淤渣磷酸除杂工艺研究
碱法回收湿法磷酸萃余渣中五氧化二磷的研究
收稿日期:2020-08-12 作者简介:张耀滔(1995— )，男，硕士研究生,研究方向为结晶与萃取分离技术研究;E-mail ：544715340@,
•86-
2021年7月
张耀滔等:碱法回收湿法磷酸萃余渣中五氧化二磷的研究
第 53 卷 第 7 期 2021 年 7 月
无机盐工业 INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY
Vol.53 No.7 July,2021
环境•健康•安全
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0459
开放科学(资源服务)标志识码(OSID)
碱法回收湿法磷酸萃余渣中五氧化二磷的研究
萃余渣为白色粉末状固体，使用前置于烘箱中 于120益下干燥至恒重，取出放于干燥器中备用。 1.3.2萃余渣的碱解工艺
萃余渣经预处理后,称取10 g萃余渣,将萃余 渣加入到正在搅拌的氢氧化钠溶液中，反应完成后 将固渣与反应液过滤分离，回收含有大量P2O5的反 应液作为后续生产磷酸三钠的原料。
1.3.3实验操作 在500 mL塑料烧杯中按照不同的液固比与
NaOH 的量配制相应浓度的 NaOH 溶液, 放置于预 先设置好温度的水浴锅中并以450 r/min进行搅拌； 称取10 g萃余渣样品,缓缓加入到正在搅拌的氢氧 化钠溶液中,加料完毕后开始计时。达到预计时间后 将反应液与固渣进行过滤分离,称取反应液的质量， 测量反应液中P2O5浓度,从而计算出反应液中P2O5 的总量，并进一步计算出碱解过程中P2O5回收率。
Zhang Yaotao, Li Jun, Chen Ming, Zheng Zhuochao
(School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China)
湿法磷酸净化萃取结晶杂质在线脱除工艺研究
湿法磷酸净化萃取结晶杂质在线脱除工艺研究摘要：湿法磷酸精制过程中，由于杂质富集，在萃取过程产生大量的结晶状固体垢层，堵塞管道和设备，造成工艺运行异常，为了高效脱除杂质垢层，经实验结果显示钼酸钠在氟硅酸中配比在0.688%，反应温度在80℃，反应时间在8小时垢样溶解率最优。
关键词：湿法磷酸；湿法磷酸净化；萃余酸磷酸作为作为基础化工原料，在化工领域使用较为广泛。
目前磷酸主要采用热法磷酸和湿法磷酸，随着磷矿品位降低，采用湿法磷酸成为制酸主要工艺，湿法磷酸较热法磷酸存在杂质含量高典型特点，因此湿法磷酸净化工艺是提高磷酸高值化必经工艺路线。
在湿法磷酸净化过程由于杂质富集造成工艺管线和设备结垢堵塞严重，成为制约装置运行关键，因此开发一种在线化学清洗工艺显得尤为重要，本文利用装置副产氟硅酸和添加一定量的分散剂作为除垢药剂，采用在线循环除垢的，得到较好的效果。
1实验部分（四号黑体，段前段后各空一行）1.1原料来源于组成宜都兴发湿法磷酸精制垢样，是在溶剂萃取法对湿法磷酸萃取净化过程中产生的含磷固渣，其主要成分见表1。
材料准备：宜都兴发副产氟硅酸17%，比重1.16g/ml。
