窑法磷酸工艺开发历程及工业化前景
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现阶段国内外制酸工艺研究报告现阶段,磷酸生产方法主要分为三种:湿法、热法(火法)、窑法。
一、湿法制酸(一)工艺及原理简介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。
湿法磷酸工艺目前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 ↑Ca5F (PO4)3 + 10HCl = 3H3PO4 + 5CaCl2 + HF ↑Ca5F(PO4)3+5H2SO4+ nH2O = 3H3PO4 +5CaSO4·nH2O +HF ↑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。
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。
现阶段,使用的比较多的是硫酸法,但在反应生成磷酸的同时副产大量的磷石膏,据最新调查研究报告结果显示:每生产一吨P2O5副产磷石膏约5吨。
目前,我国每年产生的磷石膏已超过5000万吨累计吨存量已超过2亿吨。
国家“十二五”规划明确提出要大力发展循环经济,加快组员循环利用产业发展,加强矿产资源综合利用,鼓励产业废物循环利用。
可以说,磷石膏的综合利用能否实现资源化、产业化,已成为磷肥行业可持续发展的主要制约因素之一。
(二)适用范围湿法对磷矿品位要求高,产品杂质含量高,主要用于磷复肥生产,由于其副产大量磷石膏,不仅造成硫资源浪费,还带来严重的环境问题。
二、热法制酸(一)工艺及原理简介热法磷酸的生产方法现在国内外普遍采用的均是电炉两步法,此法是将电炉还原磷矿所得的升华磷经过除尘后使磷冷却呈液态。
我国湿法磷酸《我国湿法磷酸》一、引言磷酸是化学中最重要的三大组成成分之一,是组成生物体的重要物质,也是一种重要的农药来源。
由于多种原因,我国的湿法磷酸的研究和开发比较滞后。
湿法磷酸是利用磷酸钙属性的催化反应,将磷酸溶液中的碳酸根和羧酸根等共轭分子转化为磷酸盐的工业过程。
湿法磷酸的开发和研究,不仅可以解决我国磷酸的供不应求的矛盾,而且还可以减少淡水海洋中磷酸盐的污染,还可以利用湿法磷酸的原料,如磷酸钙,磷酸钠等等,以及利用湿法磷酸本身产生的化学制品,如硝酸钾,硫酸钠,硫酸钙等,从而有助于经济发展。
二、我国湿法磷酸发展历史我国湿法磷酸的发展可以追溯到20世纪50年代,当时在我国的热风炉上,我国第一次成功开发了热风炉湿法磷酸的工艺,由中科院能源与动力机械研究所(今属北京师范大学)及中国营养学会发起的“中国磷酸工业化”研究,1965年成功实施了全国性的磷酸工业生产。
三、湿法磷酸的生产工艺(1)碱性钙溶液和碱性磷酸溶液的预处理将碱性溶液中的氢离子和氯离子进行分离,然后将其中的氢离子进行氧化,以防止滞,同时还要除去其中的杂质,如SiO2,元素性氧化物等。
(2)湿法还原反应将碱性钙溶液和碱性磷酸溶液按一定比例混合,再加入碱性氧化剂如过氧化氢,这时反应开始发生,氢离子通过还原氧化剂形成水,然后与碱性钙溶液中的碳酸根和羧酸根发生反应,形成磷酸盐。
(3)离析反应反应产物中的磷酸盐会沉淀在液体中,这时应加入适量的浓盐酸以将其从液体中提取出来,即可完成磷酸的生产。
经过离析反应后的磷酸,溶解度增加,质量更有保证,能够满足其他行业的要求。
四、湿法磷酸的研究趋势1、进一步降低温度和氧浓度,减少能耗,改善反应效果;2、开发磷酸仿生催化剂,优化湿法磷酸反应;3、采用新型循环系统,改善湿法磷酸操作条件;4、研究新型磷酸仿生催化剂,优化湿法磷酸反应;5、开发具有工业化能力的磷酸反应体系;6、研究新型磷酸化催化剂,丰富湿法技术;7、研究钠碱以及复合酸的湿法反应条件,提高磷酸溶解度。
工业磷酸工艺操作规程工业磷酸是一种非常重要的化工原料,在化工生产中具有广泛的应用。
下面是工业磷酸工艺操作规程的简要介绍。
一、工艺流程工业磷酸的生产通常采用湿法工艺。
主要的工艺流程包括:磷矿的选矿、磷酸生产、磷酸的浓缩、磷酸的提纯和磷酸的干燥。
二、操作规程1.磷矿的选矿磷矿通常通过浮选法进行选矿处理。
