[發明專利]鹽酸—銨鹽循環法磷礦綜合利用清潔生產技術

無效

• 申請號: 200810045511.X
• 申請日: 2008-07-10
• 公開（公告）號: CN101624196A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 朱作遠;陳棟才
• 申請（專利權）人: 朱作遠;陳棟才
• 主分類號: C01F5/10
• 分類號: C01F5/10;C01B7/03;C01F11/24;C01F11/18;C01C1/26;C01B25/234;C01B25/30
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(一)技術領域

本發明涉及三種無機化工產品聯合生產技術，具體說是：鹽酸——銨鹽循環法磷礦綜合 利用清潔生產技術。

(二)技術背景

2006年我國生產磷礦3700萬噸，磷化工產品過千萬噸，是超大型化工產業。生產方法 多種，但主流僅電熱法黃磷和濕法磷酸兩種。

電熱法黃磷，品質好，便于長途運輸。致命缺點1噸黃磷平均耗電1.5萬度，高能耗、 高成本，只能用富礦；每噸黃磷平均排放8-10噸礦渣，3千NM³廢氣，0.5噸含毒磷泥及大 量熱能。雖礦渣可制水泥，廢氣可制碳化產品，磷泥可回收磷，廢熱也可回收，但投資大， 利潤薄，小廠干不起，大廠不愿干，全國有140多家黃磷廠，政府提倡多年，有幾家干成？！ 故近十幾年來發達國家黃磷生產在迅速萎縮，同時中國黃磷產業成十倍暴漲，一度占全球產 能85％。國家終于醒悟，由去年起，取消高耗電能的電價優惠政策，黃磷出口退稅改為加征 20％出口稅，政策導向明顯，加之能源漲價，富磷礦短缺，環保壓力大，濕法磷酸精制技術突 飛猛進，長遠看，我國電熱法黃磷江河日下只在遲早。

濕法加工磷礦，占用礦七成多，全國廠家千余，幾乎100％是硫酸法，方法簡單，低能耗， 低成本，產量很大，去年國產硫酸五千多萬噸，過半用于此。中國缺硫，一半硫靠進口，導 致硫酸價格飛升。我國是農業大國，多半土地缺磷，農業用磷肥占磷資源消耗80％，不可或 缺，無法替代。我國雖是世界第二磷資源大國，仍宣布2010年后磷礦屬20種短缺資源之一。 國內濕法磷礦加工，多半用磷礦與硫酸混合反應，熟化后簡單制得含P₂O₅低且與磷石膏不分 的過磷酸鈣產品，它不宜遠距離運銷，低檔。另一類用富磷礦水相加硫酸反應，濾除磷石膏 渣，得磷酸，凈化后制成含P₂O₅高的優質磷鉀、磷銨肥料或其他磷化工產品，此法生產技術 日精，因成本低，日益擴大規模。存在問題是要用富礦，資源不足，國內富礦僅占1/5許， 含P₂O₅低于18％貧礦占貯量一半，且難選礦富化。此法每產1噸P₂O₅平均附產6噸磷石膏。雖 然可制硫酸附產水泥，但與硫鐵制酸，石灰石制水泥無比較優勢，綜合利用磷石膏難展開。

總之，目前中國的濕法磷酸鹽生產，整體而言面臨富磷礦短缺，硫酸漲價，環保壓力三 大危機，而世界性糧短缺，對磷肥需求必將大幅增加。如何應對，是業界頭痛之事，是本發 明產生的原動力。

磷礦含P₂O₅之外含CaO與石灰石幾乎一樣，含部分氟成分，能否綜合利用？國外早有的 鹽酸法、硝酸法濕法磷酸鹽工藝能否改進？早有的鹽酸循環法、硝酸循環法僅僅部分酸可循 環利用，能否全部循環利用？上世紀六十年代以色列因無硫酸，以鹽酸酸解磷礦，萃取分離 CaCl₂與H₃PO₄的IMI法，為什么把CaCl₂丟棄？！CaCl₂水熱分解可再生鹽酸，附產CaO附 加值太低，且熱解溫度高，能耗大，不利。若CaCl₂凈化后加碳酸銨，可得超細(納米)CaCO₃大升值，附產氯化銨加輕燒MgO，蒸氨、凈化，將精制MgCl₂水熱分解得再生鹽酸，同時， 獲值錢的優質MgO產品，水熱反應溫度低，能耗低。鹽酸再生過程變成輕燒MgO精加工過 程，氨回收加CO₂使碳酸銨再生。每一工序早有，本質上是不同行業現成工序的集成重組， 再參考美國、南斯拉夫、俄國曾用鹽酸、硝酸法磷礦中提取鈾、釷、稀土等工藝，本發明產 生了。它整體無先例，但每步都是現成技術，操作參數全有，無技術風險。它資源綜合利用 率高，節能突出，傳統工藝的“三廢”變三寶，節能治污減排與高附加值獲得同步，可直接 利用中低品磷礦盈利，無資源供應壓力。三種產品市場容量特大，且產量與需求大體匹配， 傳統工藝四大難題迎刃而解，若產業化示范投產并不斷優化，有望迅速為業界采納，磷化工 產業革命獲新思路。

(三)發明內容