表1 萃余酸固体渣的主要成分（%）组分编号化合物名称质量百分比/%1氟硅酸钠18.5-20.02二氧化硅15.5-16.53氟硅酸 6.5-7.54磷酸盐/磷酸三钠1.0-1.55三氧化二铝*微量6氧化镁*微量7水55.0-58.01.2主要试剂铂金坩埚、DK-S24电热恒温水浴锅、BSA224S电子天平、G4玻璃砂芯坩埚、SHZ-95B循环水式真空泵、S312变频调速电动搅拌器[2]、PE800ICP分析仪。
1.3实验方法和步骤1.3.1实验条件取1000ml浓度为17%的氟硅酸溶液，按照不同添加质量2g、4g、6g、8g、10g钼酸钠，即配比为0.172%、0.344%、0.561%、0.688%、0.860%，再加入阻垢剂5ml阻垢剂进行配置成需要的除垢剂。
含磷废渣处理工艺
含磷废渣主要来源于磷肥生产、洗涤剂生产、食品加工等行业。
磷废渣的处理工艺主要包括物理处理法、化学处理法和生物处理法。
1. 物理处理法包括压实、破碎、分选等方法，主要用于废渣的脱水、减容和预处理。
2. 化学处理法：常用的方法有酸碱中和法、絮凝沉淀法、氧化还原法等。
通过加入适当的化学试剂，使废渣中的磷转化为不溶性磷酸盐，从而实现固液分离和磷的去除。
3. 生物处理法：利用微生物的代谢活性，将废渣中的有机磷转化为无机磷，从而实现磷的去除。
常用的生物处理方法有活性污泥法、生物膜法、生物滤池法等。
含磷废渣的处理是一个重要的环境问题，因为它对水体和土壤造成了严重的污染。
为了解决这个问题，需要采取有效的处理工艺。
除了上述的物理处理法、化学处理法和生物处理法外，还有一些新的技术方法可以用于磷废渣的处理。
其中，最具有前景的是高级氧化技术和电化学方法。
1．高级氧化技术是一种非常有效的磷废渣处理方法。
该
技术通过产生强氧化剂（如羟基自由基），将废渣中的有机磷转化为无机磷。
这种方法的处理效率高，适用范围广，而且不会产生二次污染。
2．电化学方法也是一种具有潜力的磷废渣处理方法。
该方法通过电解作用，将废渣中的磷转化为可溶性的磷酸盐，然后通过沉淀或吸附作用将其去除。
这种方法操作简单，成本低廉，而且能够实现废渣的资源化利用。
综上所述，含磷废渣的处理需要采用多种方法相结合的综合处理工艺。
未来，随着技术的不断进步和应用研究的深入，将会有更多高效、环保的处理方法出现，为解决含磷废渣的环境问题提供更多的选择和解决方案。
湿法磷酸淤渣的分离技术
果采 用硫 酸钙沉淀来 降低 料 浆 中的 Ｓ ， 在反 ０ 一需
应系统 与过 滤机 之 问加 一 个 专用 的槽 ， 精 磨的 将
目前 除 了溶 剂 萃 取工 艺 ， 尚无 比较经 济 的除
去磷 酸中铝 的方 法 ＝大 多 数 情 况 下 ， 磷 矿 的富 在
３
磷矿粉 加人槽 中 ， 料浆 进 入 过滤 机 之 前 形成 硫 使
一
酸钙沉淀。该方法的缺点在于 ｓ弓 ０一将被 ｃ２ ａ 代
替， 一般用在 硫酸 根含 量非 常高 的情 况下 ３ ％Ｐ０ 磷 酸在 冷 却 过 程 中 ， ０ ，５ 随着 硫 酸 钙 溶 度 积的下降 ， ａ ・Ｈ Ｏ会 沉 淀 出来 。从 图 】中 Ｃ， ２ ２ ￣４ ７ ５℃与 ３ ｏ℃ 的平 衡 线 的 数 据看 出 ， 却 酸 中会 冷
湿珐磷 酸 商品磷酸 淤渣 分 高技术
销售问题。文 中叙述 了商品磷酸生产 中淤渣的生成原因、 有关的物理 化学和分 离淤渣 的方 法， 有关方面研讨 。 供
