钡盐沉淀法脱出湿法磷酸中硫的影响因素研究

本文以碳酸钡为脱硫沉淀剂,对湿法磷酸中三氧化硫的脱除效果进行实验研究。通过单因素实验和正交实验,研究了磷酸浓度、脱硫剂用量、反应温度、反应时间对湿法磷酸脱硫效果的影响。结果表明,随着磷酸浓度增大,脱硫效果越好。实验的最佳条件为：磷酸P₂O₅浓度为25%,脱硫剂使用量为120%,反应温度60℃,反应时间1h,此条件下磷酸中SO3的去除率为89.77%,P₂O₅/SO₃为78.13。     

纳滤膜脱除磷酸中金属离子的实验研究

湿法磷酸中含有大量多价金属离子，需要通过低成本、低污染的途径去除。纳滤膜已经在水处理中得到广泛应用，但对于酸性体系尤其是磷酸体系中金属离子脱除的研究还很少。通过对5种纳滤膜在磷酸中的分离性能进行研究，结果表明：随着磷酸浓度和温度的升高，纳滤膜对金属离子的截留率有不同程度的下降；选择分离层材质对纳滤膜在磷酸中的分离性能有很大的影响；纳滤膜的分离效果受到空间位阻、介电排斥、Donnan排斥多重机制相互作用的影响。在研究的商业膜中，NF4的分离性能受磷酸浓度和温度变化影响最小，且具有良好的酸稳定性。在30℃条件下，NF4对P₂O₅质量分数为20%的磷酸溶液中的Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺平均截留率均大于84.83%，对磷酸的截留率小于5%，在磷酸净化中有很好的应用前景。     

碱法回收湿法磷酸萃余渣中五氧化二磷的研究

磷酸是一种重要的化工原料。目前,生产磷酸及磷酸盐的方法主要采用湿法,但湿法磷酸中含有大量的杂质,在利用溶剂萃取法净化湿法磷酸的过程中,大量金属离子杂质以不溶性磷酸盐的形式沉淀出来,其中不溶性五氧化二磷的回收利用问题受到广泛关注。采用碱解工艺设计单因素实验,考察了液固比、n（Na₂O）/n（P₂O₅）、反应温度、反应时间对氢氧化钠分解湿法磷酸萃余渣（难溶性金属磷酸盐）效果的影响,并选出适宜的反应条件范围,在此基础上通过二次回归正交实验得到最佳的反应条件。结果表明,最佳反应条件为：液固比为30 mL/g、n（Na₂O）/n（P₂O₅）为3.31、反应温度为82 ℃、反应时间为4.05 h。在最佳的工艺条件下,五氧化二磷的回收率可达到92.48%,反应碱液可进一步作为生产磷酸三钠的原料而加以利用。该研究得到了一种利用湿法磷酸萃余渣的合理方案,并给出了相关参数,为该方案的实际应用提供指导,对萃余渣的利用和环境保护具有重要意义。     

窑法磷酸中磷酸钙对P2O5反吸过程

窑法磷酸生产中,气体产物P₂O₅与磷矿发生副反应（俗称P₂O₅反吸）生成大量低熔点物料,导致窑内结圈堵料,造成生产装置不能稳定运行。以磷酸钙与P₂O₅的反应为研究对象,采用化学分析与SEM、XRD、IR、Raman、TG及DSC等表征手段对不同温度下该反应产物的P₂O₅含量、形貌、物相组成、结构及热稳定性能等进行研究,探讨磷矿对P₂O₅的反吸行为。研究表明,反吸过程与反应温度密切相关,磷酸钙与P₂O₅在500℃以上发生反应,在500～900℃时,磷酸钙与P₂O₅反应生成偏磷酸钙,900℃反吸产物几乎为纯偏磷酸钙;在1000～1300℃时,反吸产物偏磷酸钙分解为稳定的焦磷酸钙,同时释放出P₂O₅气体,1300℃时反吸产物几乎为纯焦磷酸钙。     

