湿法磷酸的工艺分析研究进展
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是一种常用的环境保护技术,主要用于治理磷酸企业废气中的二氧化硫污染物。
其原理是通过一系列化学反应将磷酸废气中的二氧化硫转化为硫酸,并进一步净化废气中的二氧化硫。
湿法磷酸净化技术已经在很多磷酸企业得到应用,并在持续发展中。
湿法磷酸净化技术的核心是利用水溶液与废气中的二氧化硫进行吸收反应。
磷酸废气中的二氧化硫通过气液反应与水中的溶解的氧化剂(如过氧化氢、氯气等)反应生成硫酸,进而形成硫酸水溶液。
硫酸水溶液中的硫酸可以进一步回收利用或经处理排放。
湿法磷酸净化技术具有高效、可靠、经济等特点。
它能够高效地将废气中的二氧化硫转化为硫酸,达到较高的净化效果。
湿法磷酸净化技术具有较高的稳定性,对废气中的二氧化硫具有较高的吸收速率和吸收量。
湿法磷酸净化技术成本较低,操作简便,易于实施和维护。
湿法磷酸净化技术不仅能够有效净化磷酸企业废气中的二氧化硫,同时也能够减少硫酸废水的排放。
硫酸废水处理是湿法磷酸净化技术中一个重要环节。
一般情况下,湿法磷酸净化技术可以采用酸洗法处理硫酸废水,将其中的磷酸和其他杂质进行分离,以实现废水的再利用或排放。
随着环境保护意识的增强和环境监管的趋严,湿法磷酸净化技术在中国的发展前景十分广阔。
目前,中国的磷酸生产企业数量众多,其中不少公司存在较高的二氧化硫排放量和治理难度。
湿法磷酸净化技术的应用可以有效减少二氧化硫的排放,提高磷酸企业的环保水平。
未来,湿法磷酸净化技术还有一些发展方向。
研发更高效、更节能的湿法磷酸净化技术将成为重点。
提高废水处理的效率和再利用率,减少对环境的负面影响。
进行二氧化硫的资源化利用也是一个重要的发展方向。
研究人员可以进一步开发使用硫酸水溶液中的硫酸进行化学反应的方法,将二氧化硫转化为其他有用的化学物质。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展1. 引言1.1 湿法磷酸净化技术概述湿法磷酸净化技术是一种常见的工业废水处理技术,用于去除废水中的磷酸盐,从而达到净化水质的目的。
磷酸是一种常见的水质污染物,过量的磷酸会导致水体富营养化,从而影响水体生态平衡和人类健康。
湿法磷酸净化技术主要是通过化学反应将废水中的磷酸盐转化为不溶于水的沉淀物,然后通过沉淀物的沉淀和分离过程,彻底去除磷酸盐。
这种技术通常包括混凝、絮凝、沉淀、澄清、过滤等步骤,可以有效去除废水中的磷酸盐。
目前,湿法磷酸净化技术已经在各种领域得到广泛应用,包括污水处理厂、化工厂、电镀厂等。
随着环保意识的提高和污水排放标准的不断提高,湿法磷酸净化技术将在未来得到更广泛的应用和发展。
2. 正文2.1 湿法磷酸净化技术原理湿法磷酸净化技术原理是指利用化学方法将含有磷酸的废水进行处理,使其达到排放标准的一种技术。
其主要原理包括四个方面:沉淀法、氧化还原法、中和法和吸附法。
首先是沉淀法,通过添加适当的沉淀剂,使废水中的磷酸与沉淀剂起反应生成不溶性沉淀,进而达到磷酸净化的目的。
其次是氧化还原法,通过氧化剂或还原剂的作用,将废水中的磷酸氧化或还原成不易溶解的物质,从而实现磷酸的净化。
再次是中和法,通过添加中和剂中和废水中的酸性物质,使磷酸转化为不易溶解的盐类,达到净化的效果。
最后是吸附法,利用活性炭、氧化铁等材料具有较强的吸附性能,将废水中的磷酸吸附到材料表面,从而使废水中的磷酸得到去除。
综合以上几种原理,湿法磷酸净化技术能有效处理磷酸废水,保护环境,提高水质。
2.2 湿法磷酸净化技术应用领域湿法磷酸净化技术在不同领域有着广泛的应用。
环境保护领域是湿法磷酸净化技术的主要应用领域之一。
在环保领域,湿法磷酸净化技术被用于处理工业废水、农业废水和生活污水中的磷酸盐污染物。
磷酸盐是一种常见的污染物,会导致水体富营养化,破坏水生态系统的平衡,影响水质和生物多样性。
通过湿法磷酸净化技术,可以有效去除废水中的磷酸盐,净化水质,保护水环境。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是一种利用化学反应来去除废气中含有的磷酸盐的方法。
磷酸盐是一种常见的废气污染物,它常常来自于冶金、矿山和化工等工业过程。
磷酸盐的排放对环境造成了严重的污染,特别是对水体的污染。
湿法磷酸净化技术的基本原理是利用溶液中的化学反应将废气中的磷酸盐转化为无害物质。
这个过程中,废气经过净化设备,通过气液接触的方式,将磷酸盐与溶液中的化学试剂发生反应,生成固体沉淀或水溶液中的沉淀。
这些沉淀可以通过过滤或离心等方式分离出来,从而达到净化废气的目的。
湿法磷酸净化技术的发展经历了几个阶段。
早期的湿法磷酸净化技术主要使用单一的化学试剂来去除废气中的磷酸盐,如氧化剂、沉淀剂等。
这些方法虽然可以去除磷酸盐,但由于试剂使用量大、方便困难、产生大量废液等问题,限制了其在实际应用中的推广。
随着科技的进步,湿法磷酸净化技术逐渐发展出了新的方法和设备。
引入了先进的溶液循环系统,可以循环使用溶液,减少废液的排放。
通过改变湿法磷酸净化设备的结构和工艺参数,可以提高净化效率和减少能耗。
近年来,湿法磷酸净化技术在国内外得到了广泛的应用和研究。
一些国家和地区已经制定了相关的环保标准和法规,要求工业企业使用湿法磷酸净化技术来降低排放的磷酸盐浓度。
一些新的湿法磷酸净化技术也不断涌现,如利用超临界水气化技术对废气进行处理,其处理效果更加显著。
湿法磷酸净化技术是一种去除废气中磷酸盐污染物的有效方法,但目前仍存在一些问题,如试剂选取、设备设计等方面的优化仍然需要进一步研究。
随着环保标准和法规的不断提高,湿法磷酸净化技术将在未来得到更广泛的应用和发展。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是一种将含磷酸废水中的磷酸盐进行去除的技术,广泛应用于水处理、废水处理和环境保护等领域。
