎、筛分和洗选等处理，得到含磷的精矿。
2.炼焦和还原：将精矿进行炼焦和还原处理，使其转变为含磷的焦磷酸钙。
3.焦磷酸钙破碎：将焦磷酸钙进行破碎，得到细碎的焦磷酸钙。
4.焦磷酸钙的氯化：将细碎的焦磷酸钙与氯化剂进行反应，生成氯化磷酸钙。
5.氯化磷酸钙的水解：将氯化磷酸钙进行水解，得到磷酸液和盐酸。
6.磷酸液的再结晶：将磷酸液进行再结晶，去除多余的水分，得到磷酸成品。
综上所述，磷酸的生产工艺流程主要分为湿法磷酸法和干法磷酸法。
湿法磷酸法主要包括磷矿石处理、磷酸矿浸取、过滤和固液分离、磷酸液的浓缩、磷酸的纯化和磷酸的干燥等步骤。
干法磷酸法主要包括磷矿石处理、炼焦和还原、焦磷酸钙的破碎、焦磷酸钙的氯化、氯化磷酸钙的水解和磷酸液的再结晶等步骤。
磷酸 生产工艺
磷酸生产工艺
磷酸是一种重要的化工产品，被广泛应用于肥料、食品添加剂、清洗剂等方面。
磷酸生产工艺通常有湿法法和燃烧法两种。
湿法法是目前主要的磷酸生产工艺，其工艺流程如下：
1. 磷矿石的提取：首先从矿山中采取适量的含磷石英矿石，矿石通常经过粉碎、烘干等处理。
2. 矿石的酸洗：将粉碎的矿石放入酸洗槽中进行酸洗处理，常用的酸洗剂有硫酸、氯化氢等，将矿石中的杂质如泥土、氟化物等溶解掉，使矿石纯化。
3. 溶液的净化：经过酸洗的矿石溶液中仍含有杂质如铁、镁等，需要进行净化。
通过加入适量的氢氧化钙或氢氧化钠等碱德沉淀等方法，沉淀掉不需要的杂质。
4. 磷酸的提取：将净化后的溶液加热蒸发浓缩，浓缩至一定浓度后，将溶液喷入冷却塔中，冷却塔内产生的湿润气氛中的磷酸粉末通过相对湿气的控制，得以急冷形成颗粒状磷酸。
5. 磷酸的干燥：产生的磷酸颗粒状物料通过干燥设备进行干燥，除去其中的水分。
燃烧法虽然得到磷酸的纯度较高，但由于生产过程中产生的大量的二氧化硫等有害气体对环境造成污染，所以目前很少使用。
总之，磷酸的主要生产工艺是湿法法，通过磷矿石的提取、酸洗、溶液净化、磷酸提取、干燥等步骤，最终得到纯度较高的磷酸产品。
在生产过程中，需要注意环境保护和安全生产，减少对环境的污染和安全事故的发生。
磷酸生产工艺
磷酸生产工艺磷酸是一种重要的化学品，在农业、医药、食品等领域有着广泛的应用。
磷酸的生产工艺通常包括矿石的提取和加工过程。
磷酸的主要原料是磷矿石，常见的有磷灰石、磷酸盐矿石等。
首先，需要进行矿石的提取工作。
磷矿石一般以露天开采的方式进行，将矿石从地下开采到地表。
开采完成后，矿石需要进行破碎和筛分，将矿石分为不同的粒度。
接下来，进行矿石的浸出工艺。
将破碎和筛分后的矿石与稀硫酸或稀盐酸进行混合，形成矿浆，并将矿浆送入浸出器中进行浸出。
在浸出器中，矿石与酸发生反应，生成溶解磷酸的离子。
浸出过程中，需要控制酸浓度、温度和时间等参数，以获得理想的浸出效果。
浸出完成后，矿浆中会出现含有磷酸盐的溶液和未反应的固体残渣。
为了分离磷酸盐溶液，需要进行固液分离工艺。
通过过滤或离心等方法，将固体残渣与磷酸盐溶液分离开来。
分离后的磷酸盐溶液即为浓缩磷酸。
为了得到纯度更高的磷酸，还需要进行浓缩和精馏工艺。
首先，将浓缩磷酸送入蒸发器中，通过蒸发器中的加热装置，将其中的水分蒸发掉，使磷酸浓缩。
待磷酸浓缩至一定程度后，再进行精馏。
在精馏过程中，通过升温将磷酸蒸发并冷凝，分离出纯度更高的磷酸。
最后，对磷酸进行后续处理和加工。
根据不同的应用需求，磷酸可进一步进行酸碱中和、过滤、结晶等工艺，以得到不同形式的磷酸产品。
此外，还可以进行磷酸的包装和贮存，确保其质量和安全。
总的来说，磷酸的生产工艺包括磷矿石的提取和加工、浸出、固液分离、浓缩和精馏等环节。
不同的工艺参数和处理方法可以对磷酸的质量和产量进行影响。
随着科学技术的进步，磷酸生产工艺也在不断改进和优化，以提高生产效率和产品质量。
磷酸生产工艺
不易沉淀的颗粒悬浮物，为保证过滤效果，通常加入适量 的絮凝剂保证沉降效果，在浓缩过程常伴随大量氟硅酸盐 的结垢，加入阻垢剂以延长设备使用周期，提高设备使用 效率。
二、 湿法磷酸
1. 磷酸的性质
磷酸为中强三元酸，具有酸的一切通性，当加 热至浆状时可侵蚀石英，纯磷酸在空气中易潮解， 在工业生产中，常常用P2O5含量来表示磷酸的浓 度，而不用H3PO4的含量来表示，磷酸的溶解热随 着稀释倍数的增加而增大。（1molH3PO4在1mol 水中的溶解热为7.285J/mol,而在100mol水中则增 大为22.046J/mol）。
(2)浓缩过程中的尾气处理即氟硅酸的回收
注意：由于磷矿与硫酸为放热反应，为及时移走 反应热，在反应过程中采用强制真空循环，通过 低位闪冷使反应保持在80度左右，前后温差不超 过3度
三、岗位介绍
四个重要岗位：中控岗位、过滤岗位、输酸 岗位、球磨岗位.