磷石膏库废水利用于磷矿反浮选的试验研究

研究磷石膏库废水用于磷矿反浮选的可行性,并探索对精矿品位、产率和回收率及药剂使用量的影响。研究表明：当磷石膏库废水添加比例2.0%,可代替磷酸作为抑制剂,达到精矿P₂O₅ 29.95%,MgO 1.18%,尾矿P₂O₅ 12.65%的指标,而磷石膏库废水按10%比例进行混配后可代替硫酸作为调整剂,达到精矿P₂O₅ 29.65%,MgO 1.32%,尾矿P₂O₅ 12.25%的指标。论证了磷石膏库废水可无害化、资源化用于磷矿反浮选的可行性。     

制备高品质磷石膏的湿法磷酸新工艺的开发

采用三级磷酸逆流萃取,然后加硫酸结晶的方法制备出高品质的磷酸和磷石膏。利用单因素实验法考察了温度、液固比、反应时间以及硫酸的用量对P₂O₅和各杂质萃取率的影响;通过实验确定最佳反应温度90℃,最佳反应时间2h,最佳液固比12:1,第三级硫酸的最佳用量为1.2%;萃取率达到98%以上;产品磷酸中的杂质CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO含量分别下降到0.29%、0.11%、0.24%、0.431%;制备出白色的磷石膏,所得石膏采用水热法制备出晶形好和长径比较大的晶须;此法能运用到其他低品位的矿,适应性强,能够实现经济附加值,有广阔的推广前景。     

湿法磷酸半水工艺考察与石膏结晶过程研究

湿法磷酸半水工艺可生产高浓度磷酸[w(P₂O₅)>40%(质量)],但在半水反应阶段磷矿易发生钝化,半水石膏结晶粒径小,造成工艺后端过滤困难,磷回收率降低。以湖北典型中低品位磷矿为原料,系统考察了半水工艺中SO₄^2-浓度、磷酸浓度、反应温度等条件对半水石膏结晶物相、形貌及粒径的影响规律,分析了优化条件下石膏杂质赋存与含量变化。结果表明,半水反应中液相硫酸、磷酸浓度会引起半水石膏物相、形貌、粒径变化,磷硫浓度提高会导致石膏晶体形貌由柱状变化为棒状、片状,粒径从70μm减小到10μm。优化工艺条件下,半水石膏较原工艺石膏P₂O₅含量降低至1.39%(质量),磷的主要存在形式为难溶性磷酸盐,同时F含量降低至0.44%(质量),其以CaF₂、AlF₃等难溶物形式存在于石膏,其他杂质含量均有所降低。本研究可为半水工艺生产过程参数优化及半水石膏品质提升提供参考。     

固液反萃湿法磷酸生产磷铵的工艺研究

通过连续逆流萃取对原料湿法磷酸先进行净化,萃取后的有机溶剂相直接用氨反萃取生成磷铵晶体,再沉降使晶体与有机萃取剂分离,实现磷铵直接反萃结晶和萃取剂的循环利用。结果表明用氨直接固液反萃湿法磷酸生产磷铵的最佳工艺条件是：萃取剂组成为V(磷酸三丁酯)∶V(稀释剂)=1∶1,原料磷酸浓度为w（P₂O₅）=40%～50%,萃取剂用量为V(萃取剂)∶V(原料磷酸)≈3∶1,萃取搅拌时间约为5 min,氨用量控制为氨反萃结晶后的液相pH≈7,固液反萃-结晶温度为15～20 ℃。最终所得的磷铵晶体中w(氮)＞20%、w(五氧化二磷)＞50%,原料湿法磷酸中的五氧化二磷一次性利用率接近50%。该法所得磷铵晶体中氮磷含量均接近工业磷酸二铵(98%)标准,远大于国家肥料级农用磷铵产品标准。     