本文将介绍湿法磷酸净化技术的原理、应用及发展趋势。
湿法磷酸净化技术主要基于化学反应原理,通过添加化学试剂将磷酸盐转化为不溶于水的沉淀物,从而达到净化废水的目的。
常用的化学试剂有氢氧化钙、氢氧化钠等,它们能与磷酸盐发生反应生成难溶于水的磷酸钙等沉淀物。
还可以通过调节pH值、温度等条件来控制化学反应的进行。
湿法磷酸净化技术在水处理方面具有广泛的应用。
磷酸盐是废水中的一种常见污染物,含磷废水的排放会导致水体富营养化现象,引发水质问题。
通过湿法磷酸净化技术,可以有效地将废水中的磷酸盐去除,提高水体的水质。
湿法磷酸净化技术还可以应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂等领域,实现对废水的净化和回用。
湿法磷酸净化技术在环境保护方面也有重要的意义。
磷酸盐是农业生产中常用的肥料成分,但过量的磷酸盐排放会导致农田和水体中的磷酸盐浓度过高,引发环境问题。
采用湿法磷酸净化技术可以从农田和水体中去除磷酸盐,减少磷酸盐对环境的污染,保护农田和水体的生态系统。
随着环境保护意识的增强和环境法规的日益完善,湿法磷酸净化技术在发展中面临一些挑战和机遇。
湿法磷酸净化技术需要使用化学试剂,这会对环境产生一定的影响。
为了减少对环境的负面影响,可以研究和开发新型的磷酸净化剂,例如生物降解型的试剂。
湿法磷酸净化技术需要耗费一定的能源和成本,如何提高技术的能源利用和降低成本也是一个重要的研究方向。
湿法磷酸净化技术还可以与其他废水处理技术相结合,形成综合的废水净化方案,提高废水处理效果。
湿法磷酸净化技术是一种重要的废水处理技术,可以有效地去除废水中的磷酸盐,提高水质和保护环境。
未来,湿法磷酸净化技术还有着广阔的发展前景,需要进一步研究和开发,以满足社会对环境保护的需求。
湿法磷酸净化技术的研究进展
Re s e a r c h e s o f Pu r i f i c a t i o n Te c hn o l o g y f o r We t — pr o c e s s Ph o s p ho r i c Ac i d
Z HANG Tu a n h u i ,XI ANG Pe n g,LI Gu o b i n,S U Yi
p h o s p h a t e i s t h e we t — p r o c e s s ,a f t e r wh i c h t h e p u r i f i e d p h o s p h a t e c a n s a t i s f y t h e n e e d o f v a r i o u s i n d u s t r i a l p r o d u c t i o n s .
we t — p r o c e s s p h o s p h o r i c a c i d,p u r i f i c a t i o n,c r a f t s
0 引 言
磷 酸及 磷酸 盐类是 重要 的用 于 生产 磷 肥 的化 工 原料 , 也
非溶 解性 杂质 , 杂 质的理 化性 质 差异很 大 , 因此, 依 据繁 多 化 学杂 质 的特点 , 目前 , 湿法 磷 酸 的 净 化 方法 可 以分 为 化 学 净
( I n s t i t u t e o f Ch e mi c a l En g i n e e r i n g ,Ku n mi n g Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y,Ku n mi n g 6 5 0 5 0 0 ) Ab s t r a c t P h o s p h a t e p l a y s a v e r y i mp o r t a n t r o l e i n t h e mo d e r n i n d u s t r i e s ,s u c h a s f o r a g e ,f o o d a n d mo d e r n
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是指利用化学方法将磷酸废水中的磷酸化合物进行分离和处理的一种环保技术。
随着环保意识的增强和政府对环境保护的重视,湿法磷酸净化技术在近年来得到了广泛的关注和应用。
本文将从湿法磷酸净化技术的原理、发展现状和未来趋势进行介绍和分析。
一、湿法磷酸净化技术的原理湿法磷酸净化技术主要包括沉淀法、结晶法、草酸法和离子交换法等方法。
沉淀法是目前应用最广泛的一种方法。
其原理是将磷酸废水中的磷酸化合物与适当的金属离子,如铁、铝等金属离子,反应生成沉淀物,然后通过过滤或沉淀把沉淀物分离出来,从而达到净化磷酸废水的目的。
结晶法是通过调节磷酸废水中的温度和浓度,使磷酸化合物结晶析出,然后通过过滤等工艺将其分离。
草酸法是利用草酸盐与磷酸化合物生成沉淀,离子交换法则是通过离子交换树脂将磷酸化合物吸附并分离出来。
目前,湿法磷酸净化技术在磷化工、磷矿提取、焦化、冶金、玻璃、有色金属和印染等行业得到了广泛的应用。
在磷肥生产过程中,大量的磷酸废水需要进行处理,湿法磷酸净化技术为解决这一问题提供了有效的技术手段。
在磷矿提取中,湿法磷酸净化技术可以有效地净化含磷废水,降低环境污染。
在焦化和冶金行业,利用湿法磷酸净化技术可以有效地处理含磷废水,降低对水环境的影响。
在玻璃、有色金属和印染行业,湿法磷酸净化技术也发挥了重要作用。
近年来,随着环保要求的提高,我国对湿法磷酸净化技术的研究和应用开始得到重视。
一些大型磷化工企业纷纷投入资金进行湿法磷酸净化技术的研发和应用,取得了一定的成果。
一些科研院所和高校也对湿法磷酸净化技术进行了深入研究,提出了一些新的方法和技术。
这些都为湿法磷酸净化技术的发展奠定了基础。
随着科技的不断进步和环保要求的提高,湿法磷酸净化技术将会迎来更广阔的发展空间。