1.球磨岗位：磷矿石经过第一、二级颚式破碎 机，第三级反击式破碎机后，矿石粒度 ≤30mm，然后进入球磨机研磨，达到粒度 为—100目≥85﹪，水分介于27﹪—32﹪的 磷矿浆。
②碱液吸收法
半导体生产工艺中处理废气中SiF4的方法是 用氢氧化钠溶液作吸收剂，采用旋转喷雾器进行吸 收的吸收法，可获得99%以上连续除去SiF4的效率。 ③氯化钠连续法
利用磷酸生产中回收的浓度为10%的氟硅酸与氯 化钠溶液反应生产氟硅酸钠，经结晶、增稠、过 滤、干燥即为结晶体产品。
• 含氟废气吸收液的回收和利用：含氟废 气吸收液的主要成分时氟硅酸，可用它做 原料生产氟硅酸钠Na2SiF6。氟化铝，和冰 晶石等副产品。
Ca5F(PO4)3+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF
磷酸生产工艺综述
磷酸生产工艺大PK□中国无机盐工业协会王佩琳工业化生产磷酸主要方法有湿法净化磷酸、热法磷酸和窑法磷酸。
近年国内湿法磷酸生产企业不再单一生产磷肥用酸，而是开始走湿法酸净化，进一步向生产工业级、食品级磷酸，向磷酸盐产品的系列化方向发展。
国内自行开发的窑法磷酸有转窑法和燧道窑法两种。
湖北宝康建成了1万t/a工业性转窑法磷酸示范装置，正在试运行；湖北三新磷化公司已建成了3万t/a的燧道窑法磷酸工业装置。
本文将通过对湿法磷酸、热法磷酸、窑法磷酸生产工艺及其生产成本、竞争力的分析对比，提出今后我国工业磷酸的发展方向。
为对比不同工艺生产的磷酸制造成本，测算过程中采用统一的矿价和煤、电、水等公用工程价格，并对固定成本和折旧成本进行了统一。
工艺路线分析1．湿法净化磷酸湿法净化磷酸生产的主要特点：①95%以上用于生产高浓度磷复肥，仅有少量商品酸；②90%以上采用硫酸萃取工艺，硫酸价格对其生产成本影响较大；③装置规模大型化，30万t/a以上的装置占有较高的比例；④磷肥是支农产品，其生产原材料及公用工程如电、煤供应享受国家优惠政策，同时其产品销售也受到国家产业政策的制约；⑤我国磷肥生产主要集中在云、贵、鄂，2007年3省DAP产量占全国DAP总量的70%，MAP产量前5位的省市鄂、川、黔、云、渝合计产量占到全国MAP总量的82.6%。
我国高浓度磷复肥企业60%以上是采用硫磺制酸，多为大型骨干企业。
以DAP为例，产量在前10家的企业（合计占全国总产量的80%）中就有7家采用硫磺制酸，而云、贵、鄂、渝是缺硫地区，硫磺的价格变化对磷酸乃至磷肥的生产成本影响很大。
特别是2007年以来,受硫磺价格巨变影响，硫酸价格已上涨10倍左右，湿法磷酸企业生产成本大幅度增加，在一定程度上影响了磷肥的生产。
表1为湿法磷酸（肥料级）生产成本统计。
湿法磷酸在采用酸分解磷矿石（国内绝大多数为硫酸法）时，矿石中的铁、铝、镁等各种杂质会同时进入到磷酸产品中，萃取后的湿法磷酸浓度低，需要经过浓缩才能达到生产高浓度磷肥的质量要求，但经过浓缩的磷酸仍含有很多杂质，必须经净化除杂后才能达到工业级和食品级磷酸的要求。
我国工业磷酸生产工艺选择概要
级富 矿储 量 ５ ７ Ｍ ， ２ ｔ 占总储 量 的 ｌ ， １ ， ９ ６ ％ 主要 集
中在黔 东及 黔东北 的瓮 福 磷 矿 和开 阳磷 矿 ； 占 而
Ｐ０ ） ，而且生产 的萃取磷酸纯度 和初 始浓度低 ，
还需 用蒸 汽 进行 浓缩 。而 窑法 磷酸 则对 磷矿 的 品位 要求 较低 ，可用 中低 品位 的磷 矿 ，符合 我 国磷 矿 资
２１ ０ ２年 第 １ 期
２ 工 业磷 酸生产 工艺
２ １ 电热法 制工 业磷 酸 ．
１Ｈ Ｐ ４ ５ ａＯ ２ ２ ０ ３ Ｏ ＋ Ｃ Ｓ ４・ Ｈ Ｏ
（） ６
由于 我 国磷 矿 资 源 绝 大 部 分 是 高杂 质 含 量 的
电热 法 的原 理 是 利用 在 高温 条 件 下 ， 矿石 中 的 磷元 素先 发 生还 原 反应 而 后 发生 氧 化 反 应 的过 程 。
由于 窑法 磷酸 具有 以上 特 点 ， 因此 赋 予 其 更 加 深 远 ２ 磷酸Leabharlann 钙继续与硫酸反应生成萃取磷酸和二 、
水 硫 酸钙 结 晶 ：
迈 上一 个新 台 阶 。
针 对硫 酸 、 酸 危 险 化 学 品和 酸 罐 区重 大 危 险 磷 源， 分别 制订 专项 事故 应 急预案 ， 年进 行评 审和 修 每 订； 定期 组织 事故 应急 救援 演练 ， 每个 专 项预 案每 年
至 少组织 １次演 练 。
５ 结束语
通过对萃取磷酸生产过程 中风险有害因素进行
硫 磷设 计 与粉体 工 程
２１年第１ ０２ 期
ＳＰ＆ Ｂ ＭＨ Ｌ Ｔ ＮＧＩ ＥＥＲ ＮＧ ＲＥ Ａ ＥＤ Ｅ Ｎ Ｉ
・２ ・ ７
