盐酸法湿法磷酸工艺研究进展
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１３６４８５１９４２０，Ｅ－ｍａｉｌ：１２１３８２８１４３＠ｑｑ．ｃｏｍ 通讯联系人：陈烨（１９７５－），男，贵州贵阳人，副教授，从事固体废弃物的资源化利用方向研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｃｈｅｎ１９＠ｇｚｕ．
ｅｄｕ．ｃｎ
１９４
应用化工
第 ４８卷
用的无机酸分为硫酸法、硝酸法和盐酸法，三种方法
各有优缺点，见表 １。
磷酸是生产各种磷酸盐的中间体，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，在国民经济的发 展中占有重要地位。
１ 磷酸主要生产方法优缺点比较
磷矿资源为不可再生资源，中国虽然磷矿资源 储量大，分布集中，但其中 ９０％都为中低品矿，其中 ８０％ 多 为 极 难 选 的 胶 磷 矿，还 带 有 含 量 较 高 的 铁、 铝、镁和硅等杂质，富矿资源很少［１２］。
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
Ｒｅｓｅａｒｃｈａｄｖａｎｃｅｓｉｎｗｅｔｐｒｏｃｅｓｓｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ ｐｒｏｃｅｓｓｂｙｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄ
ＺＨＡＮＧＷｅｎｊｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧＪｉａｎｇａｎｇ２，ＣＨＥＮＹｅ１，ＬＩＵＪｉｎｇｊｉｎｇ３
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ； ２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎａｎｄＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＰｒｏｄｕｃｔＱｕａｌｉｔｙｏｆＧｕｉｚｈｏｕＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００１６，Ｃｈｉｎａ；
摘 要：介绍了盐酸法湿法磷酸的工艺流程，重点阐述了盐酸法湿法磷酸工业化生产所需解决的磷酸萃取净化、氯 化钙副产物资源化利用和设备腐蚀的技术难点。并分析了盐酸法在国内尚未实现工业化生产的原因。最后指出， 盐酸法湿法磷酸兼具成本低、对磷矿品位要求低、副产物氯化钙易于资源化利用等优点，随着环保要求日趋严格， 将会迅速受到重视和推广应用。 关键词：盐酸法；湿法磷酸工艺；溶剂萃取；氯化钙；设备腐蚀 中图分类号：ＴＱ４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－３２０６（２０１９）０１－０１９３－０４
第 ４８卷第 １期 ２０１９年 １月
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）
收稿日期：２０１８０５１７ 修改稿日期：２０１８０６２６ 基金项目：中央引导地方科技发展专项资金项目（黔科中引地（２０１７）４０１０） 作者简介：张文静（１９９３－），女，河 南 新 乡 人，在 读 硕 士 研 究 生，师 从 陈 烨 副 教 授，从 事 磷 化 工 产 品 检 测 与 研 发。 电 话：
ຫໍສະໝຸດ Baidu
表 １ 三种湿法磷酸生产工艺优缺点比较 Ｔａｂｌｅ１ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆ
ｔｈｒｅｅｗｅｔｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ
３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ，ＧｕｉｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｗｅｔｐｒｏｃｅｓｓｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄ ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ，ｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃａｌｃｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅｂｙｐｒｏｄ ｕｃｔａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｒｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｉｎ ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｓｏｔｈｅｙａｒｅｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎｗｈｙｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｏｄｆａｉｌｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｌａｒｇｅｓｃａｌｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｓａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｏｄｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆ ｌｏｗｃｏｓｔ，ｌｏｗｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｅｇｒａｄｅ，ｅａｓｙｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｂｙｐｒｏｄｕｃｔｃａｌｃｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅａｎｄｓｏｏｎ． Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｓｔｒｉｃｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｏｄｗｉｌｌｇｅｔｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎａｎｄｂｅｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｏｄ；ｗｅｔｐｒｏｃｅｓｓｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ；ｓｏｌｖｅｎｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｃａｌｃｉｕｍ ｃｈｌｏ ｒｉｄｅ；ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｅｄｕ．ｃｎ
１９４
应用化工
第 ４８卷
用的无机酸分为硫酸法、硝酸法和盐酸法，三种方法
各有优缺点，见表 １。
磷酸是生产各种磷酸盐的中间体，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，在国民经济的发 展中占有重要地位。
１ 磷酸主要生产方法优缺点比较
磷矿资源为不可再生资源，中国虽然磷矿资源 储量大，分布集中，但其中 ９０％都为中低品矿，其中 ８０％ 多 为 极 难 选 的 胶 磷 矿，还 带 有 含 量 较 高 的 铁、 铝、镁和硅等杂质，富矿资源很少［１２］。
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
Ｒｅｓｅａｒｃｈａｄｖａｎｃｅｓｉｎｗｅｔｐｒｏｃｅｓｓｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ ｐｒｏｃｅｓｓｂｙｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄ
ＺＨＡＮＧＷｅｎｊｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧＪｉａｎｇａｎｇ２，ＣＨＥＮＹｅ１，ＬＩＵＪｉｎｇｊｉｎｇ３
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ； ２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎａｎｄＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＰｒｏｄｕｃｔＱｕａｌｉｔｙｏｆＧｕｉｚｈｏｕＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００１６，Ｃｈｉｎａ；
摘 要：介绍了盐酸法湿法磷酸的工艺流程，重点阐述了盐酸法湿法磷酸工业化生产所需解决的磷酸萃取净化、氯 化钙副产物资源化利用和设备腐蚀的技术难点。并分析了盐酸法在国内尚未实现工业化生产的原因。最后指出， 盐酸法湿法磷酸兼具成本低、对磷矿品位要求低、副产物氯化钙易于资源化利用等优点，随着环保要求日趋严格， 将会迅速受到重视和推广应用。 关键词：盐酸法；湿法磷酸工艺；溶剂萃取；氯化钙；设备腐蚀 中图分类号：ＴＱ４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－３２０６（２０１９）０１－０１９３－０４
第 ４８卷第 １期 ２０１９年 １月
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）
收稿日期：２０１８０５１７ 修改稿日期：２０１８０６２６ 基金项目：中央引导地方科技发展专项资金项目（黔科中引地（２０１７）４０１０） 作者简介：张文静（１９９３－），女，河 南 新 乡 人，在 读 硕 士 研 究 生，师 从 陈 烨 副 教 授，从 事 磷 化 工 产 品 检 测 与 研 发。 电 话：
ຫໍສະໝຸດ Baidu
表 １ 三种湿法磷酸生产工艺优缺点比较 Ｔａｂｌｅ１ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆ
ｔｈｒｅｅｗｅｔｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ
３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ，ＧｕｉｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｗｅｔｐｒｏｃｅｓｓｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄ ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ，ｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃａｌｃｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅｂｙｐｒｏｄ ｕｃｔａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｒｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｉｎ ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｓｏｔｈｅｙａｒｅｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎｗｈｙｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｏｄｆａｉｌｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｌａｒｇｅｓｃａｌｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｓａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｏｄｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆ ｌｏｗｃｏｓｔ，ｌｏｗｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｅｇｒａｄｅ，ｅａｓｙｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｂｙｐｒｏｄｕｃｔｃａｌｃｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅａｎｄｓｏｏｎ． Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｓｔｒｉｃｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｏｄｗｉｌｌｇｅｔｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎａｎｄｂｅｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｏｄ；ｗｅｔｐｒｏｃｅｓｓｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ；ｓｏｌｖｅｎｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｃａｌｃｉｕｍ ｃｈｌｏ ｒｉｄｅ；ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