２ ０世 纪 ９ ０年代 中期 ， 界 磷 肥 的总 产 量 约 世 为 ３３０万 ｔＰ０ ， 法 磷 酸 的 产 量 为 ２５０万 ｔ ８ ，５ 湿 ０ ＰＯ ， ’ 占磷肥 总 产量 的 ７ ％ 同期 世 界 湿 法 磷 酸 ４ 的 贸易量 为 ４ ５万 ｔ ，５ 占产 量 的 １ ％ 。我 国 ３ ０， Ｐ ７ 已是 世界 上化 肥产 量 和 消 费量最 大 的国 家 ， 为进
有 ０ ２ ％ ～ ．５ 的 ｃ Ｏ 被 沉 淀 出 来 ， 相 当 于 ０ ０ ２％ ａ 这 ０ ６ ％ ～ ５ 的 固 体 ．０ Ｏ ７％
步推 动磷 肥和 复合 肥料 的生产 ， 南 、 云 贵州等磷
矿产地 已 在 考 虑 商 品磷 酸 （ 度 为 ５ ％ ～５ ％ 浓 ２ ４ Ｐ０ 湿法 磷酸 ） ，５ 的生 产 、 输 、 售 等 事项 我 们 运 销 针对商 品磷酸生 产 中淤渣 的形成和有 关 的分离技
湿法磷酸的净化
湿法磷酸的净化包括两个方面内容：（1）除去湿法磷酸中生成的淤渣，提高磷酸质量并消除商品磷酸在贮存、运输中带来的麻烦；（2）根据湿法磷酸后加工产品需要除去溶解在磷酸中的部分或全部杂质。
用以生产工业级、饲料级或食品级磷酸盐。
湿法磷酸中需要除去的主要杂质是氟、硫酸根、铁、铝、镁、硅、钙等。
有的湿法磷酸还含有微量的有害重金属如砷、铅、镉等。
对这些杂质，应根据饲料或食而级磷酸盐的不同要求，对湿法磷酸进行相应的净化处理。
常用的方法有：（1）化学沉淀法加入一定量的沉淀剂，使杂质沉淀出来，这是湿法稀磷酸脱氟或除去各种有害重金属普遍采用的方法之一。
代表性方法有中和沉淀法或硫化物沉淀法。
（2）有机溶剂萃取法有机溶剂萃取法是基于磷酸可溶于有机溶剂中，而其他杂质则不被萃出，从而使磷酸与杂质分离而达到净化。
（3）溶剂沉淀法此法采用一种可与水完全混溶的水溶性的有机溶剂，过量地加到湿法磷酸中，再加入一定量的碱金属盐或铵盐，使杂质沉淀析出，经蒸馏回收有机溶剂，馏余液即为净化磷酸。
（4）离子交换法用强酸性离子交换树脂处理湿法磷酸，能够除去其中大部分阳离子杂质。
还有一种方法是将磷矿用过量磷酸分解，滤去不溶物，再将冷却结晶，将结晶分离，洗涤后溶解于水，通入H型阳离子交换树脂塔中，可制得精制磷酸。
（5）结晶法此法是将萃取液中溶质结晶析出的方法。
（6）浓缩净化法湿法磷酸被加热到一定程度后，氟大部分呈气态氟化物(SiF4、HF)逸出。
若加入活性硅并通入饱和蒸汽，会增加氟逸出量。
而杂质多以焦磷酸盐或偏磷酸盐形式沉淀出来。
过滤即可除法。
（7）其它净化方法有电渗析法、吸附法、磷矿焙烧法、磷化物水解法等。
从近几年开发的湿法磷酸净化技术来看，主要有以下几种方法应用的较多1．溶剂萃取法2．结晶法3．离子交换法及电渗析法4．沉淀法或多硫化物沉淀法5．浓缩法除上述单独或复合的方法外，对除去湿法磷酸中的特定杂质也正在研究之中。
如有机物的除去，有用活性炭、活性硅、活性白土、阴离子交换树脂等为吸附剂，也有用溶剂萃取法及氢化脱色法等，其中湿法磷酸中研究最多，也最活跃的是提取回收Cd，U，V等元素。
马边磷矿制优质湿法磷酸的工艺研究
重庆大学硕士学位论文
中文摘要
摘
要
