磷酸生產工藝淺析及窯法磷酸工藝優化改進構想

李 楓

(川化集團有限責任公司，四川 成都 610301)

0 引 言

磷(Phosphorus)，是第15號化學元素，元素符號P，是一種重要的戰略物資，其無論對于人類的生存，還是正常的社會生產生活，以及人類文明的發展進步，都有著極為重要的作用。磷在地球上的分布很廣泛，在地殼中的豐度約0.1%，有機體中也大量存在；磷通常是以磷酸鹽礦物的形式存在，無法被人類直接利用，必須通過化學的方式進行轉化，生產出各種含磷化工產品。在這一轉化過程中，最關鍵的一步是將磷礦石中的磷酸鹽轉化成磷酸或單質磷——絕大多數時候都是生產磷酸，特別是正磷酸。目前通行的生產方法，一是用無機酸(主要是硫酸)處理磷礦石，得到磷酸和硫酸鹽，稱為濕法磷酸工藝；二是先將磷礦石中的磷還原為單質磷，再將單質磷氧化成P2O5，P2O5與水反應制成磷酸，稱為熱法磷酸工藝。

濕法磷酸工藝和熱法磷酸工藝有一個共同的弊端——對環境極不友好。濕法磷酸會產生大量的磷石膏，磷石膏除了含硫酸鈣以外，還含有大量的有害雜質，通常沒有較好的方法對其進行處理及利用，濕法磷酸廠最常見的現象就是堆積如山的磷石膏；另外，磷礦中氟的處理也是難點，且由于微量雜質難以去除，濕法磷酸工藝生產的磷酸品質不高。熱法磷酸工藝最主要的問題在于能耗極高，生產噸黃磷電耗一般在13 000～15 000 kW·h，由此其生產成本顯著高于濕法磷酸工藝；同時，其排放的含氟尾氣也難以處理，生產過程中的熱量難以回收?！?br>