操作时需将磷矿石粉磨成一定的颗粒度,并与相应的药剂进行混合,然后进行浮选。
在浮选过程中,应根据矿石的不同性质,合理调整各种参数和药剂的用量,以确保矿石的分离效果。
2.磷酸的生产经过选矿处理后的磷矿经过煅烧处理得到磷酸生产的原料磷酸矿。
在磷酸生产过程中,将磷酸矿与硫酸进行反应,生成磷酸。
操作时,需控制反应过程中的温度、压力和反应时间等参数,以确保磷酸的产率和质量。
3.磷酸的浓缩磷酸生产后,通常需要进行浓缩处理,以提高磷酸的浓度。
浓缩操作通常采用蒸汽加热的方式,将磷酸溶液进行蒸汽浓缩。
在浓缩过程中,需控制浓缩器的进料流量、蒸汽量和温度等参数,以确保磷酸浓缩的效果。
4.磷酸的提纯浓缩后的磷酸通常含有一定的杂质,需要进行提纯处理。
通常采用两次结晶法进行磷酸的提纯。
操作时,应根据磷酸的溶解度曲线和结晶温度的关系,调整温度和冷却速度,以获得纯度较高的结晶磷酸。
5.磷酸的干燥在提纯后的磷酸中,还存在一定的水分,需要进行干燥处理。
常见的干燥方法包括真空干燥和空气流动干燥。
在干燥过程中,需控制干燥温度和干燥时间,以确保磷酸的干燥效果和质量。
三、设备要求进行工业磷酸生产时,需采用耐酸蚀的设备。
主要设备包括混合槽、反应釜、蒸发器、浓缩器、结晶槽和干燥器等。
设备应具备耐酸腐蚀、耐高温和耐压的性能,以适应工业磷酸生产的工艺要求。
四、安全要求在进行工业磷酸生产时,需严格执行安全操作规程和操作指导书。
操作人员应熟悉各工艺步骤和设备的操作要领,掌握危险源的识别和处理方法,保证生产过程的安全。
同时,应做好防火、防爆和防腐蚀措施,确保生产现场的安全。
我国精细磷化工产品发展现状及方向摘要:简述精细化工及磷精细化工项目背景和发展概况,精细磷化工项目建设的必要性,精细磷化工行业竞争格局分析,精细磷化工行业市场分析与建设规模,,精细磷化工行业发展趋势分析。
在分析国内外磷化工发展动向的基础上, 提出发展我国磷化工的思路, 遵循科学的发展观,要重视磷化工与其他行业配合发展;重视精细磷化工的发展;重视引用高新技术改造传统磷化工产业以提高磷化工行业总体水平。
关键字:精细化工;精细磷化工;磷肥;磷化物;磷酸;决策;国际市场;竞争I、精细化工是生产精细化学品工业的通称。
具有品种多,更新换代快,产量小,大多以间歇方式生产,具有功能性或最终使用性。
许多为复配性产品,配方等技术决定产品性能;产品质量要求高;商品性强,多数以商品名销售;技术密集高,要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究,重视技术服务;设备投资较小;附加价值率高等特点。
精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一,是新材料的重要组成部分。
精细化工产品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大,直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域。
大力发展精细化工己成为世界各国调整化学工业结构、提升化学工业产业能级和扩大经济效益的战略重点。
精细化工率(精细化工产值占化工总产值的比例)的高低己经成为衡量一个国家或地区化学工业发达程度和化工科技水平高低的重要标志。
精细化工产品的范围十分广泛,如何对精细化工产品进行分类,目前国内外也存在着不同的观点。
通常是按照结构分类。
由于同一类结构的产品,功能可以完全不同,应用对象也不同,因而按结构分不便应用。
也有按照大类属性分为精细无机化工产品、精细有机化工产品、精细高分子化工产品和精细生物化工产品四类。
这种分类方法又显得粗糙。
目前国内外较为统一的分类原则是以产品的功能来进行分类。
据日本《精细化学品年鉴》报道,1985年将精细化学品分为35类,1990年扩大为36类。
分别是:医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、粘合剂、香料、化妆品、表面活性剂、肥皂、洗涤剂、印刷油墨、有机橡胶助剂、照相感光材料、催化剂、试剂、高分子絮凝剂、石油添加剂、食品添加剂、兽药、饲料添加剂、、纸及纸浆用化学品、塑料添加剂、金属表面处理剂、芳香消臭剂、汽车用化学品、杀菌防霉剂、脂肪酸、稀土化学品、精密陶瓷、功能性高分子、生化制品、酶、增塑剂、稳定剂、混凝土外加剂、健康食品、有机电子材料等。