目前国内湿法磷酸生产企业普遍面对磷矿石贫化带来的许多工艺问题，例如： 湿法磷酸生产中反应活性差、石膏结晶困难、料浆过滤性能差、成品磷酸杂质含 量高达不到肥料工业级的要求（(MgO+Fe2O3+Al2O3)/P2O5≤5.0%，F/ P2O5≤2.0%） 等。本文的研究目的就在于寻求新的工艺技术方案来解决上述问题。 本文在实验室中模拟了利用马边原生磷矿进行二水湿法磷酸工业生产的全过 程。实验利用荧光光谱分析仪测定了马边磷矿的化学组成，其杂质指数达到 34.40%，主要杂质氧化镁含量高达 3.23%。实验利用 MSMPR(Mixed－Suspersion Mixed－product Removeal)结晶反应器研究了硫磷混酸分解磷矿的工艺参数、磷石 膏在高杂质条件下的结晶成长行为、铁镁铝等杂质对石膏结晶的影响及料浆的过 滤特性等工艺问题， 结果表明马边磷矿的优化的酸解反应工艺条件为反应温度 100 ℃、矿浆细度（－100 目）≥90%、液固比 3：1、SO3 浓度 0.03～0.04g/ml、磷酸 浓度 26%P2O5，并通过扫描电子显微镜观察磷石膏的结晶形态，表明铁、铝、镁 和氟杂质对结晶成长不利，但相互共生却有利于结晶聚积形成花球状晶团，易于 过滤。 实验研究了两种适于工业化的粗磷酸净化方法：添加剂沉淀法和浓缩结晶沉 淀法。实验讨论了添加剂沉淀法中沉淀发生剂、温度及磷酸浓度对杂质脱除效果 的影响，找出了优化的操作条件是沉淀发生剂配方 3# 、温度 60 ～ 70 ℃和酸浓 24%P2O5，并分析了实验中磷损失的原因。实验测定了浓缩结晶法中磷酸淤渣的主 要化学组成，同时提出了磷酸净化的两次沉降分离一次底流过滤的流程，并取得 了工业运行参数，实现了工业化生产。该工艺中铁、镁、铝及氟杂质的脱除率均 在 70%以上，完全能满足高浓度肥料工业及一部分精细磷酸盐工业生产对优质湿 法磷酸品质的要求。 本文的研究结论为利用马边磷矿为代表的高杂质中低品位磷矿资源生产适用 于肥料工业使用的优质湿法磷酸提出了一种经济可行的技术路线。 关键词：马边磷矿，湿法磷酸，工艺，净化
昆阳磷肥厂湿法磷酸工程磷酸淤渣分离技术
［摘要］介绍云南昆阳磷肥厂采用热畦压滤工艺净化湿法粗磷酸，生产商品湿法磷酸的技术．
［中圉分类号］ＴＱ １２６．３＋５
［文献标识码］Ｂ ＩＸ章莹号］１００７—６２２０（２００１）０５—００２５—０３
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｕｄｇｅ ｉｎ ＷＰＡ ｕｎｉｔ ｏｆ Ｋｕｎｙａｎｇ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｆａｃｔｏｒｙ
云南昆阳磷肥厂曾是一个以热法产品为主的工 厂，产品品种多，能耗高。随着国民经济的飞速发展， 能源缺口加大，高能耗产品已很难适应目前的市场 形势，再加上上厂地处滇池之畔的特殊地理环境，保 护滇池水资源已刻不容缓。以治废求生存，以环保求 发展，改变产品结构，增产减污，是垒厂职工最强烈 的愿望。为此，工厂提出利用云南环境项目世行贷款 异地建设年产７万吨Ｐ：Ｏ ｓ湿法磷酸工程，生产商品 级湿法磷酸外销，以满足我国高浓度复合肥料和磷 酸盐ｒ［业发展的需要。 １磷酸淤渣及淤渣分离
（６）有机质不易除去。磷矿中有机物酸解后的 碳化颗粒和生产过程中漏入的机油会漂浮在磷酸之 中，不易除去。 ２淤渣分离设备的选择
云南昆阳磷肥厂是建厂４０年的全民所有制老 企业，负担较重。在建设年产７万吨Ｐ。Ｏｓ湿法磷酸 工程中，必须寻找一种建设投资较低的磷酸淤渣分 离技术。从化工单元操作出发，这种操作应满足下列 基本要求：①投资少，操作简单；②淤渣分离较完全 （包括有机物）；③滤饼含液量低；④占地少；⑤作业 率高。
