硫酸法生产磷酸的物理化学原理

合集下载

湿法磷酸净化技术及发展

湿法磷酸净化技术及发展作者：何平胡灵高应华来源：《科学导报·学术》2019年第10期摘要：现阶段，随着社会的发展，湿法磷化技术的发展也日新月异。

我国虽然磷矿资源十分丰富，储量位居世界第二，但由于P2O5含量低、耗酸粒量大、所得粗磷酸浓度低和杂质多等缺点，这些缺点使它在实际应用中有很大的限制。

贫磷矿的开发利用一直是磷化工生产中的重要课题。

磷酸作为磷化工领域中重要的化工原料，其生产方法包括热法磷酸和湿法磷酸。

热法磷酸采用黄磷为原料，其生产过程中其能耗高、污染高，在当前世界各国节约能源、减少碳排放量的要求下，热法磷酸逐渐面临着多重压力，在资源、能源和环境等方面考虑已经无法适应经济的快速发展。

相比而言，湿法磷酸其具有生产成本低、能耗低的诸多优势，但它含较多Ca、Mg、Al、Fe、F等杂质，在应用时受到了限制，所以湿法磷酸要想更广泛的应用必须将其净化处理，把影响下端产品的杂质去除。

关键词：湿法磷酸；净化技术；发展引言磷酸是磷化工产品的基础原料，是磷化工的核心。

传统工业磷酸都是通过热法制得，但热法磷酸存在能耗高、污染大等问题。

与热法磷酸相比，湿法磷酸具有能耗低、污染小、成本低、受能源价格波动小等优点。

湿法磷酸是用无机酸分解磷矿，分离出粗磷酸，再经过净化制得磷酸产品。

目前，国内外普遍采用硫酸法生产磷酸。

20世纪60年代初，以色列矿业工程公司（IMI）首次实现了盐酸法生产磷酸的工业化。

利用盐酸法可以分解ω（P2O5）15%以下的中低品位磷矿，大大降低生产成本，但也存在工艺复杂、易防腐设备、副产物难经济回收等问题。

1湿法磷酸净化方法1.1自然沉降法湿法磷酸中含有未分解的磷矿和脉石矿等固体杂质外，还含有许多溶解性金属盐杂质在贮存的过程中慢慢的处于过饱和状态，因此会有固体逐渐沉淀下来。

自然沉降净化法就是控制一定温度和搅拌的条件，促进金属盐杂质过饱和析出并形成易于分离的结晶体，再通过自然沉降，慢慢除去湿法磷酸中的固体杂质的方法。

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。

磷酸用途介绍

1磷酸的主要用途2磷酸性质化学式：H3PO4磷酸英文名：Orthophosphoric acid, Phosphoric (5) acid磷酸（H3PO4）一种重要的无机酸，是化肥工业生产中重要的中间产品，用于生产高浓度磷肥和复合肥料。

