湿法磷酸副产氟硅酸制备冰晶石的降硅试验探讨

我国湿法磷酸净化技术的现状和发展

我国湿法磷酸净化技术的现状和发展 摘要：详细阐述了湿法磷酸净化的常用方法及优缺点。介绍了国内湿法磷酸净化的研究现状和进展。并提出了今后开展湿法磷酸净化技术产业化的建议。 关键词：湿法磷酸；净化技术 Current research status and development of purification technology of wet——process phosphoric acid in our country Abstract：The commonly used methods for purifying wet—process phosphoric acid(WPA)and their advantages and disadvantages were summarized．Development in research on purification of wet—process phosphoric acid was introduced briefly. Some suggestions to the industrialization of wet—process phosphoric acid purification is give. Key words：wet—process phosphoric acid；purification technology 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，热法工艺虽能够制取高纯磷酸，但由于热法工艺电耗大、成本高，生产过程产生大量粉尘和有毒气体，因此，许多国家都力图通过净化湿法磷酸来制取高纯磷酸。湿法净化生产工业级产品能耗远低于热法路线，近年来，由于硫磺供应充足，硫酸价格连年下降，导致湿法磷酸生产成本也持续下降，在能源价格上浮时具有更强的竞争力。因此，湿法磷酸在化工行业越来越受到关注。 湿法磷酸来源广泛，生产成本较低，但由于杂质含量较高，因而主要用于磷肥生产行业。湿法磷酸经过净化精制以后，可以达到热法磷酸的标准，可代替热法磷酸生产工业级或食品级磷酸盐产品。这不仅可以大幅度降低能源消耗提高企业经济效益，而且精制后的磷酸残液还可用来生产肥料，实现资源的综合利用。因此，净化湿法磷酸技术的开发研究也越来越受关注。本文通过介绍国内外有关湿法磷酸净化的研究状况，以便促进国内湿法磷酸净化技术的开发利用。 湿法磷酸净化方法概述 湿法磷酸中的杂质主要来自原料磷矿和硫酸，少量来自生产过程中添加的各种药剂，以及设备与管道的磨蚀和腐蚀。湿法磷酸中的杂质主要是氟、镁、铁、铝、硅、硫酸根等，有时还岔有有机物及磷矿浮选过程中的药剂，以及磷酸腐蚀萃取设备产生的其它金属杂质，这 种粗磷酸仅可直接用于磷复肥的生产，若生产精细磷酸盐产品，必须净化除杂。湿法磷酸中杂质种类繁多，杂质的理化性质差异很大，用任何单一的方法都不能深度地脱除所有杂质。因此，针对杂质的特点，业内已开发出许多种净化方法。这些方法可归纳为2大类，即物理净化方法和化学净化方法。现分别对其个方法进行阐述。 1.1 物理净化方法 湿法磷酸净化最基本的方法是通过静置或其它物理(机械)方法除去悬浮物的简单澄清法，如溶剂沉淀净化、陈化一澄清净化、有机溶剂萃取法等。 （1）溶剂沉淀法溶剂沉淀法是在湿法磷酸中加入与水完全互溶的溶剂(如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等)以及少量的氨，使所含的杂质离子形成不溶性的金属磷酸铵络合物与氟化物自液相析出，固液分离后通过蒸馏溶剂可得净化酸。该法优点：只需简单的溶解操作就可达到较高的收率，废液量少，磷酸盐沉渣可作肥料用，溶剂为通用型，多数价廉。缺点：磷酸与溶剂的分离需蒸馏，能耗大(以碱进行反萃时例外)，且溶剂回收时有一定损失，杂质去除率不高。 （2）陈化一澄清净化方法湿法磷酸生产出来时除含有固体杂质外，其中的许多溶 解性杂质由于在贮存条件下处于过饱和状态，因此，会有淤渣继续沉淀，即存在“继沉淀”现象这种“继沉淀”的数量和持续的时问因磷矿来源和生产方法不同而存在差别。陈化一澄