针对湿法磷酸净化技术中存在的一些问题,如成本较高、操作复杂等,科研人员将会继续深入研究和改进,寻求更经济、高效的处理方法。
随着环保法规的不断完善和执行力度的加大,企业将会更加重视湿法磷酸净化技术的研究和应用,推动其产业化发展。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术的原理基于磷酸盐与金属离子的沉淀反应。
在酸性或中性环境下,加入适量的金属离子(如铁、铝、钙等)和化学沉淀剂(如氢氧化钙、氢氧化铁等)到废水中,与磷酸盐反应生成难溶的金属磷酸盐沉淀。
通过沉淀与分离操作,可以从废水中去除磷酸盐污染物,达到净化的目的。
湿法磷酸净化技术具有很强的适用性和广泛的应用领域。
首先,它适用于各种类型的废水处理,包括工业废水、城市污水、农业废水等。
其次,它可以有效去除磷酸盐等多种污染物,净化效果显著。
此外,湿法磷酸净化技术操作简单,设备投资成本低,运行费用较低,因此被广泛应用于各个行业。
随着环保意识的提高和废水排放标准的不断提高,湿法磷酸净化技术在未来有着广阔的发展前景。
首先,技术改进和创新将进一步提高湿法磷酸净化技术的净化效果和运行效率。
例如,开发高效的沉淀剂和金属离子添加剂,有助于提高磷酸盐的沉淀速度和沉淀量。
其次,与其他废水处理技术的结合将创建更加高效和综合的废水处理系统。
例如,与生物处理技术相结合,可以实现磷酸盐的去除和有机物的降解。
此外,湿法磷酸净化技术的自动化和智能化将不断提高操作的便利性和控制的准确性。
尽管湿法磷酸净化技术在废水处理中有着广泛的应用和广阔的发展前景,但也存在一些挑战和问题需要解决。
首先,湿法磷酸净化技术产生大量的金属磷酸盐沉淀物,如何处理和处置这些沉淀物是一个难题。
其次,金属离子的添加也会造成一定程度的次生污染,对环境带来一定的影响。
因此,在技术的发展中需要综合考虑净化效果、运行成本以及对环境的影响,寻找最佳的处理方案。
综上所述,湿法磷酸净化技术是一种重要的废水处理技术,具有广泛的应用领域和潜在的发展前景。
通过不断的技术创新和改进,湿法磷酸净化技术将能够更好地应对废水处理的需求,为环境保护做出更大的贡献。
湿法磷酸萃取技术发展现状与研究进展
湿法磷酸萃取技术发展现状与研究进展下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!1. 引言湿法磷酸萃取技术因其高效、环保的特点,在矿业和冶金工业中得到广泛应用。
制湿法磷酸实验报告
一、实验目的1. 了解湿法磷酸的制备原理和工艺流程。
2. 掌握湿法磷酸的制备方法和操作步骤。
3. 通过实验验证湿法磷酸制备过程中的关键参数对产品质量的影响。
二、实验原理湿法磷酸制备原理:以磷矿石为原料,通过硫酸或盐酸等无机酸浸出,得到粗磷酸,再经过净化、浓缩等步骤,最终得到湿法磷酸。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 磷矿石(P2O5含量≥30%)- 硫酸(浓度98%)- 碳酸钠(纯度≥99%)- 硫酸铵(纯度≥99%)- 氢氧化钠(纯度≥99%)- 活性炭- 滤纸- 实验用水2. 实验仪器:- 磷矿石浸出装置- 磷酸浓缩装置- 蒸馏装置- pH计- 电热恒温水浴锅- 电子天平- 磷酸滴定仪- 离心机四、实验步骤1. 磷矿石浸出- 将磷矿石破碎至小于10mm的颗粒。
- 将破碎后的磷矿石与硫酸按一定比例混合,放入浸出装置中。
- 控制浸出温度和浸出时间,使磷矿石充分浸出。
- 浸出液经过滤,得到粗磷酸。
2. 净化- 将粗磷酸与活性炭混合,进行吸附净化。
- 吸附后的磷酸通过滤纸过滤,去除活性炭。
- 调节pH值至6.5-7.5,使磷酸中的杂质离子沉淀。
3. 浓缩- 将净化后的磷酸放入浓缩装置中,加热浓缩。
- 控制浓缩温度和浓缩时间,使磷酸浓度达到要求。
4. 脱水- 将浓缩后的磷酸通过蒸馏装置进行脱水,得到湿法磷酸。
5. 检测与分析- 对制备的湿法磷酸进行P2O5含量、pH值、杂质离子含量等指标的检测。
- 分析实验数据,探讨关键参数对产品质量的影响。
五、实验结果与分析1. P2O5含量:实验制备的湿法磷酸P2O5含量达到(以P2O5计)≥40%。
2. pH值:实验制备的湿法磷酸pH值在6.5-7.5范围内。
3. 杂质离子含量:实验制备的湿法磷酸中,铁、镁、铝等杂质离子含量均低于国家标准。
4. 实验数据分析:通过实验数据可以看出,影响湿法磷酸制备质量的关键参数有浸出温度、浸出时间、净化温度、净化时间、浓缩温度、浓缩时间等。
盐酸法湿法磷酸工艺研究进展
应 用 化 工 AppliedChemicalIndustry
Vol.48No.1 Jan.2019
盐酸法湿法磷酸工艺研究进展
张文静1,张建刚2,陈烨1,刘晶晶3
(1.贵州大学 化学与化工学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州省产品质量监督检验院, 贵州 贵阳 550016;3.贵州师范大学 化学与材料科学学院,贵州 贵阳 550025)
Researchadvancesinwetprocessphosphoricacid processbyhydrochloriacid
ZHANGWenjing1,ZHANGJiangang2,CHENYe1,LIUJingjing3
(1.SchoolofChemistryandChemicalEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang550025,China; 2.InstitutionofSupervisionandInspectionProductQualityofGuizhouProvince,Guiyang550016,China;