磷酸还是肥皂、洗涤剂、金属表面处理剂、食品添加剂、饲料添加剂和水处理剂等所用的各种磷酸盐、磷酸酯的原料。

作为磷肥生产的原料，是正磷酸或多磷酸的水溶液。

商品正磷酸的浓度一般为52％～54％P2O5，多磷酸是正磷酸和不同聚合度的聚磷酸的混合水溶液。

聚磷酸包括焦磷酸(H4P2O7)、三磷酸(H5P3O10)和长链聚磷酸。

聚磷酸的通式可写作Hn 2PnO3n 1（n≥2的整数）。

[1]磷酸，分子式为：H3PO4，是一种常见的无机酸。

易溶于水各种磷酸根离子跟硝酸银反应生成的沉淀颜色不同，在硝酸中的溶解性不同，酸化后跟蛋白溶液的作用也不同。

利用这些性质可以鉴别各种磷酸根离子。

化学品名称：磷酸(H3PO4)化学品别名：亦称“正磷酸”、“一缩原磷酸”。

化学品描述：分子量98.00。

无色粘稠状液体或无色正交体系晶体。

空气中易潮解。

熔点42.35℃，沸点261℃(100%)、158℃(85%)，相对密度1.83418，折光率1.3420317.5(10%水溶液中)。

热至150℃成为无水物。

于213℃失去1/2结晶水转变为焦磷酸，300℃以上进一步脱水生成偏磷酸。

与水以任何比相混溶，每100ml溶解548g。

溶于乙醇。

为一种无氧化性的不挥发的三元中强酸，具有强的配位能力。

一般为83%~98%的稠厚溶液。

在高真空中蒸发、浓缩得无水晶体。

纯净的磷酸是无色晶体，熔点42.3摄氏度，高沸点酸，可与水以任意比互溶。

市售磷酸试剂是粘稠的、不挥发的浓溶液，磷酸含量83-98%。

磷酸为中强酸，酸性强于碳酸，磷酸与碳酸钠反应时在不同的pH下，可生成不同的酸式盐。

化学性质磷酸是三元中强酸，分三步电离，不易挥发，不易分解，几乎没有氧化性。

湿法磷酸生产工艺

1 、岗位任务 1.1 、用硫酸分解磷矿生成磷酸料浆，控制工艺指标，获得均匀、粗大、易于过滤洗涤的二水硫酸钙结晶。
1.2 、用强制循环低位真空蒸发冷却料浆，压力控制在2540KPa，移走反应余热，并将含氟尾气送到洗涤系统，经处理后达标排放。
1.3 、在真空抽吸过滤条件下，采用三次逆流洗涤工艺，将从消化槽泵送来的料浆进行液固分离和洗涤，控制工艺指标，尽可能提高过滤强度和洗涤率，达到最高的磷回收率，保证产品酸质量，并将成品稀酸送稀酸陈化槽。
磷酸生产工艺介绍
一、磷酸车间简介
1.生产任务：以磷石膏和硫酸为原料生产磷酸并进行浓缩 2.生产装置：四套反应装置（单槽30万吨/年×4槽）、六套过滤装置、十四套浓缩装置（单套10万吨/年×14套） 3.生产工艺：二水物法，湿法磷酸 4.生产流程：将磨矿车间输送来磷矿浆与浓硫酸在萃取槽中反应，成熟后的料浆通过真空过滤系统进行液固分离，过滤所得稀酸经过浓缩系统提浓后，供成品车间使用。
二、概论
• 相关概念 • “磷矿石”：磷矿石是生产磷酸的主要原料之一，它的
主磷中要矿含成的有分品多是位种氟我有磷国害酸习杂钙惯质，以，其影P2化响O5学了的式磷百通酸分常正含写产量为生计产C，a，故5F其此(P中，O影4磷)3响,矿。较石大的通常是铁、铝、镁三种，其次是碳酸盐、有机物等。
• “硫酸”：生产磷酸的主要原料之一，我公司采用的均
1.4 、过滤洗涤后的磷石膏用皮带运输送至磷石膏堆场。
2、岗位范围
反应槽、消化槽及其搅拌器，烟气收集器，矿浆和硫酸进料管，低位闪冷器及轴流泵，预冷凝器、冷凝器及密封槽、水滴分离器，闪冷真空泵等设备及管线，过滤给料泵及进出口管线等。
3、生产原理
控制二水物湿法磷酸工艺条件，用硫酸分解磷矿是利用磷酸和硫酸的化学能，将磷矿中难溶的磷转化成水溶磷，充分控制好二者的加入条件，即可生成磷酸和硫酸钙结晶的混合料浆。控制合适的反应条件，可获得粗大、均匀、易于过滤和洗涤的二水硫酸钙结晶。

热法磷酸的生产原理

热法磷酸的生产原理
热法磷酸是一种非常重要的化学物质，在工业生产中有着广泛的应用。

它通常用于制造肥料、磷酸铵、磷酸钙等化学品，同时也可以用作水处理剂。

那么，热法磷酸的生产原理是什么呢？下面我们来详细了解一下。

热法磷酸的生产原理主要分为以下几个步骤：
1. 溶解磷矿石
磷矿石是热法磷酸生产的原料之一，通常选择含有较高磷酸盐的矿石进行加工。

首先将磷矿石破碎，然后用稀硫酸进行浸泡，使磷酸盐溶解在硫酸中，生成磷酸硫酸盐。

2. 产生磷酸
将磷酸硫酸盐与水混合，加热至一定的温度，反应生成磷酸。

这个过程中需要控制温度和反应时间，确保磷酸的纯度和产量。

3. 分离磷酸
生产过程中，会产生很多的沉淀物和杂质。

为了得到纯度高的磷酸，需要进行过滤和沉淀等步骤，将杂质分离出去。

4. 精制磷酸
通常还需要将分离得到的磷酸经过多次提纯，去除残余的杂质和离子，以得到高纯度的磷酸。

总的来说，热法磷酸生产过程比较复杂，需要控制多个因素才能保证质量和产量。

在实际操作中，生产厂家还需要考虑如何处理产生的废水、废气等环保问题。

不过，随着科学技术的不断进步，热法磷酸生产的效率和环保性也在不断提高，相信未来这种化学物质的应用范围还会更加广泛。

磷酸工艺流程

磷酸工艺流程磷酸是一种重要的化学品，广泛应用于农业、医药、食品等领域。

下面将介绍磷酸的生产工艺流程。

磷酸的主要生产工艺是湿法磷酸工艺，其基本流程包括磷矿石的选矿、磷酸的生产和后续处理。

首先是磷矿石的选矿过程。

磷矿石主要指含有磷酸盐的矿石，如磷灰石、磷铁矿等。

选矿过程的主要目的是通过物理和化学的方法从原矿中分离出磷酸盐矿石。

通常的选矿方法包括破碎、磨矿、浮选等。

首先将原矿石进行破碎和磨矿处理，使其粒度达到工艺要求，然后采用浮选方法，通过调整浮选剂浓度和pH值，使磷酸盐矿石浮于浮泡上，而杂质沉于底部，从而分离出磷酸盐矿石。