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。

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（PO 4） 2 ?CaF 2 ]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： Ca 5F(PO 4 ) 3 ＋5H 2 SO 4 ＋5nH 2 O===3H 3 PO 4 ＋5CaSO 4 ·nH 2 O＋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： Ca 5F(PO 4 ) 3 ＋7H 3 PO 4=== 5Ca(H 2 PO 4 ) 2 ＋HF↑ 这一步称为预分解。预分解是防止磷矿粉直接与浓硫酸反应，避免反应过于猛烈而使生成的硫酸钙覆盖于矿粉表面，阻碍磷矿进一步分解，同时也防止生成难于过滤的细小硫酸钙。 第二步为上述的磷酸一钙料浆与稍过量的硫酸反应生成硫酸钙结晶与磷酸溶液： Ca(H 2PO 4 ) 2 ＋5H 2 SO 4 ＋5nH 2 O===5CaSO 4 ·nH 2 O＋10H 3 PO 4 硫酸钙可以三种不同的水合结晶形态从磷酸溶液中沉淀出来，其生成条件主要取决于磷酸溶液中的磷酸浓度、温度以及游离硫酸浓度。根据生产条件的不同， 可以生成二水硫酸钙(CaSO 4·2H 2 O)、半水硫酸钙(CaSO 4 · 2 1 H 2 O)和无水硫酸钙 (CaSO 4)三种，故上述CaSO 4 ·nH 2 O中的n可以等于2、 2 1 或0。相应地生产中有

湿法磷酸净化技术研究现状及发展方向_钟本和

湿法磷酸净化技术研究现状及发展方向 钟本和,李　军,郭孝东,吴德桥 (四川大学化工学院,四川成都610065) 摘　要:综述了湿法磷酸净化的常用方法及优缺点。介绍了典型的溶剂萃取法工业化流程以及国内外溶剂萃取法的研究现状。着重阐述了中国新开发的两套溶剂萃取法净化湿法磷酸新工艺,并比较了两套装置的异同。得 出结论:中国新开发的溶剂萃取法净化湿法磷酸新工艺,流程短,投资少,生产成本低,硫酸根(S O 2-4 )脱除彻底,五氧化二磷(P 2O 5)利用率高,并且具有自主知识产权,应用前景广阔。 关键词:湿法磷酸;净化;新工艺;溶剂萃取 中图分类号:T Q 126.35 文献标识码:A 文章编号:1006-4990(2008)02-0009-04 C u r r e n t r e s e a r c h s t a t u s a n dd e v e l o p m e n t d i r e c t i o n o f p u r i f i c a t i o nt e c h n o l o g y o f w e t -p r o c e s s p h o s p h o r i c a c i d Z h o n g B e n h e ,L i J u n ,G u o X i a o d o n g ,W u D e q i a o (S c h o o l o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,S i c h u a nU n i v e r s i t y ,C h e n g d u 610065,C h i n a ) A b s t r a c t :T h e c o m m o n l y u s e d m e t h o d s f o r p u r i f y i n g w e t -p r o c e s s p h o s p h o r i ca c i d(WP A )a n dt h e i r a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s w e r e s u m m a r i z e d .I n d u s t r i a l i z e d p r o c e s s f l o wo f s e v e r a l t y p i c a l o f s o l v e n t e x t r a c t i o n m e t h o d s a n d t h e i r c u r r e n t r e s e a r c h s t a t u s i nC h i n a a n da b r o a d w e r e i n t r o d u c e d .E s p e c i a l l y ,t w o n e w l y d e v e l o p e dp u r i f i c a t i o nt e c h n o l o g i e s f o r WP Ab y s o l v e n t e x t r a c t i o nm e t h o d i n C h i n a w e r e i n t r o d u c e d i n d e t a i l .F r o mt h e c o m p a r i s o no f t h e d i f f e r e n c e s a n ds i m i l a r i t i e s o f t h e a b o v e m e n t i o n e d t w o t e c h n o l o g i e s ,c o n c l u s i o n s w e r e r e a c h e d :t h e n e wt e c h n o l o g i e s a r eo f s h o r t w o r k i n gp r o c e s s ,l e s s i n v e s t -m e n t ,l o wp r o d u c t i o n c o s t ,e f f i c i e n t l y e l i m i n a t i o n o f S O 2-4a n d h i g h r e c o v e r y o f P 2O 5; a n d t h e y h a v e w i d e a p p l i c a t i o n p r o s p e c t w i t hp r o p r i e t a r y i n t e l l e c t u a l p r o p e r t y r i g h t s . K e yw o r d s :w e 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 ;n e wt e c h n o l o g y ;s o l v e n t e x t r a c t i o n 热法工艺能够制取高纯磷酸,但由于热法工艺电耗大、成本高,生产过程产生大量粉尘和有毒气体,因此,许多国家都力图通过净化湿法磷酸来制取高纯磷酸。近几十年,人们在这一领域已做了相当多的研究工作。 1　湿法磷酸净化方法概述 1.1　化学沉淀法 化学沉淀法是指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。该法优点:工艺流程简单,操作控制要求不高,投资小,生产成本低。缺点:净化深度不够,同时引入了其他离子,给深度净化带来新的麻烦。1.2　溶剂沉淀法 溶剂沉淀法是在湿法磷酸中加入与水完全互溶 的溶剂(如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等)以及少量的氨,使所含的杂质离子形成不溶性的金属磷酸铵络合物与氟化物自液相析出,固液分离后通过蒸馏溶剂可得净化酸。该法优点:只需简单的溶解操作就可达到较高的收率,废液量少,磷酸盐沉渣可作肥料用,溶剂为通用型,多数价廉。缺点:磷酸与溶剂的分离需蒸馏,能耗大(以碱进行反萃时例外),且溶剂回收时有一定损失,杂质去除率不高。1.3　离子交换树脂法 离子交换树脂法是指用强酸性离子交换树脂处理湿法磷酸,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C a (H 2P O 4)·22H 2O 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。其优点是操作控制简单,净化酸纯度高。缺点是树脂用量大,且需再生处理,一般只限于阳离 9 第40卷第2期2008年2月 无机盐工业 I N O R G A N I CC H E M I C A L S I N D U S T R Y

