教育部磷资源综合利用与清洁加工工程研究中心
MOE's Research Center for Comprehensive Utilization and Clean Processing Engineering of
Phosphorus Resources

工程化技术
中低品位磷矿生产高浓度磷酸技术
磷矿预处理(脱镁)技术
湿法磷酸生产饲料级 MCP 技术
石膏制硫酸联产氧化钙技术
三氯氧磷技术
湿法磷酸生产磷酸脲技术
湿法磷酸生产工业级钠盐技术
食品级磷酸氢钙技术
湿法磷酸生产工业级磷酸二氢钾技术
湿法磷酸生产工业级 MAP 技术
湿法磷酸生产饲料级 DCP 技术
中低品位磷矿生产高浓度磷酸技术

我国磷矿资源大部分属于中低品位高杂质磷矿,只有富集后才能被用于湿法磷酸生产。目前世界上没有任何一家磷肥企业能够利用中低品位磷矿来生产湿法磷酸,其原因是所生产的磷酸浓度较低,浓缩产生的费用较大,生产成本较高。本技术可以有效解决传统湿法磷酸装置在这方面的不足,可以直接把中低品位磷矿作为原料来生产高浓度的磷酸,不但降低企业原料采购成本,同时磷酸浓度也不会降低,生产成本不升反降,为充分利用磷矿资源奠定基础。

目前该技术已经产业化,国内最大磷酸装置为 10 万吨。


磷矿预处理(脱镁)技术

磷矿是生产磷酸盐的自然资源。我国磷矿资源丰富,但品质较差,主要为高镁胶磷矿,浮选难度很大。随着我国磷化工产业的迅猛发展,磷矿资源消耗成倍增加,磷矿贫化趋势严重。镁是影响磷酸盐深加工的主要杂质之一,其存在不但对湿法磷酸加工不利,对黄磷加工也有严重影响,本技术为解决困扰磷化工企业发展的高镁磷矿问题扫清道路,以解企业的燃眉之急。

目前该技术已经产业化,国内最大生产装置为 30 万吨磷矿石的预处理。

我国磷矿以中低品位为主,氧化镁的含量普遍较高,一般在1.5%以上。这种磷矿用于湿法磷酸生产会带来很多问题,例如生产能力上不去、影响磷石膏结晶、磷酸浓度一般较低(小于25%)、磷矿分解率不高、产品易吸潮、萃取槽发泡严重、用于磷铵生产时,增加浓缩费用等。如果利用脱镁技术脱除高镁磷矿中的镁,不但能改善生产指标,也可以提高工厂效益。吨产品消耗定额为: 1.磷矿(30%) ≤1.03吨 2.硫酸(98%) ≤0.072吨 3.石灰(85%) ≤0.007吨 4.电 7~10度 5.水≤0.06吨 6.副产肥料(25%P2O5)0.0368吨磷精矿指标

1.P2O5 30% 2.MgO 0.5% 3.CO2 1.1%  


湿法磷酸生产饲料级 MCP 技术

饲料级磷酸二氢钙主要用于水产养殖,用量相对较少。随着人们对鱼虾等水产品消费的增加,其上游饲料产量将会同步增加。目前该产品主要与饲料级磷酸氢钙装置耦合生产,可以有效降低产品生产成本,同时也可以降低销售费用,属于附加型产品,为饲料钙盐企业提供一个拓展市场的品种。

目前该技术已经产业化,国内最大生产装置为 5 万吨饲料级 MCP。


石膏制硫酸联产氧化钙技术

磷石膏是磷肥行业的固体废弃物,目前主要采用堆存的方式。我国每年副产磷石膏废渣约 5500 万吨,占用大量土地并可能造成地下水污染,国家明确规定了磷肥企业石膏综合利用的时间表。如何有效充分利用石膏是每个磷肥企业所关心的重要问题。

该技术可有效解决石膏的大量堆存问题,循环利用硫资源,并合理利用其中的钙资源,避免石灰石资源的重复开采,减排 CO2 排放量,为社会节能减排提供一定的途径。

目前该技术属于实验室技术,属于国家“863”重大项目,正在与企业配合做中试。

三氯氧磷技术

三氯氧磷生产技术较为成熟,是建立在三氯化磷上的产品之一,目前大装置主要集中在江苏省。传统的工艺主要采用间歇法生产,原料消耗高,产品质量不稳定,生产成本难以控制。本工艺采用连续生产工艺,产品质量稳定,原料消耗低,是大装置的发展方向。由于本装置产品为中间物,需要后续加工,所以最好与有三氯化磷的生产装置联产,这样可以降低原料物流费用,从而降低生产成本。

目前该技术属于成熟技术,由于有间歇生产装置的经验,可以直接上连续工程装置,不需进行中试。

湿法磷酸生产磷酸脲技术

饲料级磷酸脲(以下简称饲料级 UP)属于反刍动物的饲料添加剂,能给反刍动物提供有效的磷和非蛋白氮,其中的氮无毒,不会对动物造成伤害。该技术适于有湿法磷酸装置和复混肥的企业联产使用,不适合独立建厂。
   目前该技术属于实验室技术,由于有工业级磷铵和饲料级磷酸氢钙的工程经验,可以直接上工程装置,不需进行中试。