接下来是磷酸的生产过程。

选矿后的磷酸盐矿石进入磷酸生产车间，经过一系列的化学反应，最终得到磷酸。

首先将磷酸盐矿石与稀硫酸反应，生成硫酸磷矿。

该反应通常在高温下进行，以提高反应速率。

然后将硫酸磷矿与水进行反应，生成稀磷酸。

这一步骤通常在低温下进行，以避免磷酸的分解。

最后，通过稀磷酸的浓缩和过滤，得到浓磷酸。

整个磷酸的生产过程需要注意安全防护，防止酸蒸汽对工作人员和环境的危害。

最后是磷酸的后续处理过程。

产出的浓磷酸通常含有杂质，需要进行后续处理，以提高磷酸的纯度和质量。

常用的后续处理方法包括磷酸的脱色、浓缩和精制。

脱色是将浓磷酸中的有机和无机杂质去除，以提高磷酸的纯度。

浓缩是将稀磷酸通过蒸发浓缩，以降低磷酸的体积和水分含量。

精制则是通过进一步提纯，去除余留的杂质，使磷酸达到工业和药品级别。

综上所述，磷酸的生产工艺包括磷矿石的选矿、磷酸的生产和后续处理三个主要步骤。

通过这些流程，可以从磷矿石中分离和提取出磷酸，为各行各业提供重要的化学原料。

在实际生产中，需要注意磷酸的质量和安全，采取相应的措施，确保工艺流程的顺利进行。

湿法制磷酸

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 + HFCa5F (PO4)3 + 10HCl == 3H3PO4 + 5CaCl2 + HFCa5F(PO4)3+5H2SO4+ nH2O == 3H3PO4 + 5Ca SO4•nH2O +HF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。

矿石磷酸盐与硫酸盐分离技术

技术原理：利用矿石磷酸盐与硫酸盐的物理化学性质差异进行分离
应用领域：工业废水处理、生活污水处理、饮用水处理等
技术优势：高效、节能、环保，可有效去除水中的磷酸盐和硫酸盐，提高水质标准。
在制药行业的应用
制药行业对矿石磷酸盐与硫酸盐分离技术的需求
添加标题
矿石磷酸盐与硫酸盐分离技术在制药行业的应用实例
添加标题
市场发展前景
对环境的影响及环保措施
加强废水处理，实现废水的循环利用
采用节能减排技术，降低能源消耗和碳排放
环保措施：采用先进的分离技术，减少污染物的产生和排放
加强固体废物处理，实现固体废物的资源化利用
加强环境监测和监管，确保环保措施的有效实施
感谢观看
汇报人：
在采矿过程中，矿石磷酸盐与硫酸盐分离技术可以分离出有价值的矿物，提高矿石的经济价值。
在农业中的应用
磷酸盐和硫酸盐是植物生长所需的重要元素
磷酸盐和硫酸盐的分离技术可以提高肥料的利用率
磷酸盐和硫酸盐的分离技术可以减少肥料对环境的污染
磷酸盐和硫酸盐的分离技术可以提高农作物的产量和质量
在水处理中的应用
矿石磷酸盐与硫酸盐分离技术在水处理中的应用
缺点：需要消耗大量的离子交换树脂，成本较高
矿石磷酸盐与硫酸盐分离技术的应用
04
在采矿工业中的应用
矿石磷酸盐与硫酸盐分离技术在采矿工业中的应用广泛，可以有效提高矿石的利用率和品质。
矿石磷酸盐与硫酸盐分离技术还可以减少采矿过程中的环境污染，降低对环境的影响。
在采矿工业中，矿石磷酸盐与硫酸盐分离技术可以提高采硫酸盐的化学性质不同，可以通过化学反应将其分离
添加标题
磷酸盐与硫酸盐在水中的溶解度不同，可以通过沉淀反应将其分离

饲料级磷酸氢钙

饲料级磷酸氢钙(CaHP0 ·2H：0)是家禽、家畜饲料中必不可少的添加剂。

传统制取方法有热法磷酸法、湿法磷酸法。

热法磷酸法能耗高、成本昂贵，现在仅用来生产牙膏、食品、医药、电子级磷酸盐产品。

目前国内饲料级磷酸氢钙生产普遍采用湿法磷酸法，而绝大部分生产装置是硫酸法工艺。

硫酸法工艺按脱氟方法分为：两段中和法(四川、云南、贵州、湖北等地多采用) 脱氟剂法(河北大学专利)和矿粉脱氟法。

下面就矿粉脱氟法生产饲料级磷酸氢钙工艺进行探讨。

1 矿粉脱氟法生产饲料级磷酸氢钙的化学反应原理1.1 脱氟反应磷精矿粉中钙、镁、铁、铝以碳酸盐形式存在，碳酸盐中白云石、方解石(CaCO3，MgCO3)占绝大部分。