目前,磷酸的生产方法主要有两种:热法工艺和 湿法工艺。热法磷酸主要是将通过电热法得到的黄 磷在过量的空气中燃烧水合制得。热法磷酸纯度 高,多用于食品和医药行业,但其对原料要求高、价 格高、电耗大,且易污染环境,在国内,黄磷生产企业 的电 耗 在 12500~14500kW· h/t,最 高 甚 至 达 14900kW·h/t[3]。磷酸的主要生产工艺是湿法磷 酸法,其产量占磷酸总产量的 85% ~90%[4]。湿法 磷酸广义上 讲 是 通 过 无 机 酸 (硫 酸、硝 酸、盐 酸 )分 解磷矿制得粗磷酸,再经净化制得磷酸产品。按所
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是一种将含磷废水中的磷酸通过化学反应转化为可沉淀的磷酸盐的技术。
目前,湿法磷酸净化技术在水处理领域中得到了广泛应用,并且在不断发展和改进中。
湿法磷酸净化技术的原理是利用铁盐或铝盐作为化学凝集剂,与废水中的磷酸发生化学反应,生成可沉淀的三铁磷酸盐或三铝磷酸盐。
通过沉淀剂与磷酸的反应,将废水中的磷酸去除,达到净化废水的目的。
湿法磷酸净化技术的发展历程可以追溯到二十世纪六十年代。
早期的湿法磷酸净化技术主要是采用铁盐作为沉淀剂,通过调节pH值和投加适量的铁盐,将磷酸转化为可沉淀的三铁磷酸盐。
早期的湿法磷酸净化技术存在一些问题,如沉淀速度较慢、沉淀物质含水率高等。
为了改进这些问题,后来的研究中引入了多种辅助药剂和新型沉淀剂。
目前,湿法磷酸净化技术已经取得了一系列的研究成果和应用成果。
对沉淀剂的选择进行了不断改进和优化。
除了传统的铁盐和铝盐,还引入了其他金属盐、无机酸盐、有机沉淀剂等。
这些新型的沉淀剂在净化效果上比传统的沉淀剂更好,可以更有效地去除磷酸。
湿法磷酸净化技术也在工艺上进行了改进。
传统的湿法磷酸净化技术需要较长的沉淀时间,且沉淀物质含水率高,与之相关的设备成本也较高。
为了解决这些问题,研究者们引入了压力过滤、离子交换、膜分离等新的处理技术。
这些改进使得湿法磷酸净化技术更加高效、节能和环保。
湿法磷酸净化技术也得到了实际应用。
大量的实验和工程实例表明,湿法磷酸净化技术在磷酸废水处理中具有显著的净化效果和经济效益。
该技术已广泛应用于农业、工业和生活污水处理等领域。
湿法磷酸净化技术是一种有效处理磷酸废水的技术。
随着科技的发展和进步,湿法磷酸净化技术在沉淀剂的选择、工艺改进和实际应用等方面不断取得新的突破和进展。
未来,湿法磷酸净化技术将继续推动废水处理技术的发展,并为我们创造一个更清洁、更可持续的环境。
湿法磷酸精制技术的现状及工业化进展
湿法磷酸精制技术的现状及工业化进展摘要:磷酸生产有热法磷酸与湿法磷酸两种方法,根据磷酸的商业用途归类,磷酸可用于农业及工业生产。
面对当前磷酸由农业型逐步向材料型转化的发展趋势,磷酸精制需求进一步提升。
因而开发适用于规模化工业生产的湿法磷酸精制技术成为了磷化工企业创新发展的关键所在。
为此,文章介绍了几种湿法磷酸精制技术,并在此基础上阐述了我国湿法磷酸精制技术的工业化进展,而后结合技术现状及工业化应用情况,进一步提出了未来湿法磷酸精制技术的发展建议,旨在为湿法磷酸精制技术研发创新指明方向,从而实现我国磷化工产业规模化工业生产目标。
关键词:湿法磷酸;精制技术;工业化进展热法磷酸是传统工业级与食品级磷酸的主要生产原料,生产时电能损耗高达1.5万kw•h/t,并且需要应用五氧化二磷含量高于30%的高品位磷矿。
虽然我国具备丰富的磷矿资源,但中低品位磷矿居多,高品位磷矿占比为8%左右。
而利用湿法磷酸精制技术可节约四分之一的生产成本,且能耗可降低70%左右,但因磷矿品位较低,存在大量杂质,利用传统浸取法生产湿法磷酸时,会因杂质离子进入而影响磷酸质量。
为此,需要进一步分析湿法磷酸精制技术及其工业化进展,进而提高湿法磷酸的制备质量。
1.湿法磷酸精制技术分析1.1离子交换精制技术此技术应用时,需要利用酸性较强的离子交换树脂作为材料进行湿法磷酸的处理,进而将磷酸中含有的三价铁离子、三价铝离子、镁离子及钙离子等金属阳离子杂质去除,但无法同步去除湿法磷酸中所含有的氟离子及硫酸根离子,为此,离子交换精制技术无法仅采用一种树脂完成湿法磷酸的精制。
利用此种技术精制湿法磷酸时,处理周期长、需要应用大量树脂,并且需费用较高的处理成本,且所处理的磷酸量并不多,并且离子交换处理后磷酸还需要进行蒸发浓缩,否则其质量无法满足工业级或食品级磷酸应用要求。
1.2电渗析精制技术电渗析精制技术应用时,在电场作用原理基础上结合应用了离子交换膜选择原理,通过外加电场使溶液中的离子分别向各自极性相反的一端移动。
湿法磷酸的工艺分析研究进展
湿法磷酸的工艺研究进展毛常明刘晶晶陈学玺<青岛科技大学山东青岛 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,并对其工艺进行了说明和比较。
突出了湿法磷酸生产中的除氟问题。
指出了湿法磷酸产生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The development of study on wet-process phosphoric acid technologyMAO Chang-ming LIU Jing-jing CHEN Xue-xi<Qingdao University of Science and Technology,Qingdao Shangdong 266042,china)Absract:Somephosphoric acid production techniques are introduced,such as nitric acidtechnique,hydrochloric acidtechnique,sulfuric acid technique,which use phosphate rock as raw material.There are introdutions and compares for above technology,and fluorine removeal is emphasized.A conclusion that the product phosphogypsum will restrictdevelopment of wet-process phosphoricacid can be made from the content. phosphogypsum;;fluorinewet-process phosphoric acid Key words:phosphate rock;我国磷矿资源丰富,磷矿储量仅次于摩洛哥,居世界第二位。