湿法磷酸产业的循环经济挑战

在湿法磷酸工艺生产中,由于过去的起步和发展阶段与今天的社会经济背景不能相提并论,时过境迁,所采用的工艺生产技术已经不能满足时代的要求,更与循环经济法格格不入。其主要表现在如下3 个方面。

1)磷矿中磷的利用率低

由于湿法磷酸使用的磷矿大部分为未选矿,所含杂质如铁、铝、镁等相对较高,不仅影响磷矿的萃取率,而且影响萃取磷酸的浓度,其通常浓度在16% ～20%,硫酸根浓度控制高达到3% ～5%。 尽管这样,萃取率仅有93% ～95%,因矿石中白云石含量高,造成石膏值也高,而洗涤率也仅有97% ～98.5%,大量的水溶磷以及非水溶磷被石膏带走,既浪费资源又造成环境问题。

2)硫酸消耗高(www.xing528.com)

由于所用磷矿为中品位矿,硫酸在萃取磷矿时,硫酸是与磷矿中的钙反应生成硫酸钙(石膏)而被拿走。 磷矿中的钙的组成主要是Ca5F(PO4)3中的钙、白云石CaMg(CO3)2中的钙等。前者的磷理论是要用硫酸拿走钙置换的磷酸的,而后者用硫酸沉淀钙,赶走二氧化碳却是在浪费硫酸。 还有萃取磷酸时,为了提高萃取率,往往要加过量的H2SO4,这些都会导致硫酸的浪费。

3)磷石膏堆已成灾难

随着市场经济的快速发展,湿法磷酸生产装置已再不是最早的千吨级和发展时期的万吨级规模,已经达到十万吨,乃至几十万吨级的生产规模。 一个30 万t 级P2O5的生产装置,一年需要磷矿近百万吨,硫酸80 万t,所产生的磷石膏150 余万t。 按压实堆积密度1.5 计算,一年要堆积处理106 m3。 按美国方式最佳堆积高度60 m 计算,一年需要占地20 余亩。