矿粉脱氟法生产饲料级磷酸氢钙工艺，分解磷精矿粉中的磷及碳酸盐是用萃取工段输送来的粗磷酸。

粗磷酸与磷精矿粉发生如下反应：萃取工段，如硫酸加入过量，萃取工段送来的粗磷酸中含有部分残余硫酸，因浓度低，不易分解磷精矿粉，但较容易与ca(H2P04)：·H20发生如下反应：矿粉脱氟法生产饲料级磷酸氢钙工艺，其特点之一是：充分利用矿粉中的CaCO3·MgCO3，与粗磷酸中的氟化物反应，生成氟化盐沉淀，从而减少原料石灰用量：脱氟时要求磷氟比符合要求，如果不能达到要求，需要再加入碳酸钙或石灰乳进行调整(否则氟含量可能超标，产品不合格)：1.2 萃取反应脱氟工段沉降的料浆输送到萃取槽，与硫酸发生如下反应：1.3 中和反应脱氟工段产生的清液即净化磷酸和石灰乳混合时，首先生成磷酸二氢钙；随着石灰乳加入，磷酸二氢钙与石灰乳反应，沉淀析出磷酸氢钙，反应为：中和过程中，净化磷酸中存在的Mg 、AP 、Fe3+等会取代Ca2+发生以下反应：从以上化学反应式看出，磷精矿粉中镁、铝、铁含量影响产品中钙的指标。

如果石灰乳的用量超过磷酸氢钙的m(CaO)／m(P：O)理论值0.79，即对应的pH值大于6.3时，则会出现磷酸氢钙分解(可能影响生产成本和产品质量)：2 矿粉脱氟法生产饲料级磷酸氢钙流程(见图1)3 主要工艺控制指标3．1 脱氟净化生产饲料级磷酸氢钙所用磷精矿粉指标见表1。

硫酸生产原理

硫酸生产原理
硫酸生产是一种重要的化工过程，其原理如下：
1. 硫磺燃烧：首先，硫磺（S8）在高温条件下燃烧成二氧化
硫（SO2）：
S8 + 8O2 → 8SO2
2. 催化氧化：二氧化硫被氧气进一步氧化为三氧化硫（SO3），通常在钒酸催化剂的存在下进行：
2SO2 + O2 ⇌ 2SO3
3. 吸收与反应：SO3与稀硫酸（H2SO4）反应生成浓硫酸
（H2S2O7）：
SO3 + H2SO4 → H2S2O7
4. 稀释与冷却：浓硫酸与水混合并冷却，生成稀硫酸：
H2S2O7 + H2O → 2H2SO4
这个过程主要依靠燃烧和催化反应来完成，其中催化剂的选择和工艺条件的控制对于硫酸的质量和产量至关重要。

此外，废气中的二氧化硫可以通过各种方法进行处理和回收，以减少对环境的污染。

食品磷酸的生产原理与工艺0326

食品磷酸的生产原理与工艺衡阳师范学院化学与材料科学系应用化学08140218 谭枚花指导老师张少华摘要：本文主要叙述的是文主要介绍了食品磷酸的主要用途及其常见的制备方法（湿法磷酸和热法磷酸），着重对湿法磷酸的生产原理与工艺过程加以综述。

关键字：湿法磷酸热法磷酸净化食品级磷酸1. 前言：磷酸（H3PO4）别名正磷酸，为无色透明晶体或无色透明浆状液体，无臭，酸味，食品级磷酸（GB3149-82）含量一般有85％，75％两种规格，熔点为42.35℃，密度1.864（25℃），加热至213℃变为焦磷酸，300℃变为偏磷酸，在空气中易吸湿能与水、乙醇混溶[1]，主要用作食品饮料中的澄清剂，酸味剂，酵母的营养剂，制备食品级磷酸盐。

而磷酸盐是目前世界各国应用最广泛的食品品质改良剂，在食品生产的各领域，磷酸盐对食品品质的提高和改良有着不可取代的作用[2]。

目前我国已批准使用是磷酸盐共有8种，包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、酸式焦磷酸钠、焦磷酸二氢二钠、总生产能力约为6000吨/每年。