我 国 工 业 磷 酸 生 产 工 艺 选 择 概 要
湿法磷酸生产原理及生产方法的选择
湿法磷酸生产原理及生产方法的选择湿法磷酸生产原理及生产方法的选择摘要目前国内外磷酸的生产工艺主要有“热法”和“湿法”两种。
二者相比较，湿法磷酸的工艺特点是产品成本相对较低，但是质量较差，且对磷矿的品位和杂质含量都有较高的要求，尽管如此，二水物法还是得到了广泛的应用，目前国际上制备工业磷酸主要采用湿法。
二水物法湿法磷酸生产工艺的研究开发和反应槽、过滤机等主要设备设计技术的日臻成熟和完善，为二水物法湿法的大规摸工业化生产打下了坚实的基础。
在二水物法湿法磷酸生产过程中，由于磷矿与硫酸的反应速率与磷矿的细度密切相关，因此矿浆送入反应槽之前磷矿石一般需经过粉碎(中碎)和研磨(细碎)两个工序。
湿法研磨流程短、生产能力大，这就加快萃取工序的反应速度。
湿法磷酸生产过程中，制得粒大、均匀、稳定的二水物和α半水物硫酸钙结晶，便于过滤分离和洗涤干净是十分重要的问题。
关键词：湿法磷酸，二水物法一湿法磷酸生产的基本原理工业上制取磷酸的方法有两种：一种是用强无机酸(主要用硫酸)分解磷矿制得磷酸，称湿法磷酸，又称萃取磷酸，主要用于制造高效肥料；另一种是在高温下将天然磷矿中的磷升华，而后氧化、水合制成磷酸，称为热法磷酸，主要用于生产工业磷酸盐、牲畜和家禽的辅助饲料。
本设计主要讨论湿法磷酸。
1.1 湿法磷酸生产的基本原理用酸(硫酸、硝酸、盐酸等)分解磷矿制得的磷酸统称湿法磷酸，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。
其总化学反应式如下：Ca5F(PO4)3＋5H2SO4＋5nH2O===3H3PO4＋5CaSO4·nH2O＋HF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)进行顶分解反应，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：Ca5F(PO4)3＋7H3PO4===5Ca(H2PO4)2＋HF↑这一步称为预分解。
磷酸生产工艺规程
磷酸生产工艺规程1 主题内容与适用范围本标准规定了磷酸的规格、质量要求、生产方法、工艺技术条件、生产控制与检验及安全生产的基本原则等。
本标准适用于本厂热法磷酸生产。
2 引用标准GB2091-80 磷酸GB1616-88 工业过氧化氢SH-QB407-80 黄磷SH-QB402.1-91 磷酸中控分析标准SH-QB-403.3-91 软水、循环水、污水分析标准(部分引用)SH-QB-410-91 磷酸(厂内控)质量标准SH-QB-408-91 三聚磷酸钠车间用磷酸标准3 产品说明3. 1 产品名称工业磷酸3.2 分子式H3PO43.3 结构式OHHO—P==OOH3.4 分子量97.993.5 物理性质3. 5. 1 外观无色或微黄色透明稠厚液体。
3.5.2 气味无气味。
3.5.3 溶解度与水和乙醇以任何比例互溶。
3. 5. 4 凝固点磷酸的凝固点随着浓度的不同而不同。
无水正磷酸的凝固点(亦即熔点)42.35℃。
浓度为85%的正磷酸的凝固点为21.1℃，但也常常产生过冷现象。
其各浓度正磷酸的凝固点见表13.5.5正磷酸的重度与温度和浓度有关。
同一浓度的正磷酸重度随温度升高而减小。
同一温度的正磷酸重度随浓度的升高而增大。
3.6 化学性质3.6.1 与碱作用发生中和反应可生成酸式磷酸盐或正磷酸盐。
例如：H3PO4＋NaOH＝NaH2PO4＋H2OH3PO4＋2NaOH＝NaHPO4＋2H2OH3PO4＋3NaOH＝Na2HPO4＋3H2O3.6.2磷酸是中强三元酸、无氧化性，但对金属仍具有腐蚀性，发生置换反应：6Fe＋4H3PO4＝2Fe3(PO4)2＋6H2↑3.6.3磷酸在高温时根据其脱水分子数目不同，可生成焦磷酸、三聚磷酸钠和四偏磷酸212℃—260℃2H3PO4 H4PO7＋H2O 焦磷酸3H3PO4 H5P5O10＋2H2O 三聚磷酸≥260℃4H3PO4 （HPO3）4＋4H2O 偏磷酸3.6.4 加过量的磷酸于Fe+3盐溶液中即生成可溶性的络合物H9[Fe(PO4)2]4和H6[Fe(PO3)2]。
工业磷酸生产工艺
工业磷酸生产工艺工业磷酸生产工艺是通过磷矿石的矿石选别、破碎、矿浆稀释、矿浆浸出、草酸脱硫、硅酸除砷、中和处理、粗磷酸晶体分离、粗磷酸粉碎、精磷酸制取、精磷酸浓缩、磷酸液晶体分离、磷酸液蒸发浓缩、磷酸液脱水、纯化、磷酸生产等一系列工艺将矿石中的磷酸分离出来。
以下是具体的工艺流程：1. 矿石选别：将磷矿石进行按磷酸含量和矿石性质分类。
2. 矿石破碎：将选别后的磷矿石进行破碎，使矿石颗粒变小。