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。磷酸生产的同时产生了新的废渣，因此磷石膏的开发利用是每一个磷酸生产厂家急需解决的难题。 2 硝酸法磷酸 硝酸法磷酸的反应式如下： Ca5F（PO4）3+10HO3+溶液=3H3PO4+HF+5Ca（N03）Cl2+溶液 硝酸法磷酸的路线曾出现过两种工艺，一种是由美国圣保罗氨翻品公司（St.Paul.Ammonia Prouducts Inc.）于60年代开发的。此工艺通过冷冻结晶，分离酸解液中95%的硝酸钙，其余的钙以硫酸形式除去。其中的硝酸则以硝酸钡的形式沉淀除去，而硝酸钡则采用氨和二氧化碳处理，回收碳酸钡循环利用，其中生成的硝酸铵则作为副产肥料出售。另一种方法则是由挪威电化厂（Norsk Hydro）开发的。该方法前部分与奥达法相同，用硫酸处理奥达法出来的部分分离了硝酸钙的磷酸溶液以硫酸钙沉淀除去其中的钙，再用真空蒸发的方法除去磷酸，蒸发过程中磷酸浓缩至60%-65%P2O5浓度，其磷酸产品可用于生产饲料级磷酸盐。回收的硝酸可循环用于分解磷矿。 硝酸分解磷矿的工艺路线中磷酸并非是作为最终产品的，因为磷酸分解磷矿后形成的硝酸钙难以被完全分离。通常是除去部分硝酸钙后制成含氮和磷或者含氮、磷和钾的二元或三元复合肥料。 硝酸分解磷矿后形成的硝酸钙与磷酸不易分离，两种方法均带来了不同杂质，在分离过程中工艺复杂，增加了新的能耗，由于对其经济性有争议，也是现在未见有大规模工业化生产装置出现的原因。 3 盐酸法磷酸 盐酸分解磷矿最早的专利发表于1935年。以色列矿业公司（IMI）于20世纪50年代末至60年代初开发的采用醇类溶剂液-液萃取以分离磷酸和氯化钙的专利技术被证明是行之有效的，并最早得到了工业化。 2010年第7期 2010年7月 化学工程与装备 Chemical Engineering & Equipment