常用的是三聚磷酸盐和少量六偏磷酸盐的混合制剂[3]。

各种磷酸盐在食品中的主要作用有络合作用、pH值和离子强度调节作用、乳化作用、防止蛋白质的变性，保持蛋白质持水作用等等。

磷酸的工业生产方法可分两大类: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是食品级磷酸盐。

热法硫酸的生产都是采用两步流程：首先，在石英的存在下，在在电炉中用焦炭将磷矿还原成磷蒸汽，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；另一类是湿法生产，即用酸分解磷矿制得的磷酸统称为湿法磷酸，产品为湿法磷酸，质量较差，随时用的磷矿不同，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[4]。

随着原材料和能源成本的上涨，在当前的原料和能源价格条件下，自产黄磷和自产湿法磷酸，采用热法路线100％工业磷酸生产成本4594元/吨，湿法净化磷酸生产成本4162元/吨，此外湿法净化生产工业级产品能耗远低于热法路线，受能源价格波动较小，在能源价格上浮时就有更强的竞争力[5]。

磷酸生产原理

磷酸生产原理
磷酸是一种广泛应用于农业、化工等领域的化学品，下面将介绍磷酸的生产原理。

磷酸的生产可以通过两种主要的方法实现：湿法法和干法法。

湿法法生产磷酸的主要步骤如下：
1. 磷矿选矿：选择合适的磷矿石，如磷灰石、燧石等，并进行选矿处理，提高磷含量。

2. 磷矿石的预处理：将选矿后的磷矿石破碎、磨细，以增大矿石表面积，提高磷酸的溶解速度。

3. 矿石的浸出：将经过预处理的磷矿石与稀硫酸等混合，进行浸出反应。

在一定的温度和压力条件下，磷酸与矿石中的磷酸钙等物质发生反应，生成磷酸溶液。

4. 磷酸溶液的净化：将得到的磷酸溶液进行过滤、沉淀等净化工艺，去除杂质。

5. 磷酸的脱水：将净化后的磷酸溶液加热蒸发，除去水分，得到浓度较高的磷酸。

6. 磷酸的精制：通过进一步的加热、冷却、结晶等操作，得到纯度较高的磷酸产品。

干法法生产磷酸的主要步骤如下：
1. 磷矿的烧结：选取合适的磷矿石，经过破碎、烧结等处理，将磷酸钙等物质转化为氧化磷。

2. 氧化磷的提取：将烧结后的磷矿石与酸性介质反应，使氧化磷溶解，生成磷酸溶液。

3. 磷酸溶液的浓缩：通过加热蒸发，使磷酸溶液浓缩。

4. 磷酸的结晶：进一步冷却和结晶处理，得到纯度较高的磷酸产品。

总结起来，磷酸的生产原理主要包括磷矿选矿、矿石的预处理、矿石的浸出或烧结、磷酸溶液的净化、脱水、精制等步骤。

不同的生产方法有些许的差异，但核心原理都是通过磷矿与酸性介质发生反应，提取得到磷酸产品。

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是一种常用的磷酸生产方法，其主要原理是通过将磷矿石与稀硫酸或盐酸反应，生成磷酸盐溶液，再经过相应的处理步骤，得到所需的磷酸产品。

