工業(yè)磷酸是磷酸鹽工業(yè)的主要生產原料,磷化工生產能否達到國家希望的綠色環(huán)保及節(jié)能減排要求,
工業(yè)磷酸廠家分享主要是解決好目前工業(yè)磷酸生產所采用的熱法(黃磷法)或濕法磷酸+濕法磷酸精制工藝所存在的環(huán)境破壞嚴重,能耗高,生產成本高等問題,以及只能使用僅占我國磷礦資源儲量8%的高品位磷礦問題。本文從對環(huán)境的影響、能源消耗以及投資強度和制造成本四個方面對傳統(tǒng)的濕法磷酸、熱法磷酸工藝和JCKPA窯法磷酸工藝進行對比分析,研究結果表明,JCKPA窯法磷酸新工藝在綠色環(huán)保、節(jié)能減排以及裝置單位投資強度、生產成本及磷資源利用方面均克服了傳統(tǒng)工業(yè)磷酸生產工藝存在的弊病,希望從國家層面上組織進行大規(guī)模推廣。
綠色環(huán)保方面
濕法磷酸
濕法磷酸是用硫酸與磷礦石進行復分解反應制得,原料硫酸中的硫除殘留在產品磷酸中的外,其余全部轉入廢渣磷石膏中,約90%的磷石膏是二水法濕法磷酸工藝所副產的。每生產1t濕法磷酸(以P2O5計),副產磷石膏約4-5t。
磷石膏中含有少量的酸、氟等有害成分,再生利用困難,通常作為廢物堆存。其中殘存的硫酸、氫氟酸是水溶性的,遇水變會轉移到水體中。氫氟酸是無色液體,有強烈的腐蝕性和毒性,牲畜飲用含氟高的水和飼料,會引起慢性中毒,長期飲用含氟量超過1.5mg/L的水,可產生氟骨癥,氟化物對人體的危害,主要使骨骼受害,,表現(xiàn)肢體活動障礙,重者骨質疏松或變形,易于自發(fā)性骨折,其次是牙齒脆弱,出現(xiàn)斑點。
目前我國絕大部分磷石膏均采用露天堆放,只有少量的得到利用。堆放的磷石膏經雨、雪水的浸漬,溶出的氟(F-、SiF62-)、磷(HPO42-、H2PO4-、PO43-)、硫(SO42-)、等對土壤、地表和地下水造成嚴重的環(huán)境污染,國家要求對磷石膏堆場須做防滲處理,使得采用濕法磷酸工藝的生產裝置投資大幅度提高,同時磷石膏堆存占用大量土地,占地費連年增加,企業(yè)的生產成本也相應增加。
經過二十幾年的高速發(fā)展,我國磷肥和飼料磷酸鹽產業(yè)磷石膏堆放量超過5億t。自2010 年起年副產磷石膏7500萬-8500萬t,其中磷肥行業(yè)6000萬-7000萬t,飼料磷酸鹽行業(yè)1500萬-2000萬t。以目前的產能產量計,到2020年我國的磷石膏堆放量或將超過10億t。巨量磷石膏的堆存除占用大面積土地外,還帶來大的環(huán)境風險,除了普遍的粉塵污染外,堆存場在極端降雨下有溢出和滑坡的風險,富含有害物質的磷石膏在雨水侵蝕后可造成地下水和土壤的污染。
目前磷石膏還沒有經濟可行的處理方法,磷石膏堆存的環(huán)保問題,成為制約濕法磷酸工藝發(fā)展的最大因素。