湿法磷酸的详细数据收集
基本介绍中文名:湿法磷酸类型:生产中最基本的方法:用无机酸分解磷矿粉特点:产品纯度高概述、生产工艺、硝酸法、盐酸法、硫酸法，总结湿法生产就是用无机酸分解磷矿粉，分离粗磷酸，净化后再制成磷酸产品。湿法磷酸的成本比热法磷酸低20%~30%，经适当提纯后，产品纯度可与热法磷酸相当。湿法磷酸在磷酸生产中处于主导地位。根据所用无机酸的不同，湿法磷酸工艺可分为硫酸法、硝酸法和盐酸法。矿石分解反应式如下:ca5f(po4)3+10 HNO 3 = = 3 h3po 4+5ca(NO3)2+HF？(1-1)Ca5F(PO4)3+10 HCl = = 3 h3po 4+5 CaCl 2+HF？(1-2)Ca5F(PO4)3+5h2so 4+nH2O = = 3 h3po 4+5Ca so 4 nH2O+HF？(1-3)这些反应的共同特点是都能生成磷酸。但磷矿中钙生成的钙盐有不同的形态，各有特点。反应终止后，如何经济地分离钙盐并生产磷酸是问题的关键。据此，湿法磷酸的生产工艺可分为无水法、半水法、二水法和半水法-二水法。其中，二水法由于技术成熟、运行稳定可靠、对矿石适应性强，在湿法磷酸工艺中占主导地位。我国80%以上的磷酸是由湿法磷酸二水合物工艺生产的。二水物法具有工艺简单、技术成熟、矿石类型适应性强的特点，特别适用于中低品位矿石，在湿法磷酸生产中占据主导地位。生产工艺硝酸法最早由奥达公司开发，称为奥达法。磷矿用硝酸分解生成磷酸和水溶性硝酸钙，再用冷冻、溶剂萃取、离子交换分离硝酸钙。受硝酸价格、能耗高、流程长的影响，工业上很少使用。盐酸法60年代初，以色列矿业工程公司(I.M.I)开发了著名的IMI法，首次实现了盐酸法生产磷酸的工业化[5]。磷矿与盐酸反应生成磷酸和氯化钙的水溶液，然后用有机溶剂(如脂肪醇、丙酮、磷酸三烷基酯、胺或酰胺)萃取分离磷酸。但该方法存在工艺复杂、副产物氯化钙难以经济回收等问题。硫酸法的特点是矿石分解产物磷酸为液相，副产物硫酸钙为固相，溶解度很小。两者的分离是简单的液固分离，具有其他工艺不可比拟的优势。因此，硫酸生产磷酸的工艺在湿法磷酸生产中处于主导地位。但其产生的大量磷石膏废渣不能得到有效利用，三废问题严重。反应式(1-3)中n的值取决于硫酸钙晶体的形式，可以是0，1/2，2。无水硫酸钙(CaSO4)、半水硫酸钙(caso 4·0·5h2o)和二水硫酸钙(CaSO4 2H2O)可以在不同的反应温度和磷酸浓度下产生。二水合物法仍然存在一些不可克服的缺陷。由于加工工艺粗放，矿石中大部分有害杂质进入磷酸。特别是氟，一旦进入液相就很难分离。更为严重的是，产生了大量的磷石膏废料，造成了严重的污染和浪费。因此，陈学希等人[31]通过研究改进了现有的工艺流程，分两步进行反应。第一步:用磷酸浸出磷矿，通过控制化学反应的条件，减少化学反应本身对目标产物的污染。磷酸与磷矿的主要反应方程式如下:ca5f(po4)3+7h3po 4+5h2o→5ca(h2po 4)2 H2O+HF？(1-4)第二步:提供适宜的结晶条件，从而显著降低杂质含量，特别是副产物磷石膏中的磷含量，提高磷回收率，使磷石膏满足建材生产的要求，从源头上解决磷石膏污染问题。硫酸的电离反应可以瞬间完成:Ca(h2po 4)2 H2O+h2so 4+(N-1)H2O→caso 4·NH2O？+2HPO4 (1-5)分步反应法，与传统的“先污染后治理”的思路完全不同，符合绿色化学的基本原理和可持续发展战略的要求。第二种方法需要在实践中检验。