在湿法磷酸生产过程中，最常用的方法包括硫酸法、盐酸法以及氯化法。

硫酸法是最常用的湿法磷酸生产方法之一、其主要原理是将磷矿石与稀硫酸反应，生成磷酸盐溶液。

该方法的主要步骤包括：磷矿石的破碎、磷矿石与硫酸的反应、反应产物的分离与焙烧。

其中，磷矿石的破碎是为了增大矿石的表面积，方便反应进行。

磷矿石与硫酸的反应是主要步骤，通过加热反应，使磷酸盐溶解在稀硫酸中。

反应产物的分离是将反应溶液中的固体杂质物或产物与溶液分离，得到磷酸溶液。

最后，通过对磷酸溶液进行焙烧，得到所需的磷酸产品。

盐酸法是另一种常用的湿法磷酸生产方法。

其主要原理是将磷矿石与盐酸反应，生成磷酸盐溶液。

该方法的主要步骤包括：磷矿石的破碎、磷矿石与盐酸的反应、盐酸中磷酸盐的析出以及沉淀的处理。

与硫酸法类似，磷矿石的破碎是为了增大矿石的表面积。

磷矿石与盐酸的反应是主要步骤，通过加热反应，使磷酸盐溶解在盐酸中。

盐酸中磷酸盐的析出是通过改变反应条件，使磷酸盐从溶液中析出，得到磷酸产品。

沉淀的处理则是将磷酸盐沉淀物与溶液分离，得到纯净的磷酸溶液。

氯化法是一种较为特殊的湿法磷酸生产方法。

其主要原理是将磷矿石与氯化物反应，生成磷酸盐溶液。

该方法的主要步骤包括：磷矿石的破碎、磷矿石与氯化物的反应、反应产物的处理、磷酸盐的析出以及沉淀的处理。

磷矿石的破碎和反应步骤与硫酸法或盐酸法相似，通过加热反应，使磷酸盐溶解在氯化物中。

反应产物的处理包括溶液的浓缩、过滤等步骤，以得到磷酸溶液。

磷酸盐的析出是通过改变反应条件，使磷酸盐从溶液中析出，得到磷酸产品。

沉淀的处理则是将磷酸盐沉淀物与溶液分离，得到纯净的磷酸溶液。

在选择湿法磷酸生产方法时，需要综合考虑磷矿石的性质、反应条件、生产成本以及产品质量要求等因素。

浅谈湿法磷酸的生产方法_傅忠德

138浅谈湿法磷酸的生产方法傅忠德（瓮福集团有限责任公司瓮福磷肥厂磷酸分厂，贵州福泉 550501）摘要：湿法磷酸的生产方法有硫酸法磷酸、硝酸法磷酸、盐酸法磷酸、硫酸氢铵法磷酸和氟硅酸法磷酸。

本文分析比较了不同制备方法的优劣，认为如何提高磷酸生产浓度及减少杂质是今后研究的重点。

关建词：湿法磷酸；硫酸；硝酸；盐酸；硫酸氢铵；氟硅酸概述磷酸是一个重要的中间产品，磷酸可以制成一系列重要的产品，对国民经济发展有很大的作用。

磷酸的用途概括起来有两个主要方面：肥料生产以及工业磷酸盐生产。

磷酸本身是一个含磷物质，由它制成的磷肥必然是含磷很高的高效磷肥。

若与氮、钾等结合可以生产一系列N-P2O5或N-P2O5-K20等复合肥料、混合肥料。

近年来，随着湿法磷酸净化技术的不断发展，以湿法磷酸为原料生产出的工业级、食品级和电子级磷酸的厂家出现了很多。

湿法磷酸的生产方法主要有硫酸法磷酸、硝酸法磷酸、盐酸法磷酸、氟硅酸法磷酸和硫酸氢铵法磷酸`等。

1 硫酸法磷酸硫酸法磷酸的反应式如下：Ca5F（PO4）3+5H2SO4+溶液=3H3PO4+HF+5CaSO4.nH2O+溶液硫酸法磷酸是用磷灰石与硫酸反应生成磷酸和硫酸钙。

由于硫酸钙是一个溶解度很小的固体，两者可用简单的液、固相分离的单元操作来实现，当前工业上普遍采用的是真空过滤机，这样就使磷酸的生产方法大为简化。

基于这一特点，在硫酸法的生产工艺过程中，不论是反应机理、工艺控制条件以及生产设备选型等都将有所不同。

为了使液、固相分离进行得快速与完全，工艺上必须研究硫酸钙的结晶机理和条件，力求做到既是稳定的结晶形式，在生产过程中不会发生结晶的相变，又要获得粗大、整齐的晶体，有利于固体的过滤及洗涤。