磷酸生产工艺大PK□中国无机盐工业协会王佩琳工业化生产磷酸主要方法有湿法净化磷酸、热法磷酸和窑法磷酸。
近年国内湿法磷酸生产企业不再单一生产磷肥用酸,而是开始走湿法酸净化,进一步向生产工业级、食品级磷酸,向磷酸盐产品的系列化方向发展。
国内自行开发的窑法磷酸有转窑法和燧道窑法两种。
湖北宝康建成了1万t/a工业性转窑法磷酸示范装置,正在试运行;湖北三新磷化公司已建成了3万t/a的燧道窑法磷酸工业装置。
本文将通过对湿法磷酸、热法磷酸、窑法磷酸生产工艺及其生产成本、竞争力的分析对比,提出今后我国工业磷酸的发展方向。
为对比不同工艺生产的磷酸制造成本,测算过程中采用统一的矿价和煤、电、水等公用工程价格,并对固定成本和折旧成本进行了统一。
工艺路线分析1.湿法净化磷酸湿法净化磷酸生产的主要特点:①95%以上用于生产高浓度磷复肥,仅有少量商品酸;②90%以上采用硫酸萃取工艺,硫酸价格对其生产成本影响较大;③装置规模大型化,30万t/a以上的装置占有较高的比例;④磷肥是支农产品,其生产原材料及公用工程如电、煤供应享受国家优惠政策,同时其产品销售也受到国家产业政策的制约;⑤我国磷肥生产主要集中在云、贵、鄂,2007年3省DAP产量占全国DAP总量的70%,MAP产量前5位的省市鄂、川、黔、云、渝合计产量占到全国MAP总量的82.6%。
我国高浓度磷复肥企业60%以上是采用硫磺制酸,多为大型骨干企业。
以DAP为例,产量在前10家的企业(合计占全国总产量的80%)中就有7家采用硫磺制酸,而云、贵、鄂、渝是缺硫地区,硫磺的价格变化对磷酸乃至磷肥的生产成本影响很大。
特别是2007年以来,受硫磺价格巨变影响,硫酸价格已上涨10倍左右,湿法磷酸企业生产成本大幅度增加,在一定程度上影响了磷肥的生产。
表1为湿法磷酸(肥料级)生产成本统计。
湿法磷酸在采用酸分解磷矿石(国内绝大多数为硫酸法)时,矿石中的铁、铝、镁等各种杂质会同时进入到磷酸产品中,萃取后的湿法磷酸浓度低,需要经过浓缩才能达到生产高浓度磷肥的质量要求,但经过浓缩的磷酸仍含有很多杂质,必须经净化除杂后才能达到工业级和食品级磷酸的要求。
襄阳市保康磷矿关键词:储量、采矿权、磷化工业、热法工艺、可持续发展、战略储备内容摘要:保康的磷矿作为襄阳的主要资源之一,对襄阳的经济发展起着重要的作用,而目前磷矿资源的开发和利用出现了一些不合理的现象,为了使磷矿资源得到合理的开发和利用,我将从磷矿的资源现状、矿山开采的基本情况、磷化工业的发展情况三个方面进行资料查询,从而提出磷化工业发展的建议。
磷矿的资源状况1、分布情况。
保康磷矿位于神农架以东,武当山以南,荆山山脉与大巴山相接高中山区,包括白竹、马桥、峰山、洞河、观音岩、武山六个矿区和十三个矿段分布面积800平方公里,矿区磷矿资源丰富,为我国磷矿主要产区之一。
2、磷矿资源储量及品位。
保康县磷矿资源的远景储量10亿吨,现已探明的地质储量3.26亿吨。
截止2004年底,经核查保康县有2.2亿吨的储量,平均品位23.54%。
磷矿资源具有储量大、矿层厚、品位高、含氯低、活性强、水文地质条件简单、顶底板稳固,易于规模开采等特点。
矿山开采的基本情况保康县磷矿开采始于1973年,一家国有企业,年生产规模1—2万吨。
1983年随着政策的开放,国有、集体、私营多种经营体制共存。
到2002年底,全县磷矿开采企业达54家,产量达202万吨。
到2004年底,通过对矿业秩序的整顿,将年产在3万吨以下的企业进行了关停整合,保留了26家磷矿开采企业,均为民营性质的有限公司。
截止2004年底,境内磷矿共设置26个采矿权,除白竹Ⅱ、Ⅲ号矿段采矿权尚未进入有偿出让外,其他25家磷矿企业都已有偿出让,经省颁发采矿许可证。
现有磷矿探矿权5家,都获得了探矿许可证,开采企业均获得营业执照和税务登记证。
现有磷矿开采设计总规模272万吨。
其中,白竹矿区3个采矿权设计规模105万吨/年,马桥矿区9个采矿权限设计规模71万吨/年,洞河矿区5个采矿权限设计规模36万吨/年,峰山矿区8个采矿权限设计规模54万吨/年,观音岩矿区2个采矿权限设计规模6万吨/年。