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時間:2014-06-03 10:22:20
作者:世邦機器
磷石膏是生產(chǎn)磷肥的廢渣,即用硫酸與磷礦石反應(yīng),濕法生產(chǎn)磷酸時所得的副產(chǎn)品,其主要的化學(xué)成分是硫酸鈣。
我國磷肥生產(chǎn)始于20世紀(jì)40年代,但真正屬于工業(yè)化生產(chǎn)是在50年代,磷石膏生產(chǎn)線雖然起步早于氮肥,但發(fā)展速度卻不如我國氮肥工業(yè)。近5年是磷肥工業(yè)由低效肥向高效肥快速轉(zhuǎn)變的時期。其中磷是用量非常大的兩大營養(yǎng)元素之一,表1-1為我國目前所用含磷養(yǎng)分化肥的濃度。
磷酸銨、重過磷酸鈣等高效磷肥是我國化肥工業(yè)今后發(fā)展的主要品種。到2005年,磷酸銨、重過磷酸鈣等產(chǎn)品就已達(dá)到磷肥總量的51%。目前我國每年使用磷肥850萬t,其中國產(chǎn)600萬t,其余從國外進口。因此,磷肥是國家鼓勵發(fā)展的肥料品種,還有較大的發(fā)展空間。生產(chǎn)磷酸銨、重過磷酸鈣等高效磷肥都需要以磷酸為原料。根據(jù)生產(chǎn)方法磷酸可分為熱法磷酸和濕法磷酸。熱法磷酸純度很高,但成本也很高。由于經(jīng)濟原因,用于生產(chǎn)磷(復(fù))肥的磷酸,大多用濕法磷酸。
從廣義上講,凡是用酸分解磷礦制成的磷酸,可統(tǒng)稱為濕法磷酸。磷石膏生產(chǎn)設(shè)備每生產(chǎn)1t磷酸就要產(chǎn)生4~5t磷石膏。磷石膏的主要成分是二水硫酸鈣,根據(jù)生產(chǎn)工藝中反應(yīng)溫度、sO;濃度、P205濃度、反應(yīng)時間等參數(shù)的不同,分子式中結(jié)晶水的數(shù)量m可為2、1/2、0,但因在較寬范圍生產(chǎn)控制條件下,二水物向無水物轉(zhuǎn)化速率極慢,所以m=0的情況不必考慮。按磷石膏的結(jié)晶水分類,濕法磷酸工藝可分為二水法、半水法、半水一二水法、二水一半水法。每一種工藝又有不同的工藝技術(shù)與工藝流程。表1-2為世界主要濕法磷酸工藝概況,全世界,尤其是我國,無論是建廠套數(shù),還是生產(chǎn)能力,二水法工藝都占絕大多數(shù)。所以國內(nèi)外對結(jié)晶產(chǎn)物研究較多的是二水法工藝排放的以二水石膏狀態(tài)存在的磷石膏。從表l一4可知云南省磷酸行業(yè)的快速發(fā)展將促進磷石膏產(chǎn)量的急速增長。
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濕法排渣,避免了在干法排渣運輸過程中的二次污染,磷石膏生產(chǎn)線有利于實現(xiàn)磷酸的清潔生產(chǎn),濕法渣場實際上已成為磷酸裝置的一部分。
隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,我國的磷石膏成為化學(xué)工業(yè)中排放量非常大的廢料,對大氣和地下水造成污染威脅尤為突出和日益嚴(yán)重,到目前為止,還沒有得到很好地利用,絕大多數(shù)磷石膏被當(dāng)作廢物丟棄。
利用磷石膏生產(chǎn)元素硫?qū)α蛸Y源缺乏的國家和地區(qū)具有吸引力。19世紀(jì)60年代末,德國建成一套用磷石膏生產(chǎn)元素硫的工業(yè)試驗裝置,70年代末巴西也開發(fā)了類似的生產(chǎn)方法,印度已有兩家公司應(yīng)用了巴西開發(fā)的生產(chǎn)方法,建成了中型生產(chǎn)裝置。
國內(nèi)磷石膏品質(zhì)一般波動較大,采用石灰中和預(yù)處理工藝時,需要對磷石膏進行預(yù)均勻化處理。
我國采用石灰中和工藝直接轉(zhuǎn)化磷石膏,方法簡單,用pH值在4-5之間控制中和程度,炒制出的熟石膏符合建筑石膏要求,用以生產(chǎn)多孔條板作為內(nèi)隔墻。
第二步是經(jīng)過濾分離,含硫酸銨的母液與氯化鉀反應(yīng),在適宜的條件下生成硫酸鉀。在磷石膏兩步法制備硫酸鉀的過程中,有碳酸鈣副產(chǎn)物產(chǎn)生。