硫酸法磷酸是用大量的硫资源替代磷资源的开发利用，由于中国是一个硫资源缺乏大国，大量的硫磺从国外进口，这就使磷酸的成本大大地提高了。

再者，每生产1吨磷酸需1.35吨硫酸和产生5吨的磷石膏。

硫酸做磷肥

硫酸做磷肥硫酸是一种重要的化学品，广泛应用于工业生产和农业领域。

其中，硫酸作为磷肥的制备原料，具有重要的作用。

下面我们就来探讨一下以硫酸做磷肥的相关内容。

我们需要了解磷肥的作用和意义。

磷肥是植物所需的重要营养元素之一，它对植物的生长发育和产量有着重要的影响。

磷肥的主要作用是促进植物的根系发育和增加植物的抗病能力，同时也能提高植物的光合作用效率，促进植物的生长。

而硫酸作为制备磷肥的原料之一，具有一定的优势。

首先，硫酸是一种常见且容易获取的化学品，在工业生产中广泛应用。

其次，硫酸能够与磷酸反应生成磷酸二氢盐，从而制备磷肥。

这种制备方法相对简单、成本较低，因此受到了广泛的应用。

具体来说，以硫酸做磷肥的制备过程主要包括以下几个步骤。

首先，将硫酸与磷酸进行反应，生成磷酸二氢盐。

这个反应是一个中性化反应，需要控制反应条件，保证反应的顺利进行。

其次，通过一系列的工艺步骤，将磷酸二氢盐进行精制、浓缩和干燥，最终得到磷肥产品。

在这个过程中，需要注意控制反应的温度、时间和反应物的比例，以确保产品质量。

与其他制备磷肥的方法相比，以硫酸做磷肥的方法具有一些优点。

首先，硫酸是一种强酸，具有良好的溶解性和反应活性，可以促进反应的进行。

其次，硫酸制备磷肥的成本相对较低，能够满足大规模生产的需求。

此外，硫酸还可以与其他化肥原料进行配合使用，以提高磷肥的养分含量和效果。

然而，以硫酸做磷肥也存在一些问题和限制。

首先，硫酸在制备过程中需要控制反应条件，否则容易产生副反应和不良产物。

其次，硫酸在使用过程中需要注意安全操作，避免对环境和人体造成损害。

此外，硫酸制备的磷肥可能会含有一定的硫酸盐残留，对土壤和植物生长造成一定影响。

以硫酸做磷肥具有一定的优势和适用性，但也需要注意一些问题和限制。

在实际应用中，我们需要合理选择磷肥的制备方法，根据具体情况综合考虑各种因素，以达到最佳的施肥效果。

通过科学的磷肥管理，可以提高农作物的产量和品质，为农业生产做出贡献。

磷酸生产工艺

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。

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。

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。

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。

湿法磷酸生产原理培训课件

湿法磷酸生产原理培训课件1. 引言湿法磷酸生产是一种重要的磷化工工艺，广泛应用于农业肥料、食品添加剂、阻燃材料等领域。

本课件旨在介绍湿法磷酸生产的基本原理以及工艺流程。

2. 湿法磷酸生产原理概述湿法磷酸生产是利用磷矿作为原料，在一定的条件下，通过物理化学反应将磷矿中的有效磷酸提取出来，最终得到磷酸产品。

湿法磷酸生产的原理主要包括以下几个方面：2.1 磷矿的处理磷矿通常需要经过破碎、磁选和堆积等预处理工序，以提高磷矿的含磷量和可供提取的磷酸含量。

2.2 反应工艺湿法磷酸生产的核心是磷酸化反应。

一般采用酸法或碱法两种方法进行反应。

酸法主要通过矿酸或稀硫酸与磷矿反应，生成磷酸；碱法则是通过用石灰石进行碱化反应，生成磷酸。

2.3 磷酸的提纯提纯过程主要包括磷酸的沉淀、过滤、洗涤和干燥等步骤。

通过这些步骤可以去除磷酸中的杂质，提高磷酸的纯度。

3. 湿法磷酸生产工艺流程湿法磷酸生产的工艺流程一般包括以下几个主要步骤：3.1 磷矿的预处理磷矿一般需要进行破碎，以提高磷矿的表面积，便于后续反应。

破碎后的磷矿经过磁选分离，去除其中的磁性杂质。

然后将磷矿堆积起来，进行堆渣，增加磷矿的酸溶性。

3.2 磷酸化反应3.2.1 酸法在酸法中，将磷矿与矿酸或稀硫酸作用，生成磷酸。

通常采用浸出反应，将磷矿放入反应器中，加入酸液，控制温度、压力和反应时间，使磷矿中的有效磷酸溶解到溶液中。

3.2.2 碱法碱法是将磷矿与石灰石作用，生成磷酸。

首先将磷矿与石灰石混合，加入适量的水，进行碱化反应。

反应产生的磷酸溶解到溶液中。

3.3 磷酸的提纯3.3.1 沉淀通过控制溶液的pH值和温度，使磷酸盐与溶液中的金属离子发生反应，生成磷酸盐沉淀。

3.3.2 过滤将沉淀后的磷酸盐与溶液分离，常用的方法是通过过滤操作。

过滤后得到含有磷酸盐的滤饼和滤液。

3.3.3 洗涤将滤饼进行多次洗涤，以去除滤饼中的杂质。

常用的洗涤液有纯净水、稀酸或稀碱溶液。

3.3.4 干燥将洗涤后的滤饼进行脱水和干燥操作，得到干燥的磷酸产品。

硫酸法生产磷酸的物理化学原理

硫酸法生产磷酸的物理化学原理湿法磷酸生产中，硫酸分解磷矿是在大量磷酸溶液介质中进行的：式中，n可以等于0，1/2，2。

实际上分解过程分两步进行：首先是磷矿同磷酸(返回系统的磷酸)作用，生产磷酸一钙：第二步是磷酸一钙和硫酸反应，使磷酸一钙全部转化为磷酸，并析出硫酸钙沉淀：生成的硫酸钙根据磷酸溶液中酸浓度和温度不同，可以有二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)；半水硫酸钙(CaSO4，1/2H20)和无水硫酸钙(CaSO4)。