3. 矿浆稀释：将破碎后的矿石与水混合形成矿浆。
4. 矿浆浸出：将矿浆与草酸进行接触，使磷酸转化为溶液中的磷酸根离子。
5. 草酸脱硫：矿浆中含有的硫酸根离子和硫酸根离子被加入草酸中生成草酸二硫酸，进而转化为硫酸。
6. 硅酸除砷：矿浆中含有的砷被加入硅酸中生成砷酸，进而转化为氯化物。
7. 中和处理：将矿浆中的酸性物质通过中和处理，使其酸度适中。
8. 粗磷酸晶体分离：通过连续晶体分离工艺，将矿浆中的粗磷酸分离出来。
9. 粗磷酸粉碎：将粗磷酸进行粉碎，使其颗粒变小。
10. 精磷酸制取：将粗磷酸溶解、过滤、浓缩，得到精磷酸。
11. 精磷酸浓缩：对精磷酸进行浓缩，提高其磷酸含量。
12. 磷酸液晶体分离：通过晶体分离工艺，将磷酸液中的晶体分离出来。
13. 磷酸液蒸发浓缩：将磷酸液进行蒸发浓缩，提高磷酸的浓度。
14. 磷酸液脱水：将磷酸液进行脱水处理，去除其中的水分。
15. 纯化：对脱水后的磷酸进行纯化处理，提高其纯度。
16. 磷酸生产：将纯化后的磷酸进行最后的加工处理，得到终产品磷酸。
以上就是工业磷酸生产工艺的主要步骤，通过这些步骤将磷矿石中的磷酸分离出来，并进行纯化加工，最终得到磷酸产品。
磷酸生产工艺[整理]
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磷酸生产工艺一、热法磷酸热法是用黄磷燃烧并水合吸收所生成的P4O10来制备磷酸，热法磷酸的制造方法，主要有：1.完全燃烧法(叉称一步法)将电炉法制磷时所得的含磷炉气直接燃烧，此时不仅磷氧化为五氧化二磷，一氧化碳也被氧化：反应放出大量的热，由于磷酸酐有强烈的腐蚀作用，此反应热实际不能利用，燃烧后的气体必须冷却。
以保证磷酸酐完全吸收。
由于气体温度高，磷酸酐与水作用时首先生成偏磷酸(HPO3)，冷却后再转化成为正磷酸：此法由于热能利用差，在工业上未被采用。
2.液态磷燃烧法(又称二步法)二步法有多种流程，在工业上普遍采用的有两种：第一种是将黄磷燃烧，得到五氧化二磷用水冷却和吸收制得磷酸，此法称为水冷流程。
第二种是将燃烧产物五氧化二磷用预先冷却的磷酸进行冷却和吸收而制成磷酸，此法称为酸冷流程。
这里简要介绍酸冷流程，见图4-7。
将黄磷在熔磷槽内熔化为液体，液态磷用压缩空气经黄磷喷咀喷入燃烧水合塔进行燃烧，为使磷氧化完全，防止磷的低级氧化物生成，在塔顶还需补充二次空气，燃烧使用空气量为理论量的1.6～2.0倍。
在塔顶沿塔壁淋洒温度为30～40℃的循环磷酸，在塔壁上形成一层酸膜，使燃烧气体冷却，同时P2O5与水化合生成磷酸。
塔中流出的磷酸浓度为86%～88%H3PO4，酸的温度为85℃，出酸量为总酸量的75%。
气体在85～110℃条件下进入电除雾器以回收磷酸，电除雾器流出的磷酸浓度为75%～77%H3PO4，其量约为总酸量的25%。
从水化塔和电除雾器来的热法磷酸先进入浸没式冷却器，再在喷淋冷却器冷却至30～35℃。
一部分磷酸送燃烧水化塔作为喷洒酸，一部分作为成品酸送储酸库。
3.优先氧化法在454～532℃条件下，与理论量120%～130%的空气混合，使磷蒸气和磷化氢氧化，而CO仅氧化了5.6%～7%，然后用稀磷酸吸收磷酸酐制成热法磷酸。
此法尚未工业化。
4.水蒸气氧化黄磷法用铂、镍、铜作催化剂，焦磷酸锆或偏磷酸铝作载体，在600～800℃温度下用水蒸气氧化黄磷制得磷酸并副产氢气。
磷酸的生产工艺
磷酸的生产工艺
磷酸是一种重要的化工原料，广泛应用于肥料、食品、医药、冶金和化工等领域。
以下将介绍磷酸的生产工艺，包括湿法法和烧结法两种主要方法。
湿法法是目前主流的磷酸生产工艺，主要有硫酸法和磷酸矿法。
硫酸法是最常用的湿法生产方法，其主要步骤如下：首先，将磷矿石与浓硫酸反应生成磷酸和硫化物，反应温度一般在180
至250摄氏度之间。
随后，通过蒸发和冷却，使反应溶液中的磷酸结晶沉淀。
最后，通过离心、洗涤和干燥等步骤，得到纯度较高的磷酸产品。
此外，硫酸法还可以通过磷酸与硫酸钙反应生成磷酸钙的沉淀，再经过酸解和磷酸分离的工序得到纯净的磷酸。
磷酸矿法是另一种湿法生产磷酸的方法，其主要步骤是将磷酸矿石与稀硫酸反应生成磷酸。
在该工艺中，磷酸矿石首先经过研磨处理，然后与稀硫酸溶液进行浸出反应，生成磷酸盐的溶液。
冶炼过程中，还需要过滤、浓缩、结晶和干燥等工序，最终得到磷酸产品。
烧结法是另一种生产磷酸的工艺，适用于磷酸矿石中磷酸盐含量较低的情况。
该方法主要包括磷酸矿石的矿石炉烧结和溶出两个步骤。
首先，将磷酸矿石与焦炭粉末和二氧化硅混合炼制成矿石熔渣，并进行烧结处理。
然后，用稀硫酸对矿石熔渣进行浸出反应，得到含磷酸盐的溶液。
最后，通过蒸发、结晶和干燥等工序，得到纯度较高的磷酸产品。