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术指的是利用湿法技术对含有磷酸盐物质的废水进行净化处理的一种方法。
磷酸盐污染是当前环境问题中的一个重要方面,它主要来源于农田、工业废水和城市污水等。
长期以来,磷酸盐的过度排放已经造成了水体富营养化、藻类爆发和水生生物死亡等问题,严重破坏了水环境的健康。
湿法磷酸净化技术通过将磷酸盐废水与相应的化学试剂(如硫酸、氢氧化钠、氨水等)进行反应,使污染物得以去除或转化,达到净化废水的目的。
具体过程中,通过调节反应条件(如pH值、温度、反应时间等),可以使磷酸盐转化为易沉淀的磷酸铵盐或磷酸镁盐,从而实现磷酸盐的去除。
除了去除磷酸盐,湿法磷酸净化技术还可以同时去除废水中的其他杂质和有机物,提高废水的净化效果。
湿法磷酸净化技术的发展经历了多个阶段。
早期采用的是传统的化学沉淀方法,如添加氯化铵、氯化镁等作沉淀剂进行磷酸盐的净化处理。
但是这种方法存在着反应时间长、反应条件严格、副产物处理困难等问题。
近年来,随着科学技术的发展,一些新型的湿法磷酸净化技术被引入,并逐渐得到了应用。
一种被广泛应用的湿法磷酸净化技术是化学沉淀-生物处理联合工艺。
该工艺通过先对磷酸盐废水进行化学沉淀处理,沉淀得到的固体物质然后通过生物处理进行去除。
这种方法不仅能有效去除磷酸盐,还能同时去除废水中的有机物和生物毒性物质,净化效果更好。
还有一些新型的湿法磷酸净化技术正在不断发展。
利用天然或人工合成的吸附剂对磷酸盐进行吸附分离,或者利用电化学方法对磷酸盐进行去除等。
这些新型技术在操作简单、副产物少、净化效果好等方面具有优势,具有很大的应用潜力。
湿法磷酸净化技术是一种有效的废水净化方法,它能够去除磷酸盐等污染物,净化废水,保护水环境。
随着科学技术的不断发展,湿法磷酸净化技术也在不断创新和完善,新型的技术正在得到广泛应用,并为磷酸盐废水的净化提供了更多的选择。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是指利用化学方法将含有磷酸盐的废水进行处理,降低磷酸盐浓度,达到环境排放标准的一种技术。
随着环保意识的提高和环境保护政策的不断加强,湿法磷酸净化技术在现代工业生产中得到了广泛应用并不断发展完善。
本文将从湿法磷酸净化技术的原理及发展现状进行分析,探讨其在环保领域的应用前景。
一、湿法磷酸净化技术原理湿法磷酸净化技术是利用化学方法将废水中的磷酸盐进行处理,使其达到环境排放标准。
其原理主要是通过加入化学药剂,使磷酸盐发生沉淀或者离子交换等反应,将有害物质从废水中去除,最终得到合格的废水排放。
常用的处理方法包括石灰沉淀法、氢氧化钙沉淀法、离子交换法等。
在石灰沉淀法中,废水中的磷酸盐与加入的石灰发生化学反应生成难溶的磷酸钙沉淀,通过过滤分离后,将得到的底泥进行处理或填埋,而清洁的废水则可以排放或者进行二次利用。
在氢氧化钙沉淀法中,废水中的磷酸盐与加入的氢氧化钙发生化学反应生成难溶的磷酸钙沉淀,通过过滤或沉淀分离后,也可以得到清洁的废水和底泥。
离子交换法则是通过交换树脂吸附废水中的磷酸盐,再利用溶剂或电解法将磷酸盐从树脂上进行脱附,得到清洁的废水。
以上所述的湿法磷酸净化技术原理简单易行,通过化学方法将废水中的磷酸盐去除,达到环境排放标准,是目前应用最为广泛的废水处理方法之一。
随着环保意识的提高,湿法磷酸净化技术在现代工业生产中得到了广泛应用,并得到不断发展和完善。
目前,湿法磷酸净化技术在冶金、化工、电镀、印染等多个行业中得到了应用,成为了废水处理的主要手段之一。
1. 技术不断完善随着科技的进步和研究的深入,湿法磷酸净化技术不断得到完善和优化。
在石灰沉淀法中,新型的药剂和设备不断推出,使得沉淀效率和底泥质量得到了提高。
在离子交换法中,新型的树脂材料和脱附方法的研究使得磷酸盐的回收率和废水处理效果得到了提升。
这些技术的不断完善为湿法磷酸净化技术的发展提供了有力支持。
2. 自动化程度提高随着自动化技术的不断发展,湿法磷酸净化技术的自动化程度也在不断提高。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是一种广泛应用于磷酸生产中的磷酸净化技术。
其基本原理是通过化学反应将磷酸中的杂质分离出来,从而提高磷酸的纯度。
湿法磷酸净化技术的主要流程包括预处理、氧化和沉淀、过滤和干燥几个步骤。
磷酸经过预处理,去除其中的杂质和颗粒物。
然后,在氧化和沉淀步骤中,磷酸经过与氧气接触,氧化磷酸中的亚铁、锰等金属离子,使其沉淀出来。
经过过滤和干燥处理,得到纯净的磷酸产品。
湿法磷酸净化技术具有许多优点。
它能高效地去除磷酸中的杂质,提高磷酸的质量。
它的操作简便,生产成本较低。
湿法磷酸净化技术还可以通过控制反应条件来调节反应的速度和产品的纯度。
湿法磷酸净化技术的发展经历了多个阶段。
在早期的发展阶段,湿法磷酸净化技术主要用于小规模生产,其设备和工艺相对简单。
随着生产规模的扩大和磷酸需求的增加,湿法磷酸净化技术得到了进一步改进和发展。
现在,湿法磷酸净化技术已经成为大规模磷酸生产的主流技术。
随着科技的进步,湿法磷酸净化技术也在不断创新。
