湿法磷酸的净化

湿法磷酸的净化包括两个方面内容：
（1）除去湿法磷酸中生成的淤渣，提高磷酸质量并消除商品磷酸在贮存、运输中带来的麻烦；
（2）根据湿法磷酸后加工产品需要除去溶解在磷酸中的部分或全部杂质。

用以生产工业级、饲料级或食品级磷酸盐。

湿法磷酸中需要除去的主要杂质是氟、硫酸根、铁、铝、镁、硅、钙等。

有的湿法磷酸还含有微量的有害重金属如砷、铅、镉等。

对这些杂质，应根据饲料或食而级磷酸盐的不同要求，对湿法磷酸进行相应的净化处理。

常用的方法有：
（1）化学沉淀法
加入一定量的沉淀剂，使杂质沉淀出来，这是湿法稀磷酸脱氟或除去各种有害重金属普遍采用的方法之一。

代表性方法有中和沉淀法或硫化物沉淀法。

（2）有机溶剂萃取法
有机溶剂萃取法是基于磷酸可溶于有机溶剂中，而其他杂质则不被萃出，从而使磷酸与杂质分离而达到净化。

（3）溶剂沉淀法
此法采用一种可与水完全混溶的水溶性的有机溶剂，过量地加到湿法磷酸中，再加入一定量的碱金属盐或铵盐，使杂质沉淀析出，经蒸馏回收有机溶剂，馏余液即为净化磷酸。

（4）离子交换法
用强酸性离子交换树脂处理湿法磷酸，能够除去其中大部分阳离子杂质。

还有一种方法是将磷矿用过量磷酸分解，滤去不溶物，再将冷却结晶，将结晶分离，洗涤后溶解于水，通入H型阳离子交换树脂塔中，可制得精制磷酸。

（5）结晶法
此法是将萃取液中溶质结晶析出的方法。

（6）浓缩净化法
湿法磷酸被加热到一定程度后，氟大部分呈气态氟化物(SiF4、HF)逸出。

若加入活性硅并通入饱和蒸汽，会增加氟逸出量。

而杂质多以焦磷酸盐或偏磷酸盐形式沉淀出来。

过滤即可除法。

（7）其它净化方法
有电渗析法、吸附法、磷矿焙烧法、磷化物水解法等。

从近几年开发的湿法磷酸净化技术来看，主要有以下几种方法应用的较多
1．溶剂萃取法
2．结晶法
3．离子交换法及电渗析法
4．沉淀法或多硫化物沉淀法
5．浓缩法
除上述单独或复合的方法外，对除去湿法磷酸中的特定杂质也正在研究之中。

如有机物的除去，有用活性炭、活性硅、活性白土、阴离子交换树脂等为吸附剂，也有用溶剂萃取法及氢化脱色法等，其中湿法磷酸中研究最多，也最活跃的是提取回收Cd，U，V等元素。

总之，湿法磷酸中的杂质种类比较复杂，可根据生产中对磷酸质量的要求选用不同的方法进行净化，同时还要尽可能与各种精细磷酸盐等生产工艺结合起来，净化过程产生的沉渣返回制肥系统生产肥料。

以减少磷的损失，提高其利用率。

积极开展对原料的杂质调理等预处理工作，尽量以精矿投人生产、以减少杂质对进一步加工的影响。

同时还应注意减少生产过程中的三废排放，努力搞好环保与安全。

在提高经济效益的同时提高社会效益和环境效益。

简介了磷酸净化的研究进展；研究了正丁醇、异丁醇、异戊醇、环己醇、TBP、SSF和SF2萃取剂的萃取性能，确定了SSF为一种综合性能比较好的混合萃取剂；以SSF萃取剂净化用海底磷钙土制备的粗磷酸，采用五级错流萃取、一级洗涤、三级反萃的净化流程，萃取率为80．3％，洗涤损失为10．5％，反萃率为99％，综合净化酸的得率为71．2％。