2023年一季度我国磷复肥行业运行情况

2023年一季度我国磷复肥行业整体运行平稳：磷肥总产量为P₂O₅408.3万t，同比下降1.8%；出口量为P₂O₅72.1万t，较上年同期增长34.0%，出口总额达到11.4亿美元，同比增长40.5%；累计进口NPK三元复合肥P₂O₅3.8万t，同比减少16%；国内实际供应量为P₂O₅372万t，较2022年同期增长1.5%；行业营业收入虽然同比增加2.4%，但利润较上年同期下降36%。国际市场价格一路走低，国内外销售价差大幅度收窄，拉低出口效益。进入2023年二季度，国内需求转入淡季，国际价格大幅度下滑，出口不容乐观，预计行业开工负荷有所下降。     

湿法磷酸除镁技术研究进展

湿法磷酸中金属离子杂质的净化一直是磷酸净化技术的难点,特别是镁离子的分离。主要介绍了反胶团溶剂萃取法、离子交换法、液膜分离法、化学沉淀法、反渗透法和浓缩法在湿法磷酸净化除镁过程中的研究进展,分析了各种方法的优缺点和工业应用上的局限,展望了湿法磷酸除镁技术研究的发展方向。着重指出了液膜分离法具有选择性强、分离效果好、传质效率高、流程简单、能耗低等特点,和其他方法的结合能有效净化湿法磷酸中的金属阳离子,在工业上有十分广阔的应用前景。     

湿法磷酸浸出强化及有机质去除研究

在湿法磷酸浸出过程中由于部分有机物碳化不彻底,使产品磷酸呈现黑色。本文提出了一种新型的催化氧化湿法磷酸净化技术,即在湿法磷酸浸出过程中引入氧化剂（H₂O₂）及催化剂（MnO₂）,基于转化过程中形成的·\mathrm{O}\mathrm{H}和\mathrm{H}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}·等过氧化物实现对有机物的去除与浸出过程的强化。重点考察不同反应条件对湿法磷酸浸出率及有机质去除的影响。结果表明,浸出时间为40 min、反应温度为80℃、H₂O₂用量为0.08 ml/g、催化剂与磷矿的质量比为0.04时,磷矿浸出率可达96.9%;同时测定得到的TOC去除率达到79%。分析机理可得,H₂O₂会与溶液中的H₃PO₄形成H₃PO₄·H₂O₂过氧化物,MnO₂与之发生类Fenton反应,产生大量·\mathrm{O}\mathrm{H},进而将黑色有机物充分氧化为CO₂和H₂O,打破有机物对磷矿颗粒表面的“包裹”,促进磷酸的浸出和有机物的去除。     

云南尖山低品位磷矿特征研究及工业应用

对云南尖山磷矿堆存的低品位混合型磷块岩进行矿石特性研究，分析磷矿石的化学组分、矿物组成及结构、嵌布粒度、矿物单体解离特征及矿石可选性。通过实验室不同选矿工艺研究及对比，最终选择与碳酸盐型胶磷矿配矿浮选生产应用。配矿浮选采用反浮选一次粗选、一次精选、一次扫选工艺，可获得精矿w(P₂O₅) 28.04%、w(MgO) 0.93%、产率71.87%、P₂O₅回收率90.37%的选矿指标。     

低品位硅钙质胶磷矿正反浮选试验研究

为高效利用低品位硅钙质胶磷矿，对湖北荆门某磷矿进行了原矿工艺矿物学和浮选工艺参数优化研究。在磨矿细度≤0.074 mm粒级占99.3%,浮选温度35℃,正浮选粗选Na₂CO₃用量4.75 kg/t、水玻璃1.0 kg/t、TY 1.5 kg/t、MG-5为2.5 kg/t,反浮选粗选H₂SO₄用量35 kg/t、H₃PO₄用量3 kg/t的条件下，对原矿P₂O₅品位为17.1%的磷矿进行“正浮选一粗二精一扫反浮选一粗二扫”试验，获得了精矿P₂O₅品位为29.51%,回收率为77.12%的良好选矿指标。     