一方面,新型的催化剂和反应条件被开发出来,可以提高反应速度和产品质量。
新型的设备和工艺被设计出来,可以提高生产效率和降低能耗。
湿法磷酸净化技术也面临一些挑战和问题。
湿法磷酸净化技术对设备和工艺的要求较高,需要保持良好的操作和维护,以确保产品质量和生产效率。
湿法磷酸净化技术还会产生大量废水和废气,对环境造成一定的影响。
减少废物排放和环境保护也是湿法磷酸净化技术需要解决的问题之一。
湿法磷酸净化技术是一种重要的磷酸净化技术,具有广泛的应用前景。
随着科技的进步和环境要求的提高,湿法磷酸净化技术将继续得到改进和发展,为磷酸生产提供高效、环保的解决方案。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是一种常用的磷酸净化方法,广泛应用于环境治理领域。
该技术通过溶液的中和反应和沉淀技术,将废水中的磷酸离子转化为难溶于水的沉淀物,从而达到磷酸净化的目的。
本文将对湿法磷酸净化技术及其发展进行详细介绍。
湿法磷酸净化技术的原理是利用金属离子与磷酸反应生成溶解度较小的金属磷酸盐,并通过沉淀技术将其从溶液中分离出来。
常用的金属离子包括钙、铝、铁等。
在废水处理过程中,将适量的金属离子加入到废水中,并与废水中的磷酸反应生成金属磷酸盐沉淀物。
通过沉淀物的沉淀作用,可以将废水中的磷酸离子有效去除。
湿法磷酸净化技术具有净化效果好、操作简便、成本较低等优点,被广泛应用于除磷处理工艺。
随着科技的进步和应用的不断发展,湿法磷酸净化技术也得到了一系列的改进和创新。
一方面,湿法磷酸净化技术的研究不断深入,使得净化效果进一步提高。
研究人员通过改变金属离子的类型和用量,并控制溶液的pH值、温度等条件,改进金属磷酸盐的沉淀特性,以提高净化效果。
研究人员发现在酸性条件下,铝离子对磷酸的沉淀效果更好,可以有效减少废水中的磷酸含量。
湿法磷酸净化技术在工程应用中也得到了广泛推广。
人们研发了一系列的湿法磷酸净化设备,包括反应器、沉淀池、过滤器等,以满足不同场所和不同规模的磷酸净化需求。
一些大型废水处理厂常常采用连续流反应器和高效沉淀池等设备,以提高磷酸净化效率和处理能力。
湿法磷酸净化技术还与其他净化技术相结合,形成了多种综合净化工艺。
将湿法磷酸净化技术与生化处理技术相结合,可以实现废水中有机物和磷酸的同时去除。
利用湿法磷酸净化技术提前去除磷酸,可以减轻生化处理的负担,提高处理效果。
湿法磷酸萃取技术发展现状与研究进展
湿法磷酸萃取技术发展现状与研究进展目录一、内容概览 (2)1. 磷酸的重要性 (3)2. 磷酸萃取技术的发展背景 (3)二、湿法磷酸萃取技术的发展现状 (4)1. 萃取工艺的多样化 (5)药剂萃取法 (6)膜分离法 (7)超临界流体萃取法 (8)2. 设备技术的进步 (9)喷嘴设计优化 (10)过滤与浓缩技术的提升 (12)3. 工业应用的广泛性 (13)磷酸生产过程中的应用 (14)磷酸纯化过程中的应用 (15)三、湿法磷酸萃取技术的研究进展 (16)1. 新型萃取剂的研发与应用 (17)高效磷萃取剂的合成 (19)生物基萃取剂的探索 (20)2. 萃取工艺的优化与创新 (21)萃取条件的精确调控 (22)萃取机理的深入研究 (23)3. 膜技术的突破与发展 (24)膜材料的选择与改进 (26)膜组件的设计与集成 (27)四、面临的挑战与未来展望 (28)1. 环境保护与资源利用 (29)2. 技术创新与产业升级 (30)3. 国际合作与交流 (32)五、结论 (33)1. 湿法磷酸萃取技术的重要性与地位 (34)2. 对未来发展的展望 (35)一、内容概览湿法磷酸萃取技术作为磷化工领域的重要分支,在当前工业化进程中发展迅速,具有广泛的应用前景。
本文内容概览部分主要围绕湿法磷酸萃取技术的现状与研究进展进行概述。
概述当前湿法磷酸萃取技术的发展背景及重要性,指出其在磷肥、食品、医药等领域的关键作用。
详细介绍湿法磷酸萃取技术的基本原理和工艺流程,为读者理解后续内容奠定基础。
分析当前湿法磷酸萃取技术的国内外发展现状,包括技术进步、主要应用领域以及存在的问题和挑战。
结合具体实例,阐述湿法磷酸萃取技术在实践中的应用情况,展示其实际效果和潜在价值。
阐述近年来湿法磷酸萃取技术的研究进展,包括新材料、新工艺、新技术等方面。
分析研究人员在改进现有技术、开发新技术方面的努力和成果,以及这些技术在实际应用中的表现。
展望湿法磷酸萃取技术的发展趋势和未来发展方向,分析随着技术进步和市场需求的变化,湿法磷酸萃取技术可能面临的挑战和机遇。
湿法磷酸净化技术及发展
湿法磷酸净化技术及发展湿法磷酸净化技术是一种广泛应用于磷酸产业中的净化方法。
该方法通过将含有杂质的磷酸溶液与特定的溶剂接触,使溶液中的杂质被吸附或分离出来,从而达到提高磷酸纯度的目的。
湿法磷酸净化技术的发展经历了多个阶段。
早期的湿法磷酸净化技术主要是基于传统的溶剂萃取和蒸馏方法。
这些方法通过将磷酸溶液与有机溶剂接触,以实现杂质的分离和富集。
虽然这些方法可以达到一定的净化效果,但由于其操作复杂、设备投资大以及环境污染的问题,限制了其应用范围和发展。
随着科学技术的进步,新型的湿法磷酸净化技术逐渐应用于实际生产中。
离子交换技术是一种常用的方法。
该技术使用具有特定功能团的交换树脂,通过阳离子交换和阴离子交换,将磷酸溶液中的杂质分离出来。
离子交换技术具有操作简便、净化效果好、不产生二次污染等优点,因此得到了广泛应用。
还有一些辅助技术可以与湿法磷酸净化技术相结合,提高净化效果。
超滤、膜分离、电化学方法等。
这些技术可以进一步去除磷酸溶液中的微小颗粒、胶体等杂质,使净化效果更加理想。
湿法磷酸净化技术的发展还面临一些挑战和问题。
一方面,随着磷酸行业的发展,磷酸含量逐渐提高,杂质种类也更加复杂。
如何更好地适应这种变化,提高磷酸净化技术的适用性和净化效果是一个值得研究的问题。
湿法磷酸净化技术需要大量的溶剂和助剂,这些物质对环境造成一定的污染。