PBT简介
聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylene terephthalate（简称PBT），属于聚酯系列，是由1.4-丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。

与PET一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。

PBT理化特性
PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。

具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，仅为0.1%，在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝缘性，但体积电阻、介电损耗大。

耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。

缺点是缺口冲击强度低，成型收缩率大。

故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上，热变形温度也大幅提高。

可以在140℃下长期工作，玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致，易使制品发生翘曲。

【PC塑料原料】
聚碳酸酯
聚碳酸酯（Polycarbonate）
缩写为PC是一种无色透明的无定性热塑性材料。

其名称来源于其内部的CO3基团。

化学性质
聚碳酸酯耐酸，耐油。

聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。

物理性质
聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。

同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能。

但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。

随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。

聚碳酸酯的耐磨性差。

一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。

湿法磷酸通过在稀磷酸中加入硫化氢或能产生硫化氢的硫化物减少钼的含量以进行提纯。

提纯过的磷酸可以用于食品级的磷酸，而食品级的磷酸重金属和钼的含量都小于10ppm。

一、废水
湿法磷酸装置的废水来源：1.过滤机冲洗滤布水（或称冲盘水）。

2.泵密封水、跑冒滴漏和冲洗设备地坪水。

3.反应系统尾气洗涤水。

4.浓缩、闪蒸冷却和过滤机真空系统的冷却水。

对于废水的主要来源是磷酸系统。

一般的处理方法是可以达到排放标准的，但是要排出大量的污水。

因而要消耗大量的水，中和剂和动力且对环境还有不利影响。

为了解决此类的问题。

国内已研究成功污水封闭循环新工艺。

当封闭循环装置正常运转时，整个磷酸系统无污水排放。

但是如果要把全部的污水都实现封闭循环的话，又将带来一系列问题。

1．对工艺的影响：由于中国的磷矿资源的多样性。

各种矿石优良不一。

当然各种矿石产生的污水性质也可能不同。

在我国一些磷矿就出现过循环使用污水后，自从将污水（特别是污水池中的水）加入稠浆槽进入磷酸系统，在正常的生产条件下，过滤饼出现板结现象，湿渣斗连续出现堵塞，在降低过滤机滤洗真空度后，但滤饼板结现象仍时有发生，有时还相当严重，结块硬度较大。

这部分污水进入酸系统后，整个系统结垢现象加剧，特别是闪蒸室、石墨换热器内结垢堵塞比较严重，换热管内结垢物带有大量白色黏稠的硅酸盐类。

停止使用这部分污水后，系统工艺状况逐渐恢复正常。

2．对酸系统设备的影响：在处理后的污水进入酸系统后，设备负担肯定会有所增加，另外。

由于氯蚀现象的产生，搅拌器的桨叶。

萃取槽、各个轴，过滤洗液泵及浓缩轴流泵的桨叶、轴等浸没于液相中的运转设备，其磨蚀较前均有不同程度的加剧。

无论是磷矿还是磷酸中氯的存在对设备都有腐蚀作用，其腐蚀性随其它杂质如硫酸、氟的相互作用及氯含量的增大、设备所处环境温度的升高而加强。

二、废气
磷酸生产的废气主要来自过滤机、熟化槽、贮槽和各处密封槽逸出的气体和磷酸反应槽在反应以及冷却过程中产生的气体。

废气中的污染物都是SiF4和HF，通常都用水洗涤，生成的稀氟硅酸溶液作为污水，送去处理后外排或循环使用。

我国大多数湿法磷酸装置都是沿用鼓风冷却方法，将空气吹向磷酸反应槽液面使磷酸料浆冷却，废气排出量约为12000～14000m3/t（P205计），少数装置采用RP工艺，在磷酸反应槽内把料浆扬撒用空气吹扫冷却，其排气量约为6000～7000m3/t（P205计）。