总的来说，磷酸的生产工艺主要包括湿法法和烧结法两种方法。
湿法法以硫酸法为主流，通过磷矿石与硫酸的反应，得到磷酸产品。
烧结法适用于磷酸盐含量较低的矿石，通过矿石炉烧结和溶出的工艺步骤，得到磷酸溶液。
无论是哪种方法，都需要通过提纯、结晶和干燥等步骤，获得高纯度的磷酸。
磷酸工艺流程
磷酸工艺流程
《磷酸工艺流程》
磷酸是一种重要的化工原料，广泛用于肥料、食品添加剂、医药和化工等领域。
磷酸的生产过程主要包括湿法和干法两种方法，其中湿法生产磷酸的工艺流程较为复杂。
湿法磷酸生产工艺一般包括原磷矿的破碎、浸出、提取、结晶和精制等步骤。
首先，原磷矿经过破碎后，将其浸出得到含磷酸的溶液。
接着，利用化学提取剂将溶液中的磷酸提取出来，再经过结晶和精制过程得到成品磷酸。
在磷酸工艺流程中，每一个步骤都需要严格控制反应条件、溶液浓度、温度和压力等参数，以确保磷酸产品的质量和产量。
同时，由于磷酸工艺流程中生成的废水和废气含有对环境有害的物质，因此，环保措施也是生产过程中需要重点考虑的问题。
随着工艺技术的不断进步，磷酸生产流程也在不断优化和改进，以提高产量、降低能耗和减少环境污染。
同时，随着对磷肥需求的增加，磷酸生产企业也在不断引进先进的生产设备和工艺技术，以满足市场需求。
总的来说，磷酸工艺流程的复杂性和环保性使得其生产需要严格控制各个环节，不断改进技术和设备，以提高生产效率和产品质量。
同时，磷酸生产企业也需要与国际接轨，遵循国际标准，加强环境管理，减少对周围环境的影响。
磷酸生产工艺
硫化物
磷化物
饲料添加剂
工业磷酸盐 食品添加剂 精细磷化学品
电镀，医药 有机合成原料
阻燃剂 医药化学品 表面活性剂，染料 农药
第一部分 概论
四、磷酸的生产方法
F 热法 湿法 窑法 热法（一步法，二步法）
将矿在石英SiO2的存在下，在电炉中用焦碳还原得到 元素磷，然后呈蒸汽态逸出（升华），再经燃烧使之氧化 生成P2O5，用水吸收生成磷酸。
Ca(PO4)2 + C + 6SiO2 → P4 ↑ + CO↑ + CaSiO3
P4+ O2 →P4O10 + H2O → [HPO3] 3 + H2O → H3PO4
第一部分 概论
F 热法 湿法 窑法
湿法 磷矿通过强酸酸解制得磷酸，目前常用的就是硫酸，当
然还有其他强酸，如硝酸，盐酸，氟硅酸等。主要是因为工 艺不成熟，形成产业化困难，投资成本和生产成本较高。 Ca5F(PO4)3+ H2SO4+ nH2O→CaSO4.nH2O↓+ H3PO4 + HF↑
合格品
40
0.01 0.005 0.01 0.005
第一部分 概论
食品级磷酸理化指标
项目 外观 磷酸（H3PO4）的质量分数/（%） 砷（以As计）的质量分数 /（%） 氟（以F计）的质量分数/（%） 重金属（以Pb计）的质量分数/（%） 易氧化物（以H3PO4计）的质量分数/（%）
指标 无色透明或略带浅色稠状液体
黄磷
加压泵送
燃烧水合塔
除雾器
分离器
废气排放
成品磷酸
第二部分 磷酸生产——热法磷酸
第二部分 磷酸生产——热法磷酸
工业磷酸工艺操作规程
2.2.3长期停车，压磷前，检查压磷管线各部位阀兰垫片是否完好，并进行试压，确认后，方可开车。应先用蒸汽冲洗进磷管再进磷。
2.3投磷
2.3.1按投磷通知打开保温蒸汽，给水合塔磷喷头预热，待系统循环酸、冷却水、风压、气压等正常后，启动压磷热水泵，调节投磷罐进水阀，使其压力达到规定值，打开投磷阀向水合塔输磷。
2.2开车前检查所有设备及阀门，做好开车前准备。
2.3使用检验合格的黄磷，不合格的黄磷未经评审不得使用。
2.4打开溶磷槽进水阀和蒸汽阀，并将水温控制在40—50℃。
2.5成品黄磷供应有两个渠道，一是从黄磷车间直接用泵输送至溶磷槽，二是用桶装黄磷。
2.6由黄磷车间供应黄磷的工艺操作
2.6.1开车指示后，通知黄磷车间输送黄磷至熔磷槽规定的黄磷液位值。
2、工艺操作规程
2.1开车前准备
2.1.1按规定穿戴好劳保用品。
2.1.1检查所管辖设备阀门及输磷管道，做好开车准备。
2.1.2打开投磷热水槽进水阀，水位保持在溢流口处，打开蒸汽阀水加温到60℃—70℃，并保持水温及水位。
2.2、压磷
2.2.1打开投磷罐进水阀，启动投磷热水泵，向罐内进水至规定值后关闭进水阀，停泵，略打开投磷罐夹套蒸汽阀保温。
2.3.2投磷完毕，停压磷热水泵，关闭压磷罐进水阀，待输磷管内磷回完后，方可关闭投磷
工业磷酸作业指导书
版次
A
共6页
水合岗位工艺操作规程
修改次数
0
第4页
阀，然后再按压磷步骤压磷。
2.3.3生产过程中要实现磷雾化燃烧，返酸色泽，各项温度指标情况，在规定范围内适当调节投磷阀。
磷酸生产工艺讲义