如何实现净化技术的绿色化和可持续发展也是亟待解决的问题。
湿法磷酸净化技术是一种有效的磷酸净化方法,通过不断的发展和研究,可以更好地适应磷酸产业的需求,并解决环境污染问题。
未来,我们可以继续探索新型的湿法磷酸净化技术,提高净化效果,减少污染物的排放,实现磷酸产业的可持续发展。
湿法磷酸精制技术的研究及其工业化进展_段利中
文章编号:1008-7524(2013)05-0035-04湿法磷酸精制技术的研究及其工业化进展*段利中1,黄国虎2,范宝安3(1.湖北兴发化工集团股份有限公司,湖北宜昌443003;2.武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司,湖北鄂州436002;3.武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北武汉430081) 摘要:在综合评述现有湿法磷酸精制技术及阐述已经工业化的溶剂萃取法和化学沉淀法组合工艺流程的基础上,通过对国内大型企业湿法磷酸精制项目进展的介绍,针对我国湿法磷酸精制技术研究现状和工业化情况提出了一些建设性的建议。
关键词:湿法磷酸;精制;化学沉淀;溶剂萃取中图分类号:TQ126.3 文献标识码:A0 引言我国传统的工业级磷酸、食品级磷酸的生产主要以热法磷酸为原料,但是热法磷酸存在能耗高、污染严重的问题。
通常生产1t黄磷需要消耗电能约15000kWh,对能源的消耗极大,同时对磷矿的品位要求高,需要高品位的磷矿(P2O5≥30%)。
我国磷矿资源丰富,磷矿储量仅次于摩洛哥,居世界第二位[1],但是大多数属于中低品位矿,高品位的富矿仅占磷矿总储量的8%[2]。
湿法磷酸精制生产工业级、食品级磷酸以其低污染、低耗能、低成本、能够利用中低品位磷矿等优点而受到国内外青睐。
湿法磷酸精制生产出的磷酸成本比热法磷酸低25%左右,能耗只有湿法磷酸的1/3左右,并且可以有效利用中低品位磷矿,实现磷矿的合理利用,符合国家的产业政策和节能减排的要求。
但是由于磷矿品位不高,所含的杂质元素较多,通过浸取法制备湿法磷酸时,SO42-、Fe3+、Al 3+、F-、Ca2+、Mg2+、As3+等杂质离子会进入湿法磷酸,严重影响磷酸产品的质量,制约着湿法磷酸精制工业化的规模和发展。
因此,湿法磷酸精制技术的研究和工业化势在必行。
1 现有湿法磷酸精制技术综述目前高等院校和研究机构的科研人员研究较多和国内外文献报道广泛的湿法磷酸精制技术主要有:离子交换法、电渗析法、结晶法、膜分离法、化学沉淀法、溶剂沉淀法、溶剂萃取法—化学沉淀法组合工艺等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
湿法磷酸的工艺研究进展毛常明刘晶晶陈学玺<青岛科技大学山东青岛 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,并对其工艺进行了说明和比较。
突出了湿法磷酸生产中的除氟问题。
指出了湿法磷酸产生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The development of study on wet-process phosphoric acidtechnologyMAO Chang-ming LIU Jing-jing CHEN Xue-xi <Qingdao University of Science and Technology,Qingdao Shangdong 266042,china)Absract:Somephosphoric acid production techniques are introduced,such as nitric acidtechnique,hydrochloric acidtechnique,sulfuric acid technique,which use phosphate rock as raw material.There are introdutions and compares for above technology,and fluorine removeal is emphasized.A conclusion that the product phosphogypsum will restrictdevelopment of wet-process phosphoricacid can be made from the content.Key words:phosphate rock;wet-process phosphoric acid;fluorine;phosphogypsum 我国磷矿资源丰富,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、杂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本化工原料,主要用来制造高效磷复肥,如磷酸铵、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+3SiO2== 3CaSiO3+5CO+P2 <1-1)磷的氧化水化反应式表示如下:P4+5O2== P4O10<1-2)P4O10+6H2O == 4H3PO4 <1-3)该法适用于中、高品位矿石,产品浓度高,质量纯。
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%。
目前,世界上热法磷酸的比例正逐渐下降[4]。
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。