湿法磷酸净化技术

湿法磷酸净化技术 1 国内外磷酸盐现状和发展 1.1 国内湿法磷酸盐 20世纪60年代末70年代初，为了满足国内兴起的合成洗涤工业发展的需要，原轻工部投资和扶持国内企业新建了十几条化学净化WPA(湿法磷酸)生产线制造STPP(三聚磷酸钠、磷酸五钠、五钠)，缓解了合成洗涤粉所需STPP完全依赖进口的局面，部分企业的产品质量达到了GB9983—88一级和优级品标准，超过了国外同类产品的先进水平。该技术填补了国内空白。同期国内一些厂家使用WPA净化技术，制造磷酸二氢钠(MSP)、磷酸氢二钠(DSP)、磷酸三钠(TSP)等。 因为WPA含有多种杂质，且有浓度低、腐蚀性较强等弱点，用它制造饲料、工业级磷酸盐与PA(热法磷酸)比：净化除杂质工艺流程长，技术难度大、要求高，设备腐蚀严重；生产和净化WPA生成的磷石膏、废气和磷肥造成生产环境差，还需要投入资金治理和回收；工程总投资比以P4(黄磷)为原料的大。加之20世纪80年代受小P4兴起的冲击，所以国内WPA净化技术未得到创新和发展。 1.2 国内P4及磷化工的兴起 20世纪80年代，受改革开放的影响，国内P4及磷化工产品市场需求急剧增长；与此同时一些发达国家和地区，因受能源危机及其价格不断上涨的冲击，则对高耗能P4及其下游产品由制造转而从国际市场购买为主；具有技术和市场优势的一些公司借中国开放初期的优惠政策和廉价的资源、能源等，纷纷来华投资建厂。受国内外磷化工产品市场需求的拉动和投资影响，云、贵、川、鄂4省部分山区利用小水电大力发展高能耗的小P4。因生产P4的主要原料磷矿和电就地取材，价格低廉，所以制造的P4堪称价廉物美且货源充足。 以P4为原料加工磷酸盐产品具有工艺路线短且技术简单，装置投资少，无废渣、废水排放，产品质量稳定，制造成本低等优点，所以P4产地和非产地的磷制品企业纷纷扩产或新建厂，生产市场需求量大且畅销的STPP、有机磷等产品。到20世纪末，我国P4及其磷酸盐产量已达到300多万吨，其中P4、STPP、DCP(磷酸二钙)等产量和出口贸易量均居世界首位。 1.3 国外磷化工的发展 20世纪70年代因能源危机的影响，西欧、美国、日本、前苏联等发达国家对高能耗的P4生产采取限制、淘汰或关停并转，一些磷酸盐制造商加大了对WPA 净化的研究和开发，使低能耗WPA净化新技术实现了产业化，用净化湿法磷酸(PPA)替代PA和以PA为原料生产磷酸盐产品。 1.4 国内磷化工业现状和发展 1)现状。因为P4属资源型、高耗能、重污染的产品，所以黄磷行业目前已成为国家8个限制性发展产业之一。目前能源、原材料和电力价格不断上涨，已无原材料和(或)电力优势的小P4及磷酸盐生产厂家经营困难，或受国家产业政