［收稿日期］２０００—１２—２５ ［作者简介］张昌化（１９６３一）．男．江苏徐州人，工程师．
１装置的主要技术参数 １．１原磷酸装置设计主要技术参数
（１）生产能力１５ ｋｔ／ａ（以Ｐｚ０５计） （２）过滤磷酸浓度２８％Ｐｚｏｓ （３）浓缩磷酸浓度４８％～５２％Ｐｚｏｓ １．２改造设计流程主要技术参数 （１）磷酸生产能力１５ ｋｔ／ａ（以Ｐ２０５计） （２）磷酸氢钙生产能力２０ ｋｔ／ａ （３）磷酸浓度１８％ＰｚＯｓ （４）脱氟磷酸浓度９．０“ＰｚＯｓ
磷酸铁的去杂工艺技术研究
磷酸铁的去杂工艺技术研究磷酸铁是一种重要的化工原料，常用于制备肥料、氧化剂、给水处理剂等。
然而，由于原材料的制备过程中难以避免杂质的掺入，磷酸铁产品中常常存在一定的杂质，影响了产品的质量和效果。
因此，开展磷酸铁的去杂工艺技术研究具有重要的意义。
磷酸铁的去杂工艺技术主要包括前处理、提纯和后处理等环节。
首先，前处理环节主要是对原料进行初步的处理和预处理。
一般情况下，原料中可能存在的杂质主要有氧化铁、氧化铝、碳酸钙、碳酸镁等。
通过化学处理，如酸洗、碱洗等方法，可以去除原料表面的氧化物杂质。
此外，还可以通过矿石的破碎、浮选等方法，将原料中的杂质进一步减少。
其次，提纯环节主要是在前处理的基础上，进一步对磷酸铁进行提纯处理。
常用的提纯方法有晶体生长法、沉淀法、溶剂萃取法等。
晶体生长法利用溶液在一定的温度、浓度条件下，通过结晶过程以分离纯度较高的磷酸铁。
沉淀法则是通过控制反应条件，使杂质沉淀而磷酸铁溶液保持较高的纯度。
溶剂萃取法是利用不同物质的溶解度差异，通过使用适当的溶剂进行萃取来提高磷酸铁的纯度。
最后，后处理环节主要是对提纯后的产品进行进一步处理和后续处理。
一方面，可以通过过滤、洗涤等方法，去除残留的杂质，以提高产品的纯度。
另一方面，还可以对磷酸铁进行精制和改性处理，以满足不同行业对产品的需求。
例如，可以通过炼化工艺将磷酸铁转化为烧硫酸，并进一步得到硫酸铁，从而拓宽产品的应用领域。
综上所述，磷酸铁的去杂工艺技术研究是一个复杂而重要的课题。
通过前处理、提纯和后处理等环节的组合应用，可以有效去除磷酸铁中的杂质，提高产品的纯度和质量。
未来，我们还需要在工艺技术的改进和优化上进行深入研究，以提高去杂效果和降低生产成本，从而更好地满足市场需求。
浅析我厂磷酸淤渣排放工艺
第３期 收稿日期：２０１９－１１－０４作者简介：付海军（１９８９—），工程师。
浅析我厂磷酸淤渣排放工艺付海军，刘明高，李传义，黄传国，向紫薇，黄翔翔（宜都兴发化工有限公司，湖北宜都 ４４３３１１）摘要：本文主要叙述了湿法磷酸生产过程中磷酸淤渣的成因及危害，同时介绍了一种磷酸淤渣排放新工艺，并对改造前后的工艺进行了对比分析，通过工业实践反映出新工艺在生产中更具可操作性。
关键词：湿法磷酸；淤渣；改造中图分类号：ＴＱ１２６．３＋５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）０３－００９９－０１ 在湿法磷酸生产中，反应料浆过滤时有少量细小的结晶穿过滤布进入到过滤酸中，这些结晶主要成分是硫酸钙，会随着稀磷酸进入到储槽中，同时由于杂质的存在，磷酸在储槽冷却沉降的过程中，不可避免地会析出沉淀［１］，同时由于稀磷酸后续浓缩，随着磷酸浓度的不断升高，包括Ｆｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｆ、Ｓｉ等杂质离子的复杂沉淀物进一步析出，这些沉淀物也就是淤渣，淤渣随磷矿杂质含量的不同，所形成的沉淀也有所不同，随着磷酸浓度的不一样，在各阶段的主要成分也不一样［２］。