目前,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+10HNO3== 3H3PO4 + 5Ca(NO3>2 + HF↑ <1-4)Ca5F(PO4>3 + 10HCl== 3H3PO4 + 5CaCl2 + HF↑ <1-5)Ca5F(PO4>3+5H2SO4+ n H2O == 3H3PO4 + 5Ca SO4·n H2O +HF↑ <1-6)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,如何将钙盐分离出去,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,首次实现了盐酸法生产磷酸的工业化[5]。
它是将磷矿与盐酸反应,生成磷酸和氯化钙水溶液,然后用有机溶剂<如脂肪醇、丙酮、三烷基磷酸脂、胺或酰胺等)萃取分离出磷酸。
但该法存在工艺复杂、副产物氯化钙难以经济回收等问题。
(3> 硫酸法通常所称的“湿法磷酸”实际上是指硫酸法湿法磷酸,即用硫酸分解磷矿生产得到的磷酸。
硫酸法的特点是矿石分解后的产物磷酸为液相,副产物硫酸钙是溶解度很小的固相。
两者的分离是简单的液固分离,具有其他工艺方法无可比拟的优越性。
因此,硫酸法生产磷酸工艺在湿法磷酸生产中处于主导地位。
反应式<6)中n的值取决于硫酸钙结晶的形式,可以是0,1/2,2。
在不同的反应温度和磷酸浓度下,可以生成无水硫酸钙<CaSO4),半水硫酸钙<CaSO4·0.5H2O)和二水硫酸钙<CaSO4·2H2O)。
相应地,湿法磷酸的生产工艺可分为无水物法、半水法、二水法及半水-二水法等。
其中,二水法由于技术成熟、操作稳定可靠、对矿石的适应性强等优点,在湿法磷酸工艺中居于主导地位。
目前,我国80%以上的磷酸都采用湿法磷酸二水法流程生产。
二水法流程具有工艺简单、技术成熟、对矿石种类适应性强的特点,特别适用于中低品位矿石,在湿法磷酸生产中居于统治地位。
但是,二水法流程至今仍存在着一些难以克服的缺陷。
由于加工工艺粗放,矿石中的有害杂质大部分进入磷酸中。
特别是氟元素,一旦进入液相,很难再分离出来。
更严重的是,产生大量的磷石膏废料,造成严重的污染和浪费。
因此,陈学玺等[31]通过研究,对现行的工艺过程进行了改进,分两步进行反应。
第一步:采用磷酸浸取磷矿石,从控制化学反应的条件出发,减少化学反应本身对目标产物的污染。
磷酸与磷矿的主要反应方程式如下:Ca5F(PO4>3+ 7H3PO4 +5 H2O→ 5Ca(H2PO4>2·H2O + HF↑<1-7)第二步:提供适宜的结晶条件,使副产磷石膏中的杂质含量,尤其是磷含量显著降低,提高磷回收率,使磷石膏满足建筑材料生产的要求,从源头上解决磷石膏污染的难题。
硫酸的离子化反应可瞬时完成:Ca(H2PO4>2·H2O + H2SO4 +<n-1)H2O → CaSO4·n H2O ↓ + 2H3PO4<1-9)这种分步反应的思想方法与“先污染后治理”的传统思路完全不同,符合绿色化学的基本原理,完全符合可持续发展战略的要求[1, 2]。
2.湿法磷酸的除氟方法二水法生产的湿法磷酸含有多种杂质,主要是氟、镁、铁、铝、硅、硫等,有时还含有少量的有机物。
其中,氟是湿法磷酸中最主要的有害杂质,很大程度上限制了磷酸的质量和用途。
如不采取相应的除杂措施,其产品为粗磷酸,一般仅能用于磷复肥生产,而难以直接加工制成其他品质较好的磷酸盐产品,如饲料级磷酸氢钙。
近年来,随着我国畜牧业的迅速发展,对饲料级磷酸氢钙的需求逐年增加。
当前,饲料级磷酸氢钙年产量已达200万吨。
因此,研究和开发湿法磷酸脱氟净化的新技术备受重视。
2.1 溶剂萃取除氟该法将粗磷酸在分离器中与非水溶性有机溶剂<萃取剂)逆流接触,磷酸溶解于有机相,而杂质则留在水相。
然后再用水将有机相的磷酸反萃出来,即为提纯后的稀磷酸,经浓缩、脱色后即得精制磷酸 [6-9]。
常用的萃取剂有杂醇油[7]、正丁醇、异戊醇、二丁基亚砜、胺类等。
溶剂萃取法制得的产品纯度较高,在以色列首先实现了大规模工业化。
但该法存在溶剂回收困难,工艺流程复杂等缺点。
2.2 蒸发浓缩除氟此法是将磷酸直接或间接加热,浓缩至50~54%,除去70~80%的氟化物,然后加入活性二氧化硅和氯化钠等除氟剂,并通蒸汽或热空气将氟以SiF4的形式吹出,同时液相中残余的氟以Na2SiF6沉淀的形式析出。
或将稀磷酸反复蒸发,反复稀释直至氟含量符合要求[10-13]。
采用该方法除能耗大外,尚需要加入除氟剂。
此外,该工艺必须使用优质磷矿或精选矿,并要分离出浓缩磷酸的淤渣,否则产品纯度过低。
2.3 化学沉淀除氟该法是在粗磷酸中加入活性SiO2或MgSiO3、CaSiO3和钠盐或钾盐、钙盐等脱氟剂脱氟[14-19]。
脱氟原理可用如下化学反应方程式表示:4HF+ SiO2 == SiF4↑+2H2O (2-1>3SiF4+2H2O == 2H2SiF6+SiO2 (2-2>2Na+/K++ SiF62- == Na2SiF6/K2SiF6↓(2-3>Ca2++ SiF62- == CaSiF6↓(2-4>或2HF+MgSiO3/CaSiO3 == MgF2/CaF2↓+H2SiO3 (2-5>6HF+H2SiO3 == H2SiF6+3H2O (2-6>2Na+/K++SiF62-== Na2SiF6/K2SiF6↓(2-7> Ca2++SiF62-== CaSiF6↓(2-8>这些化学反应一般只能脱除湿法磷酸中70%左右的氟,尚不能达到脱氟磷酸的要求,故多用于预脱氟工序。
该法工艺路线成熟,除氟效果明确。
但需要加入一定量的除氟剂,增加了工业废渣和原料成本。
2.4 两段中和法除氟该方法是将粗磷酸用石灰乳或氨水中和至pH=2~3,这时溶液中的氟大部分以MgF2/ CaF2以及Fe<NH4)HF2PO4、Al<NH4)HF2PO4、Mg<NH4)HFPO4等沉淀形式析出,同时还析出一部分磷酸氢钙,过滤后再将溶液中和至pH=4~5,得到饲料级磷酸氢钙[20, 21]。