磷酸生产工艺讲义一磷酸的生产方法磷酸是一种三元酸，属中强酸，其工业生产方法可分为两大类，一类是热法生产，系由元素磷氧化制取，酸质较好，多用于制造磷酸盐产品或食品级磷酸盐；另一类是湿法生产，是用酸分解磷矿制成磷酸，酸质较差，通常用以生产肥料，或经净化后制造磷酸盐。
湿法磷酸发展史湿法磷酸批量生产用于肥料及其他工业，迄今已有一百多年历史。
1870~1872年间在德国首次开始生产，为间歇生产。
连续式湿法磷酸始于1925年的道尔流程，1932年道尔公司在特富尔建成磷酸工厂，在技术上做了两项改革，强化了磷酸生产，制得32%P2O5的浓磷酸，为以后半个多世纪二水物流程的发展奠定了基础。
40年代，特别是二战以后，世界湿法磷酸的生产技术取得了明显进展，（1）新的生产流程不断涌现，逐步取代了30年代的道尔流程。
（2）生产设备不断更新、强化。
（3）60年代，单系列生产能力不断扩大，出现日产1000吨P2O5的生产装置。
（4）出现大量再结晶流程。
我国湿法磷酸的科研工作始于1953年，首先研究了二水物工艺，于1963年完成中间试验，并在南京建成年产1.5万吨磷酸的试验工厂。
其它流程研究于1975年完成中间试验。
一、湿法磷酸生产流程分类按操作方式不同分为：间歇操作流程；连续操作流程。
按反应槽型及数量不同分为：多槽流程；单槽流程；同心圆单槽流程；多室单槽流程。
按反应槽料浆冷却方法不同分为：真空冷却流程；鼓风冷却流程。
按硫酸钙水合结晶的不同分为：二水物流程；半水物流程；无水物流程；二水—半水再结晶流程；半水—二水再结晶流程。
四、磷矿的分解过程1、磷矿与硫酸反应( 二水物法)生成磷酸的反应式：主反应：CaF(PO4)3+5H2SO4+2H2O=3H3PO4+HF+5CaSO4·2 H2O副反应：6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O H2SiF6=SiF4+2HFCaCO3+ H2SO4+H2O = CaSO4·2 H2O+CO2 MgCO3+ H2SO4 = MgSO4 +H2O +CO2 Fe2O3+2H3PO4=2FePO4+3H2O Al2O3+2H3PO4=2AlPO4+3H2O2、过程的热化学磷矿与硫酸反应要放出大量的热，在生产时需要将其移出。
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酸萃取法和碳高温还原法三种， 结合我国磷矿资源特点分析了这三种生产工艺的特点， 认为碳高温还原 法制工业磷酸， 即窑法磷酸工艺在我国有更广阔的发展前景 。 关键词： 工业磷酸； 生产工艺； 选择； 概要 中图分类号： TQ126. 35 文献标识码： B 文章编号： 1009 － 1904 （ 2012 ） 01 － 0027 － 03
［2 ］
即由磷矿石经过硫酸分解， 先
制得肥料用粗磷酸。 其反应原理是： 用硫酸分解磷 矿粉或矿浆， 可生成磷酸和硫酸钙结晶的磷酸料浆 。 控制适宜的反应条件， 可以获得粗大、 均匀、 易于过 滤和洗涤的二水硫酸钙结晶。其总反应表示如下： Ca5 F（ PO4 ） 3 + 5H2 SO4 + 10H2 O 3H3 PO4 + 5CaSO4 ·2H2 O + HF↑ 在实际生产中， 反应是分两步进行的 . 1、 磷矿颗粒首先被淡磷酸分解， 生成磷酸一钙： Ca5 F（ PO4 ） 3 + 10H3 PO4 3H3 PO4 + 5Ca（ H2 PO4 ） 2 + HF↑ 水硫酸钙结晶： 2、 磷酸一钙继续与硫酸反应生成萃取磷酸和二
［4 ］
3
结论
从以上三种生产工业磷酸的工艺来看， 硫酸萃
取法的工艺特点是产品成本相对较低， 但是质量较 差， 且对磷矿的品位和杂质含量都有较高的要求 ， 目 前国际上制备工业磷酸主要采用该法 。我国的萃取 磷酸主要用于生产农业用化肥。电热法制工业磷酸 的工艺特点是产品质量好， 但价格较贵， 而且属高能 耗 技 术， 电耗在工业磷酸总的制造链中权重达 60% 。随着能源短缺日趋严重， 电价大幅攀升， 电热 法工业磷酸的价格也随之上涨， 造成以其为原料的 磷化工产品逐渐丧失市场竞争能力 。 据估算， 窑法磷酸产品成本介于电热法和硫酸萃 取法之间。与硫酸萃取法相比， 它不受磷矿品位和杂 质含量的限制， 也不受硫资源的限制； 与电热法相比， 它大大降低生产能耗， 而且能够避免采用昂贵的电 能。因此， 窑法磷酸工艺十分符合我国的磷资源特点 （ 中低品位磷矿为主） ， 有着更加广阔的发展前景。
2012 年第 1 期 的开发价值。
蒲