大量的废气使其处理设备庞大，投资多，让控制污染的困难加剧。

最近几年来，我国湿法磷酸装置，其反应槽的磷酸料浆都采用了低位闪蒸真空冷却工艺，使反应槽的废气量大为减少。

该流程对氟的洗涤效率达99%。

另外采用错流洗涤器该装置后，采用多级逆流洗涤，洗涤效率高、操作弹性大、设备容易清洗、作业率高。

实践表明排出物远低于国家标准。

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。

三、废渣
湿法磷酸生产有大量磷石膏的排出，无论从环境保护或经济效益，资源的合理利用方面来看都是一个亟待解决的重要问题。

国外大多数工厂都作为废弃物堆存，极少数工厂加以综合利用，但是国内对此很重视。

磷石膏在工业上主要用于制墙粉，石膏板，水泥缓凝剂等。

硫酸铵以及硫酸和水泥。

在农业上主要用于作硫和钙的补充来源。

盐碱土改良剂和某些农药的填料。

石膏中含的少许五氧化二磷也具有一定的肥效。

但是目前大多都是用大坝堆积起来，因为没有找到一种经济技术都合理的方法。

对于这种方法应该强化管理，避免雨水冲刷污染环境以及污染地下水。

（一）用于水泥工业和建材制品
在某些情况下，为了延长水泥的凝结时间，增加水泥的最终强度，一般在水泥熟料中加入5%左右的石膏作为缓凝剂。

但是其放射性元素度应该符合《建筑材料放射性核素限量》的要求，否则对环境有害。

磷石膏经过再浆，洗涤，净化，降低了磷石膏中游离的P2O5和F的含量后入脱水机和烘干机，脱除了水分和部分氟的磷石膏经冷却后进入配料仓。

焦炭和各种添加物经过粉碎后也进入配料仓。

配好的水泥生料加入煅烧窑，经过一系列的除尘，净化送入制酸。

出煅烧窑的水泥熟料，经冷却加入部分缓凝剂等原料后，通过配料，粉碎即得到水泥产品。

磷石膏因为有胶凝性，所以作为建材原料只要适当净化处理后，脱水成半水合硫酸钙，可产各种石膏墙体材料，如粉刷石膏、石膏板、建筑标准砖、烧结节能砖、免烧砖和装饰吸声板等。

（二）制硫酸铵和硫酸钾以及改良土壤
制硫酸基于简单的复分解反应，CaSO4+(NH4)2CO3=(NH4)2SO4+CaCO3
目前制硫酸钾，国内采用“二步法”。

主要是使磷石膏中的硫酸钙与碳酸氢铵反应得到硫酸铵和碳酸钙，将碳酸钙分离后，含硫酸铵的母液再在适宜条件下与氯化钾反应，即制得硫酸钾。

磷石膏为酸性，PH在2.5～3.5之间。

由于碱性土地上，可以显著降低土壤碱性，有实验得出，使用磷石膏后土壤的氯盐，酸性显著改善。

（三）磷石膏综合利用需注意的问题
磷矿石品种不同、生产工艺和污水处理方式的差异造成磷石膏杂质含量、理化性能波动很大，给废物利用带来一系列问题，使目标产品的质量波动大。

若是作为建材制品，其放射性会对人带来危害。

如镭等在衰变过程中会析出、扩散放射性气体，导致人产生肿瘤、癌症甚至死亡。

因此只有作为掺杂剂少量使用，使其达到《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2001）的要求。

因此，理论利用于实践中，应根据矿源品位、废渣理化性质等灵活选用回收利用的方式。

本文以湿法磷酸的工业应用为背景，对溶剂萃取净化湿法磷酸的工艺条件进行了新的研究。

在一系列的工艺条件上的改进上，通过湿法磷酸的磷矿脱硫、浓缩、多级逆流萃取、多级逆流回流萃取、反萃、脱氟、脱色等过程，使湿法磷酸中的各类杂质的残余浓度达到了食品级的高纯度的净化，同时也证明了工艺的可行性，并确定了改进后的各工艺段的操作条件及工艺参数，为湿法磷酸深度净化的工艺设计和操作提供了理论上的依据。