实际生产中，析出稳定磷石膏的过程是在制取浓度为30%～32%P2O5的磷酸和温度为65～80℃条件下进行的。

在较高浓度的溶液(>35%P2O5)和提高温度到90 ～95℃则析出半水物，所析出的半水物在不同程度上能水化成石膏。

降低析出沉淀的温度和磷酸的浓度，以及提高溶液中CaO或SO3的含量都有助于获得迅速水合的半水物。

有大量石膏存在时也能加速半水合物的转变。

在温度高于100～150℃和酸浓度大于45%P2O5时则析出的是无水物。

见图4-5表示。

在磷矿石被分解的同时，含有原料中其他无机物杂质亦被分解，发生各种副反应。

例如：天然磷矿中所含的碳酸盐按下式分解：磷矿中氧化镁以碳酸盐形式存在，酸溶解时几乎全部进入磷酸溶液中：给磷酸质量和后加工将带来不利影响。

磷矿中通常含有2%～4%的氟，酸解时首先生成氟化氢，HF再与磷矿中的活性氧化硅或硅酸盐反应生成四氟化硅和氟硅酸。

部分四氟化硅呈气态逸出，氟硅酸保留于溶液中。

在浓缩磷酸时，氟硅酸分解为SiF4和HF。

在浓缩过程中约有60%的氟从酸中逸出，可回收加工制取氟盐。

氧化铁和氧化铝等也进入溶液中，并同磷酸作用：因此，天然磷矿中含有较多的氧化铁和氧化铝时不适宜用硫酸法制备磷酸。

磷酸生产中的硫酸消耗量，可根据磷矿的化学组成，按化学反应方程式计算出理论硫酸用量确定。

不同类型的磷矿，因其杂质含量不同，故实际硫酸消耗量与化学理论量之间存在着偏差，需由实验确定。

磷酸磷肥硫酸生产工艺

磷矿粉磨：将磷矿粉磨成细粉，便于后续的加工处理
酸解反应：将磨细的磷矿粉与硫酸反应，生成磷酸和硫酸钙
过滤分离：将反应后的混合物进行过滤，分离出磷酸和硫酸钙
浓缩结晶：将分离出的磷酸进行浓缩结晶，得到磷酸晶体
干燥包装：将磷酸晶体进行干燥包装，得到成品磷肥
硫酸生产中的腐蚀问题：设备腐蚀、管道腐蚀、阀门腐蚀等
解决方案2：优化设备配置和操作方式，降低设备能耗
解决方案3：加强生产管理，提高员工节能意识
解决方案1：采用先进的生产工艺和技术，提高能源利用效率
解决方案：加强原料控制、优化工艺参数、定期清洗设备等
杂质来源：原料、设备、工艺等
杂质对产品质量的影响
实施效果及经济效益分析
能耗问题：磷酸生产过程中需要消耗大量的能源，包括电、蒸汽、燃料等
硫酸的生产工艺：硫酸的生产工艺主要包括硫磺或硫铁矿的燃烧、氧化、吸收等步骤。其中，硫磺或硫铁矿的燃烧是将硫磺或硫铁矿与氧气反应生成二氧化硫；氧化是将二氧化硫氧化成三氧化硫；吸收是将三氧化硫吸收到水中生成硫酸。
硫酸的生产设备：硫酸的生产设备主要包括沸腾炉、接触室、吸收塔等。沸腾炉是将硫磺或硫铁矿燃烧成二氧化硫；接触室是将二氧化硫氧化成三氧化硫；吸收塔是将三氧化硫吸收到水中生成硫酸。

* 废气排放* 废水处理* 废渣处理
磷肥生产中的环保问题： * 废气排放 * 废水处理 * 废渣处理
* 采用先进的生产工艺和技术* 加强环保设施建设* 推进循环经济和绿色发展* 加强监管和执法力度
解决方案： * 采用先进的生产工艺和技术 * 加强环保设施建设 * 推进循环经济和绿色发展 * 加强监管和执法力度
废渣处理：采用压滤机将废渣压滤成泥饼，然后进行填埋或焚烧；对于含有有用成分的废渣，可进行回收利用。

磷酸二铵硫酸消耗

磷酸二铵硫酸消耗
磷酸二铵硫酸消耗是指在生产硫酸过程中，磷酸二铵作为催化剂用于硫酸的制造中，其作用是促进硫酸的生成反应。

磷酸二铵（也称作二铵磷酸盐）在硫酸生产过程中通常作为催化剂使用。

其作用类似于催化剂，加速硫酸的合成反应。

硫酸的生产通常是从硫磺或其他硫化物出发，经过氧化反应得到二氧化硫，随后再与空气中的氧气反应形成二氧化硫。

接着，二氧化硫再在催化剂的作用下与水反应生成硫酸。

磷酸二铵的使用可提高硫酸的生成速率，从而提高硫酸的产量。

它能够在反应条件下加速硫酸生成，但并不直接参与反应，因此在反应结束后不会留下残留物。

在工业中，磷酸二铵硫酸消耗量的计算通常与硫酸的产量和反应条件有关。

这种消耗量的确定是为了确保反应的充分进行，并在生产中实现最佳的硫酸产量。