勇， 等 . 年， 前南化集团设计院江善襄等人在南京 化学工业公司和南化集团设计院的支持下独立开展 研究工作， 并提出改用隧道窑为主反应器的构想 。 小型实验取得了突破性进展， 解决了窑法磷酸最关 — —用包裹层来隔离氧化、 键的技术难题— 还原区。 随后又与原化工部化肥研究所合作进一步开展实验 研究， 确定了反应工序的优惠工艺条件 ， 使磷的还原 率达到 88% 以上。1988 年 5 月， 原化工部组织了专 家对研究工作进行评议， 专家们对试验成果给予很 高的评价
参考文献：
［ 1］ 刘代俊， 蒋绍志， 罗洪波， 等 . 我国磷矿资源贫化趋势与对策 J］ . 磷肥与复肥， 2005 ， 20 （ 1 ） ： 6 ～ 9. 探讨［ ［ 2］ 化工部硫酸和磷肥设计技术中心 . 磷酸、 磷铵、 重钙技术与设 M］ . 北京： 化学工业出版社， 1996 ： 125 ～ 126. 计手册［ ［ 3］ 殷宪国 . 窑法磷酸开发战略与工业化技术路线［ J］ . 磷肥与复 2007 ， 22 （ 1 ） ： 37 ～ 40. 肥， . ［ 4］ 江善襄 . 窑法磷酸工艺评述及我国窑法磷酸试验新进展［J］ 1991 ， （ 1 ） ： 4 ～ 13. 硫磷设计， ［ 5］ 候拥和， 薛生晖， 黄焯枢 . CDK 窑法磷酸新工艺及其工业化前 J］ . 硫磷设计 . 1997 ， （ 2 ） ： 6 ～ 8. 景［ ［ 6］ 白锡柱， . 硫磷设计与 曾寿智 . 磷酸生产技术开发的进展［J］ 5 （ 1 ） ： 1 ～ 5. 粉体工程 . 2006 ， ［ 7］ 方为茂， . 化 郭孝东， 杨海兰， 等 . 对当前磷化工产业建议［J］ 2009 ， 28 （ 1 ） ： 82. 工进展，
。
1988 年， 长沙矿冶研究院候拥和教授等人也开 展了窑法磷酸的试验研究工作。在 1 kg 动态回转炉 1991 ～ 1993 年又在 0. 6 m × 3. 05 m 试验的基础上， 回转炉开展中间试验， 确定了反应物料一次成球、 再 “复合球团 ” 次包裹的 核心技术。1996 年长沙矿冶 研究院 与 江 西 磷 肥 厂 合 作， 建 设 了 一 套 200 t / a w （ H3 PO4 ） = 85% 的完整的窑法磷酸半工业试验装 置， 进行了 406 h 的投料试验， 并完成了 72 h 连续运 转考核。考核结果表明， 包括磷酸制取在内磷的平 均回收率为 82. 7% ， 磷酸质量接近热法磷 酸 的 指 标。1997 年元月， 国家计委委托化工部组织专家对 试验成果 进 行 鉴 定， 认为此项技术处于国际领先 水平
［1 ］
高温还原法（ 简称电热法） 、 硫酸萃取法 （ 简称湿法 ） 和碳高 温 还 原 法 （ 简 称 碳 热 法， 即所谓的窑法磷 酸） 。前两种生产工业磷酸方法在生产过程中同时 排放大量废气、 废水和废渣 （ 磷炉炉渣、 磷石膏 ） ， 其 中电热法工业磷酸虽有产品纯度高的优势 ，但要消 耗大量的电能； 湿法磷酸则消耗大量硫酸 （ 2. 8 t / t P2 O5 ） ，而且生产的萃取磷酸纯度和初始浓度低 ， 还需用蒸汽进行浓缩。而窑法磷酸则对磷矿的品位 要求较低，可用中低品位的磷矿，符合我国磷矿资 源的特点，且不需要硫酸，也不像电热法需要大量 杜绝酸源。伤者救出后应采用大量清水冲洗， 轻者 采用 w （ NaHCO3 ） = 5% 的碳酸氢钠溶液进行中和清 洗， 重者立即送往医院急救。 4. 5 制订应急预案并定期演练 针对硫酸、 磷酸危险化学品和酸罐区重大危险 源， 分别制订专项事故应急预案， 每年进行评审和修 订； 定期组织事故应急救援演练， 每个专项预案每年 至少组织 1 次演练。
磷元素先发生还原反应而后发生氧化反应的过程 。 其主要反应原理如下： 4Ca5 F（ PO4 ） 3 + 30C + 21SiO2 3P4 + 30CO + 20CaSiO3 + SiF4 ↑ △H = 26 613. 9 kJ / kg （ P4 ） P4 + 5O2 2P2 O5 △H = － 24 332. 7 kJ / kg （ P4 ） 2CO + O2 2CO2 △H = － 22 151. 8 kJ / kg （ P4 ） 从上面氧化还原反应可以看出， 氧化过程释放 的热量是还原过程吸收热量的 1. 75 倍。 电热法工 经过燃烧水合而制成 业磷酸工艺即以黄磷为原料， w （ H3 PO4 ） 为 85% 或 75% 的磷酸。对于电热法工业 磷酸生产中热能的回收利用， 目前带有热能回收装 即磷的燃烧和 P2 O5 的水合分别在 置的通常分两步， P2 O5 水合设备与传统的水 两个设备内进行。其中， 化塔相似； 燃磷设备内设置换热管， 以回收磷的燃烧 热并副产蒸汽。燃磷设备的技术关键在于如何既防 又能提供良好的传 止换热管被高温 P2 O5 气体腐蚀， 热条件。各国专利技术都是通过控制工艺条件， 使 换热管表面形成一层特殊的磷化物来加以保护 。 2. 2 硫酸萃取法制工业磷酸 萃取磷酸工艺
