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湿法磷酸工艺革新与设备配置策略

发表时间:2024-12-26

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湿法磷酸的应用是一种通过采用无机酸(主要是硫酸)与磷矿石进行化学反应,从而提取和浓缩得到磷酸的工艺过程。在该过程中,磷矿石首先与硫酸发生反应,生成磷酸和硫酸钙等副产品。所得的磷酸溶液通常含有较多杂质,后续需要通过精制过程去除杂质,以满足不同应用领域对磷酸纯度的要求。湿法磷酸生产技术广泛应用于肥料、食品添加剂、化学工业以及新能源材料等领域,具有工艺简单、能耗相对较低的优点,但也面临着环保处理、资源回收利用等挑战。近几年,我国湿法磷酸行业在净化技术上不断取得突破,一方面得益于对国外先进技术的引进,另一方面得益于研发投入力度的不断加大。目前国内的湿法磷酸净化技术在不断进步,整体规模也不断增长。据资料显示,2022年我国湿法磷酸行业市场规模为135.07亿元,同比增长102;产量为143.4万吨,同比增长38.2%;产量为134.8万吨,同比增长38.1%。    
02
萃取工艺及改进湿法磷酸净化技术研发是行业发展重点。由于湿法磷酸自身的工艺流程,磷酸中含有的杂质含量较高且种类繁多,限制了其在精细磷化工方面的应用。当前随着社会经济的高速发展,人们对食品安全的重视越来越高,因此对净化湿法磷酸在食品、医药等行业的要求也愈加严格,尤其是对有害杂质含量的控制。
当前国内外湿法磷酸的净化技术有:萃取法、结晶法、电渗析法、离子交换法和吸附法等。其中,溶剂萃取法净化湿法磷酸过程可连续生产,萃取剂对磷酸和杂质离子的分离效果较好,净化效果较好,产品纯度较高,是使用最广泛的湿法磷酸净化技术。萃取法溶剂萃取法净化湿法磷酸是基于磷酸溶于有机溶剂,而杂质在有机溶剂中的溶解度小的特点,利用萃取过程使大部分杂质留在水相之中,而磷酸富集在有机相之中。萃取后,分离有机相,并对其经过水洗、反萃、蒸馏浓缩等环节,最终得到质量分数 >75% 的净化磷酸。
溶剂萃取法虽然对湿法磷酸净化效果显著,是去除金属离子的主要手段。但其仍然存在一些问题和改进空间:如萃取过程存在一定的溶剂损失,工艺流程较复杂,成本较高,萃取率和萃取酸的利用率有待提高,磷酸对设备腐蚀性较强,磷酸三丁酯等含磷萃取剂的直接排放会对环境产生一定的污染等。
03
工艺优化①筛选新型复合萃取剂,减少萃取剂用量,提高萃取率,提升产品品质;②开发新型萃取设备,增大水相与油相之间界面面积,提高传质速率,提高萃取速率;简化改进工艺路线,降低投资和操作成本;对关键设备或设备的关键部位包裹或内衬防护层,防止设备被腐蚀③开发新的萃余酸利用途径,提高磷酸的利用率等方面去入手。

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