湿法净化磷酸与热法磷酸工艺比较

证明技术上确有必要的资料 食品添加剂磷酸的国家标准“GB 3149”最早于1982年编制。由于当时我国湿法磷酸工艺较为落后，得到的磷酸仅能用于生产化肥，食品级磷酸的生产均是采用黄磷氧化生产（称为热法），因此GB 3149在“适用范围”中限定“本标准适用于热法生产的食品添加剂磷酸”。尽管该标准在1992年和2004年先后进行了修订，但是由于我国湿法磷酸净化技术发展滞后，直到现行的2004年版均在“适用范围”中保留这一限定。 热法磷酸是公认的高耗能产品，当今全球的黄磷90%由中国生产。20世纪70年代以来，国外主要磷酸生产即以湿法为主，食品级磷酸也主要采用湿法磷酸净化得到，因此美国、日本和欧盟等国家和地区的食品级磷酸并未限定生产工艺。2006年，瓮福集团引进以色列湿法磷酸净化技术并通过吸收、再创新在国内首家实现了食品添加剂磷酸（湿法）的生产，产品品质不仅达到《GB 3149-2004 食品添加剂磷酸》的要求，也达到了美国食品和药品监督管理局（FDA）颁布的2014版《美国联邦法规》和《美国食品化学法典(第8版)》、《日本食品添加剂公定书》等国外食品级磷酸的质量要求。湿法净化磷酸生产能耗低、成本低，并且产品品质稳定，是一种理想的食品级磷酸生产工艺。 食品添加剂磷酸（湿法）作为酸度调节剂在食品加工中加入，释放H+，同时PO 4 3-与重金属离子络合，降低碱性离子，以维持或改变食品酸碱度。在食品加工中加入磷酸，形成的磷酸盐有较强的缓冲能力，能够使pH值维持在很精确的范围内，使食品结构稳定。 1 磷酸（湿法）与热法磷酸生产工艺简介 1.1 热法磷酸生产工艺描述 热法磷酸是将磷矿用焦炭在电炉中将磷还原为黄磷，再将黄磷与空气中的氧 反应生成磷酸酐(P 2O 5 )，磷酸酐通过水合得到热法磷酸，热法磷酸再经过脱砷处 理，得到食品添加剂磷酸。

湿法磷酸

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。 球磨 1、岗位任务 将火车从外部运来的粒度≦25㎜、P2O5含量大于31%的磷矿石储存、运输、研磨成80%过100目、含固量为65—68%的合格矿浆送到萃取系统。 2、管理规范 负责从装载机倒运磷矿入斗到矿浆泵之间的所用设备、仪表、管线及建筑物，以及岗位所属设备和环境卫生。 3、工艺流程

3．1、工艺流程简图 装载机→磷矿储斗→皮带输送机→皮带运输机→魔头仓→电子皮带称→球磨机→滚筒筛→地下矿浆泵→矿浆槽→矿浆泵→萃取系统。 3．2、工艺描述 运至厂内的粒度≦25㎜、含水量﹤10%的磷矿石储存于堆场，由装载机加入磷矿磷矿储斗，经过皮带机送入磨头仓内，磷矿通过电子皮带秤称重计量后加入球磨机，进行研磨。所需水量，由电磁流量计与调节阀组成的用水计量系统根据磷矿含水量和加入矿量的多少，按一定比例把水加入磨机内。其中极大部分水从磨机头加入，小部分水根据密度测定结果，从滚筒筛中加入适量的水，以控制矿浆含水量在32—35%，磨好的矿浆经过滚筒筛筛出大颗粒矿石，由手推车外运，筛下合格矿浆流入地坑内，用地下矿浆泵送至磷矿浆储槽内，在由矿浆给料泵送至萃取槽，系统内产生的污水储存在污水地坑内，由污水泵打至磨机头部，循环使用。 3．2、工艺指标 （1）矿浆含固量 65-68% （2）矿浆含粒度 80%过100目 （3）矿浆储槽液位 60-80%（不超过90%） 浓密

湿法磷酸工艺

目录 一、工艺简介 二、工艺流程 三、设备简介 四、仪表自动化 五、节能减排 湿法磷酸 一、工艺简介 湿法磷酸工艺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。湿法磷酸成本低，净化后，产品纯度高。我们的模型设计所采取的是硫酸法湿法磷酸，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。其特点是技术成熟、操作稳定可靠、对矿石的适应性强。 二、工艺流程 由磷矿石和硫酸在反应釜内反应生成的含部分悬浮固体颗粒的稀磷酸流出后经过沉降槽的沉淀澄清进行固液分离，上层的清流溢流脱硫塔，其中的杂质与塔内的净化剂反应生成沉淀并脱除其有机质及色素。料浆经料浆输送泵输送至过滤槽。过滤后的磷酸进入第二阶段的净化，其废渣用于生产TAP 或TSP 。 过滤后的生成物进入萃取塔，同时萃取剂TBP 逆向加入到萃取塔中，二者相互分散接触充分混合，大部分的磷酸与萃取剂形成有机相，杂质进入萃余酸中，从塔底排出。有机相用泵送至洗涤塔进行洗涤，其有机相进入反萃塔，脱盐水从反萃塔上部加入，二者在震动筛板的搅动下充分混合，有机相中的磷酸被反萃至水相，得到23%P2O5左右浓度的净化磷酸。分离后的萃取剂进入萃取塔中循环使用。 2800吨给进下一工段，剩余磷酸进入浓缩室，经过加热浓缩得到成品磷酸。