。 其中贵州省磷矿探明储
保有储量 2 561 Mt， 居全国第 2 位。 量约 2 687 Mt， 30% 以上的 贵州磷矿的平均品位 w （ P2 O5 ） 约 22% ， 一级富矿储量 527 Mt， 占总储量的 19. 61% ， 主要集 中在黔东及黔东北的瓮福磷矿和开阳磷矿
［2 ］
； 而占
81. 39% 的中低品位磷矿难以直接用硫酸萃取法生 产工业磷酸。因此随着高品位磷矿石的逐步消耗， 磷矿石品位贫化， 窑法磷酸更适合我国磷化工工业 的发展。 磷酸装置连续 15 年实现安全生产无事故， 即无一般 以上事故。2009 年元月份起， 陕化公司推行安全标 2010 年 12 月份通过 准化管理体系建设和试运行， 目前已规范运行。 安全 国家安全标准化二级验收， 标准化的核心是风险管理， 随着风险管理的持续细 化和深化， 陕化公司的安全管理和生产管理水平将 迈上一个新台阶。
作者简介： 段付岗（ 1968 － ） ， 男， 陕西蒲城人， 工程师， 现任陕
西陕化煤化工有限公司安环处处长， 长期从事磷酸磷铵的生产管理 《磷肥与复肥 》 、 《硫磷设计与粉体工程 》 、 曾先后在 与技术研发工作， 《化肥工业》 《硫酸工业》 和 上发表学术论文 50 多篇。 （ 收稿日期： 2011 － 10 － 08 ）
硫磷设计与粉体工程 2012 年第 1 期
S P ＆ BMH RELATED ENGINEERING
· 27·
我国工业磷酸生产工艺选择概要
蒲 勇， 张卫红
（ 贵阳中化开磷化肥有限公司， 贵州 息烽 551109 ）
摘 要： 工业磷酸是精细磷化工生产的基础原料， 当前我国工业磷酸生产的主要方法有电热法 、 硫
1
概述
当前， 国内外生产工业磷酸的方法有三种 ： 电炉
的电能。 我国磷矿石储量 13 300 Mt， 但大多数磷矿难选 w （ P2 O5 ） 大于 30% 的富矿只有 1 120 Mt。 我国 冶， w （ P2 O5 ） 为 26% 以下的 中低品位的磷矿约占 90% ， 低品位磷矿约占 50%
2012 年第 1 期
2
2. 1
工业磷酸生产工艺
电热法制工业磷酸 电热法的原理是利用在高温条件下， 矿石中的
5Ca（ H2 PO4 ） 2 + 5H2 SO4 10H3 PO4 + 5CaSO4 ·2H2 O↓ （ 6） 由于我国磷矿资源绝大部分是高杂质含量的 低品位磷矿， 给萃取磷酸深加工带来困难， 因此 中、 必须进行净化处理使其达到工业磷酸质量指标 ， 才 能用于生产精细磷化工产品。目前主要的净化方法 离子交换树脂法、 结晶法、 溶剂沉淀 有化学沉淀法、 法和溶剂萃取法。其中溶剂萃取法具有所得产品纯 （ 1） （ 2） （ 3） 度高、 生产工艺和设备相对简单、 能耗低、 原料消耗 生产能力大、 分离效果好、 回收率高、 环境污染 少、 少、 生产过程易于实现自动化与连续化 ， 而且有利于 资源的综合利用等优点， 因而引起了广泛的关注。 溶剂萃取法已成为目前国外净化萃取磷酸最有效的 许多发达国家已正式采用溶剂萃取法生 方法之一， 产工业级和食品级磷酸。 近年来， 我国许多科研单位在萃取磷酸净化方 面已做了大量的研究工作， 但迄今尚未形成大规模 工业化， 究其原因主要是萃取剂价格昂贵、 回收困 造成生产成本过高。 四川大学和贵州宏福实业 难， 开发有限公司合作开发了具有自主知识产权的萃取 磷酸净化技术， 该工艺包括预处理、 脱硫、 过滤分离、 萃取、 深度脱硫、 洗涤、 反萃取和浓缩等过程。 2. 3 碳高温还原法制工业磷酸 1978 年美 国 ORC 公 司 首 先 提 出 了 窑 法 磷 酸 （ KPA） ［3］的概念， 并展开了大量的研究工作。 后因 该方法的复杂性， 在技术上未认识 P2 O5 的反吸， 磷 收率始终在 30% ～ 60% 徘徊， 于 1982 年终止了该研 究工作。碳高温还原法制工业磷酸新工艺的主要特 点是： 它可以使用高杂质含量的中低品位磷矿 ， 生产 出优质的高浓度磷酸； 当磷矿中 SiO2 含量较高时， P2 O5 含量可低至 17% ； 制得的磷酸质量和浓度可以 达到或接近工业磷酸的技术要求。 另外， 该工艺可 （ 4） 以采用煤为燃料， 使产品成本相对低廉。 窑法磷酸生产的原理也是利用在高温条件下， 矿石中的磷元素先发生还原反应， 而后发生氧化反 应的过程。其反应原理与电炉法黄磷制酸一致， 不 （ 5） 同处在于将黄磷的氧化燃烧与矿石的高温还原在一 充分利用燃烧热， 大大降低了能耗。 个设备内进行， 由于窑法磷酸具有以上特点， 因此赋予其更加深远