硫酸法湿法磷酸生产饲料级磷酸脲,产品为大颗粒结晶体,生产母液全封闭循环,除磷石膏外,无其它三废外排。吨产品消耗定额为: 1.磷矿(30%) ≤2.5吨 2.硫酸(98%) ≤2.1吨 3.尿素(46%) ≤0.92吨 4.电 ~300度 5.氯化钾(60%K2O) ≤0.41 6.煤(5000KCal)≤0.2吨 7.水 ≤1.0吨副产品: NPK复合肥(45%)1.65吨产品指标:优于国标。


湿法磷酸生产工业级钠盐技术

 磷酸钠盐品种多,除了五钠外,其它品种规模都比较小,但是利润高。湿法磷酸生产企业可以根据市场情况生产多个品种,例如:磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸三钠、焦磷酸钠、三偏磷酸钠、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠等产品。本部分主要以五钠和六偏两个品种为例简述装置投资和经济分析。

食品级磷酸氢钙技术

由于人的骨头主要由磷酸三钙组成,所以,食品级磷酸氢钙是人体最好的补钙品,它可以同时给人体提供两种营养元素。目前,市面上主要是一些制药厂提供的片剂,如果把该产品食品化,替代目前市面上的补钙剂,将会有很好的效果。

目前该技术属于实验室技术,由于该装置较小,且我们有饲料级磷酸氢钙的工程经验,可以直接上工程装置,不需进行中试。

热法磷酸两段生产食品级磷酸氢钙流程,产品为结晶体或片剂(瓶装),生产母液全封闭循环,无三废外排,属于绿色生产工艺。


湿法磷酸生产工业级磷酸二氢钾技术

湿法磷酸生产工业级磷酸二氢钾技术是我室在工业级MAP 和热法磷酸生产MKP 基础上开发的又一个工程技术,该技术目前属于实验室已经完成的技术。由于有工业级 MAP 生产的工程背景,该技术的产业化不会有很大的风险。

目前该技术属于实验室技术,最好与企业进行中试后,再进行大装置的建设。

硫酸法湿法磷酸生产磷酸二氢钾,产品为大颗粒结晶体,生产母液全封闭循环,除磷石膏外,无其它三废外排。吨产品消耗定额为: 1.磷矿(30%) ≤2.9吨 2.硫酸(98%) ≤2.5吨 3.氢氧化钾(90%) ≤0.7吨 4.电 ~300度 5.煤(5000KCal) ≤0.2吨 6.水≤1.0吨 产品指标:优于GB2321-92。

复合法磷酸二氢钾生产技术

以热法磷酸和氯化钾为原料,采用复合法生产磷酸二氢钾,产品为大颗粒结晶体,生产母液全封闭循环,除水蒸汽外,无其它三废外排。吨产品消耗定额为: 1.磷酸(85%) ≤0.85吨 2.氯化钾(98%) ≤0.56吨 3.电 ~300度 4.煤(5000KCal) ≤0.5吨 5.水≤1.0吨副产盐酸(31%) 0.88吨产品指标:优于:GB2321-92


湿法磷酸生产工业级 MAP 技术

湿法磷酸生产工业级磷铵技术是我室成功开发的又一个工程技术,2003 年建设了我国第一套 2 万吨级的工业级 MAP 生产装置。目前我们提供技术并全套设计的最大装置是5 万吨。

目前该技术已经产业化,国内最大生产装置为 5 万吨工业级 MAP。

硫酸法湿法磷酸生产工业级磷酸一铵,产品为沙状结晶,工艺水全封闭循环,除磷石膏外,无其它三废外排。吨产品消耗定额为: 1.磷矿(30%) ≤3.5吨 2.硫酸(98%) ≤3.0吨 3.液氨(99.5%) ≤0.19吨 4.电 ≤260度 5.煤(5000KCal) ≤0.3吨 6.水≤1.0吨 7.副产肥料(40%P2O5)0.57吨产品指标: P2O5≧61.12%,N≧11.90%,水不溶物≦0.1%  

湿法磷酸生产饲料级 DCP 技术

湿法磷酸生产饲料级磷酸氢钙技术是我室最早开发的工程技术之一,1993年建设了世界第一套万吨级硫酸法稀酸生产饲料级磷酸氢钙生产装置。目前我们提供技术并全套设计的最大装置是 12 万吨。对于饲料级 DCP 装置,我们建议采用“三化”技术,即:生产装置大型化、调节控制自动化和所用磷矿低贫化。这样可以有效提高企业的市场竞争力,为企业创造更高的利润空间。

目前该技术已经产业化,最大生产装置为 15 万吨饲料级 DCP。

硫酸法或废盐酸法湿法磷酸四段生产饲料级磷酸氢钙流程,产品为粗颗粒结晶,生产母液全封闭循环,除磷石膏(或氯化钙)外,无其它三废外排。吨产品消耗定额为: 1.磷矿(30%) ≤1.7吨 2.硫酸(98%) ≤1.3吨 3.石灰(85%) ≤0.4吨 4.电 ≤200度 5.煤(5000KCal) ≤0.1吨 6.水≤1.0吨 7.副产肥料(25%P2O5)0.32吨产品指标:优于HG2636-2000的各项指标。