三、设备一览表 四、主要设备 1、反应釜 反应釜内部有四个槽，从一号槽开始反应，依次经过二、三、四号槽，每槽反应3h，由四号槽出料。以此实现磷酸生产的连续进行。在反应釜中各反应槽内均有以电动机为动力的搅拌器来加速反应的进行。釜底采用倒锥形装置，以利于反应废渣的排出。 2、沉降槽 挡板式沉降槽，槽内含有多层挡板，互相平行，以利于固液分离，用液下泵为液体到达脱硫槽提供动力。沉降下去的固体通过倒锥形槽底流经管道回到反应釜。 3、萃取塔 萃取塔是往复式振动筛板塔，轻组分的萃取剂由槽底逆向进入，并且上

30万吨湿法磷酸生产操作规程

30万吨湿法磷酸生产操作规程作 规 程 二零一零年七月 目录 第一章：萃取岗位操作规程 第二章：过滤岗位操作规程 第三章：浓缩岗位操作规程 第四章：输酸岗位操作规程 第五章：循环水及尾洗岗位操作规程

第一章：萃取岗位操作规程 第一节：岗位任务和岗位管辖范畴 1.岗位任务： 1.1 制取易于过滤的反应料浆； 1.2 努力提升P2O5萃取率、洗涤率； 1.3 本岗位的设备爱护和完善； 1.4 本岗位的清理卫生； 1.5 按时取样分析取料浆液固比、液相SO3浓度等指标； 1.6 将过滤分离后的液相按要求送到指定地点； 1.7制取合格的成品磷酸供后工段生产和磷石膏水分合格。 2. 岗位管辖范畴： 从精矿槽的出口阀起，到反应槽、消化槽；料浆出口至过滤进口阀门；所有滤洗液槽；包括现场所有设备和建筑物。 第二节：工艺原理及流程概述

1.工艺原理： 在合适的工艺条件下，硫酸和磷矿进行反应，通过过滤机过滤，通过错气盘和气液分离器，由气液分离器来的滤液、初滤液、一洗液、二洗液、三洗液，经大气腿进入相应的滤洗液中间槽，用循环水、热水、蒸汽作冲盘水，冲洗滤布的含石膏废水输送至二洗，二洗液用泵输送至一洗，一洗液（包括初滤液或部分滤液）去萃取槽，滤液至成品酸库，来自大气冷凝器不凝性气体进入真空泵，获得过滤机所需真空度，气体排空，真空泵冷却水去循环水池，大气冷凝器出水进入循环水回流管，流至凉水塔。 2. 湿法磷酸生产的化学反应 用酸分解磷矿制得的磷酸称为湿法磷酸，硫酸分解磷矿生产磷酸溶液和难溶性的硫酸钙结晶，其总化学反应式如下： Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O=3H3PO4+5CaSO4·nH2O+HF ↑ 反应分两步进行，第一步是磷矿和循环料浆（或反回系统的磷酸）进行预分解反应，磷矿第一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 ↑ 预分解可防止磷矿与浓硫酸直截了当反应，幸免在磷矿粒子表面生成硫酸钙薄膜而阻碍磷矿的进一步分解，同时也有利于硫酸钙过饱和度的降低。 第二步反应，磷酸一钙与稍过量的硫酸反应生产硫酸钙结晶与磷酸溶液 5Ca(H2PO4)2+5H2SO4+5nH2O=5CaSO4·nH2O+10H3PO4 硫酸钙能够三种不同的水合结晶形状从磷酸溶液中沉淀出来，其生成条件要紧取决于磷酸溶液中的磷酸浓度、温度以及游离硫酸浓度，按照生 产条件可产生二水硫酸钙（CaSO4·2H2O ）半水硫酸钙（CaSO4·1 2 H2O ）和无水硫酸钙（CaSO4）三种晶型。 其中：反应生成的HF 与磷矿中的SiO2生产H2SiF6 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O H2SiF6+SiO2=3SiF4↑+2H2O