本文在对H3PO4-H2O-MIBK的体系相平衡的研究上，探讨了甲基异丁基甲酮(MIBK)萃取磷酸的规律、测定了各种杂质对该体系的影响，同时改进了脱硫工艺上的工艺条件，对甲基异丁基甲酮(MIBK)对湿法磷酸的多级逆流萃取、回流萃取的工艺进行了较详细的研究。

1选煤厂环境污染来源类型及危害
1 . 1贮煤场及选煤车间的煤尘污染
贮煤场的煤尘污染:贮煤场一般都采用露天形
式,煤炭在堆放和装卸过程中,与空气产生相对运
动,导致煤尘扬起,产生空气污染。

煤炭在装卸和堆放过程中所产生的煤尘和扩散现象非常复杂,就其
粒径大小可分为①粒径小于10μm的可吸入尘,对
人体的呼吸系统直接产生危害; ②粒径大于10μm 的非可吸入尘,是对周围环境造成直接污染的煤尘
来源和多次起尘的来源。

选煤车间的煤尘污染:选煤煤尘主要是在煤的
加工过程中形成的,分为沉积煤尘和浮游煤尘。

煤
尘受卸料、破碎振动和转载落差等机械作用发生了冲击、扩散和再次飞扬,悬浮在厂内空间。

如果车间
内煤尘浓度严重超标,不仅导致职工煤肺病的患病
率升高,严重损害了职工的身体健康,还很可能造成
煤尘燃爆,给安全生产带来重大隐患,对选煤机电设
备产生不利影响,煤尘沉积在选煤设备上容易发生
机电事故。

1 . 2生产及辅助设备的噪声污染
选煤厂内很多生产和辅助设备,在生产和输送
过程中都产生噪声,并且还比较严重。

选煤厂的噪
声按声源可分为三类: ①空气动力性噪声; ②机械性
噪声; ③电磁性噪声。

选煤厂大部分设备超过国家法定的标准,如果长久地直接处于其中,可使人感到烦躁疲劳,重则引起头晕、耳鸣、心血管等疾病,甚至
还会危及劳动者的生命。

1 . 3药剂污染
选煤厂使用药剂的主要有化验室、浮选车间及
浓缩池。

化验室日常所作的浮沉实验用的是不同密度的
ZnCl 2溶液。

而ZnCl 2 有刺鼻的味道及严重的腐蚀性,易对人体的呼吸系统产生不适,稍有不慎触到
ZnCl 2 ,皮肤马上就会腐烂。

浮选车间使用的药剂最多,尤其是捕收剂、起泡
剂、抑制剂的药剂分子中同时具有亲水基与疏水基,
是典型的表面活性剂,都具有表面活性剂环境污染
的所有特性。

而且此类药品除具有刺鼻的味道外,
毒性比较大。

浓缩池用的最多的絮凝剂是聚丙烯酰胺。

国外
研究认为,聚丙烯酰胺对人体,特别是对神经系统有
损伤作用;丙烯酰胺属中等毒性,但对人体的某些部
位却表现出高毒性,特别是丙烯酰胺在介质中还会
积累,浓度还会增加,因此应对其引起足够的重视。