１ 淤渣排放工艺改造背景我厂原设计浓磷酸澄清槽底流淤渣根据转耙扭矩间歇性排放至渣酸槽，可供ＭＡＰ装置生产或返回反应槽重新过滤。
原设计稀磷酸澄清槽底流淤渣根据转耙扭矩间歇性排放至反应槽重新过滤。
在实际生产中，淤渣的排放量不容易控制，如果排放过多，对磷酸产量有很大影响；如果排放过少，时常出现转耙跳停埋槽需人工清理的情况，因此在正常生产中很难找到平衡点并落实到位，经常出现以下几种情况：①员工巡检不及时，未及时排放淤渣，导致澄清槽转耙跳停埋槽；②淤渣排放后未按时关闭，导致大量磷酸排出，影响产量及成本；③淤渣排放流量较小，在排放过程中慢慢堵塞，影响正常生产。
２ 淤渣排放工艺改造过程因此，我厂对淤渣排放拟定了两条思路，一是要保证连续排放，避免因为人的因素影响正常生产；二是要大流量排放，避免因流量较小引起管道堵塞，同时要确保淤渣排放时若排出大量磷酸，不至于大幅度影响产量及成本。
以磷化废渣为原料制备磷酸铁的工艺研究
貌( 类球形) 、粒度大小( Ｄ５０ ≈３ ~ ５μｍ) 、粒度分布范围必须在
０. １ ~ １０μｍ 内、最大粒度不能大于 １０μｍꎮ
１. ３ 磷化废渣制备磷酸铁技术方案
方案一:原料经预处理后ꎬ加入盐酸( 加热溶解) ꎬ过滤去掉
phosphateslag?ironphosphate?technologyresearch?environmentalbenefits磷酸铁作为良好的化工产品?广泛应用于陶瓷颜料添加剂催化剂食品等行业中1?由于其具有独特的化学结构?近年来?磷酸铁又被用于生产锂离子电池正极材料磷酸铁锂25?目前生产磷酸铁的传统工艺方法6主要有两种?一种就是三价铁盐与磷酸直接反应?另一种是二价铁盐经过氧化剂氧化?再与磷酸或者磷酸盐反应?最后都经过除杂烘干等工艺得到磷酸铁?然而这两种方法都存在生产成本高?工艺较为复杂?污染严重?成分难以控制等缺点7?随着工业的快速发展?人们生活水平不断提高?同时也伴随着一系列环境问题?工业三废的排放对周围环境的污染日益严重?直接或间接地危害人类身体健康?环境问题成为现代社会比较关心的问题?处理好三废问题对于建立环境友好型社会具有非常重要的意义?为了克服磷酸铁生产中原材料的成本?并结合环境保护问题?本文以磷化废渣为原料?经工艺处理得到了能够满足陶瓷级正磷酸铁指标的产品8?1实验部分1
ｆｅｒｒｉｃ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ. Ｉｒｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｔｉｔｒａｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅ
ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ. Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ. Ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