1 . 4选煤废水的污染
在洗选过程中,由于煤泥逐步进入洗水中,使洗
水浓度越来越高。

选煤厂往往由于煤泥回收设备不
完善,煤泥水难以管理等问题,使煤泥水不能闭路外
排,从而造成环境污染。

另外选煤废水因入选原煤
成份单一,相对其他工业废水来说对环境造成的危
害较小,但加入药剂后,对环境的污染就不能忽视。

选煤废水排放量虽小,但污染较重,对环境的危害影
响较大。

1 . 5矸石及煤泥的污染
矸石是选煤厂排放量最大的固体废弃物,也是
我国工业固体废弃物中产量、累计量、占地面积最大
的固体废弃物。

由于煤矸石中含有一定量的可燃
物,在适宜的条件下会发生矸石山自燃。

自燃矸石
山排放大量的有毒气体,对周围环境造成严重污染。

自燃矸石山还可能发生滑坡和喷爆,对矿区居民的
生命财产及地面设施造成严重的威胁。

另外,矸石
山淋浴水有些呈现较强酸性或含有害有毒元素,然
后再随地表水或地下水迁移到邻近水体,引起该水
体的污染。

2防治措施
针对上述各种不同类型的污染,因地制宜地提
出相应防治措施是非常必要的。

2 . 1贮煤场及选煤车间煤尘污染的防治
煤尘防治的原则: ①抑尘,提高入厂毛煤水分;
②降尘,用喷雾洒水的方法使形成的煤尘,或无扩散
的浮游煤尘,从空气中沉降; ③除尘,使用除尘器或
通过风、物理化学其它除尘措施;当作业点煤尘量超
过标准规范时,工作人员要配带防尘罩。

贮煤场煤尘抑制:在贮煤场内对煤堆应采用投
资较少、管理方便的喷雾洒水。

为提高抑尘效果,洒
水雾粒直径应与煤尘颗粒相近,以便增加煤尘重量
和微粒相互粘结,达到迅速沉降目的。

贮煤场主要
的设备有堆料机、取料机和皮带输送机,可采用水沟
式移动洒水系统进行湿式喷雾除尘。

喷头和水泵安
装在堆、取料机上,沿煤堆方向边运行边洒水。

装卸
时应尽量降低装卸高度,减小装卸起尘量。

选煤车间的煤尘抑制:在选煤车间内可以设置
局部除尘器。

或采取不定点喷雾的方法,即在堆取
料机斗轮和末煤仓上方安装压力软管喷嘴,随机行
走和移动皮带喷雾降尘。

也可以采用转化成煤泥水
处理的方法,在储煤场和原煤皮带机尾最低处设水
窝,收集喷雾水,在筛分破碎车间、准备筛分车间建
煤泥水池,收集冲击式除尘器煤尘湿化的稀释水以
及走廊扫水。

水窝和煤泥水池的煤泥水池用泵排送
至集中水池,进入煤泥水系统。

要严把喷雾除尘的
管理,除尘工作专人管理。

2 . 2选煤厂噪声的防治
控制噪声污染的根本途径是控制声源。

此外,
还可以从传播途径、接受者方面来降低噪声。

声源控制:措施主要有以下几种:安装消声器;
吸声处理;减振、隔振处理。

在选购新设备时,除要考虑设备的技术先进性、经济合理性,还应考虑设备
的防噪性,以尽可能地从源头消除噪声。

传播途径和接受者的控制:在传播途径上采用
具有吸收性能的材料对噪声进行阻隔、吸收和消除;
也可以采用改变方向和设置屏障等措施。

接受者的控制,加强劳动者的保护,对处于强噪声污染环境中
的操作者,可通过佩戴各种护耳器来保护听力。

2 . 3药剂污染的防治
对有刺激性或特殊味道的药剂,取药时要尽可
能不让鼻孔直对药剂,同时要加戴口罩,还应加强室内通风,使空气中药剂的浓度尽可能地降低到最小;
对有腐蚀性、毒性的药剂,在添加时,一定要避免直
接接触药剂,并要养成加药后勤洗手的良好习惯。

在煤泥水处理过程中应该尽量采用安全无害,无二次污染的絮凝剂。

2 . 4选煤废水煤泥和矸石污染的防治
选煤废水防治的最佳手段就是实现厂内洗水完
全闭路循环,要求建立事故池,当厂内发生事故时, 使煤泥水不外排;建立煤泥水恶化的处理系统,以使恶化的煤泥水经深度处理继续使用,使选煤厂真正实现厂内洗水完全闭路循环。

选煤煤泥及矸石对环境的污染主要是渗滤液的
污染,选煤煤泥及矸石堆放厂地必须进行特殊处理, 以便对渗滤液进行回收处理,避免对周围土壤及水源的污染。