湿法磷酸生产中萃取尾气氟资源回收利用

由于湿法磷酸装置萃取尾气洗涤系统氟资源回收有限,造成磷石膏、渣场酸性水中含氟物质不断增加,不仅对环境造成影响,而且制约其他资源的再利用。为提高磷酸生产中氟资源的回收利用率,对20万t/a磷酸装置萃取尾气洗涤装置进行改造,介绍改造方案、氟回收工艺流程及工艺指标控制。改造后每生产P₂O₅ 1 t,尾气洗涤系统氟硅酸回收量增加10.6 kg,渣场水中w(F)降低50%左右,实现经济效益和环境效益的统一。     

P2O5/Al2O3包覆的装饰纸用钛白粉的制备

制备了P₂O₅/Al₂O₃包覆的装饰纸专用钛白粉,对钛白粉应用于装饰纸的留着率和耐光性进行分析,采用四因素三水平设计正交试验,分别考察了P₂O₅包覆量、铝包覆总量、 第一层铝包覆量、第二层包覆陈化pH对其包膜后应用于装饰纸性能的影响,利用正交试验分析确定了P₂O₅/Al₂O₃复合包膜的最佳表面处理条件,并对其表面形态和表层元素进行分析,结果表明,钛白粉表层包覆效果较好,研制出的钛白粉具有优异的装饰纸应用性能。     

萃取法脱除湿法磷酸金属阳离子新工艺开发

针对云南云天化集团生产的湿法磷酸中金属阳离子含量较高的问题，研发了一种溶剂萃取法脱除金属阳离子净化湿法磷酸的新工艺，并完成了1 000 t/a（以五氧化二磷计）萃取法脱除湿法磷酸金属阳离子的中试实验。考察了萃取时间、萃取温度、搅拌转速和相比对萃取效果的影响，确定了较优工艺条件：反应时间为20 min、反应温度为60℃、搅拌转速为400 r/min、相比（萃取剂与磷酸的体积比）为3。中试实验结果表明，净化后的湿法磷酸MER（湿法磷酸中的杂质系数）值可从0.114降到0.06以下，三氧化二铁、氧化铝、氧化镁的脱除率可分别达到88.37%、48.93%、45.33%。经过洗涤五氧化二磷总收率可达到98.46%。净化1 t湿法磷酸（以五氧化二磷计）所消耗的物料成本为222.5元。中试实验结果证明，这种脱除湿法磷酸中金属阳离子的净化新工艺是可以进行工业化应用的。实验结果可为工业放大提供可靠的依据。     

硅钙质胶磷矿浮选耦合化学浸提法实验研究

针对湖北某地中低品位硅钙质胶磷矿，通过浮选实验研究，考察浮选药剂制度对浮选效果的影响，并研究化学脱镁实验以及磷矿循环酸浸脱镁实验的工艺条件。采用一粗两精一扫浮选工艺开路流程得到w(P₂O₅)为29.05%、w(MgO)为3.43%、回收率为87.50%的浮选精矿；采用正浮选-化学脱镁耦合工艺得到w(P₂O₅)为30.12%、w(MgO)为1.45%、回收率为81.35%的化学脱镁精矿。     

磷矿中磷灰石及脉石与盐酸反应活性的研究

选用主要组分为磷灰石、石英、白云石的中低品位磷矿与盐酸溶液进行反应,考察了反应后的残渣质量、残渣中P₂O₅的含量以及残渣的X射线衍射图谱等。结果表明：原料磷矿与5%(体积分数,下同)盐酸溶液反应30 min后,白云石相基本消失,残渣中P₂O₅的质量分数由27.81%升至29.40%;采用10%的盐酸溶液,磷灰石开始参与反应;采用25%的盐酸溶液反应30 min后,残渣中P₂O₅的质量分数降至0.13%,磷灰石相基本消失。通过控制盐酸溶液体积分数,可选择性地使原料磷矿中的组分与盐酸溶液反应,达到酸法选矿、避免产生磷尾矿的目的。     

湿法磷酸脱硫和提浓试验研究

针对湿法磷酸装置生产的磷酸中SO~(2-)_4含量高、P_2O_5含量低,进而造成复合肥生产中原料消耗高的问题,开展了在湿法磷酸中添加磷矿粉和硫酸的试验研究。试验结果表明:向湿法磷酸中加入适量磷矿粉和浓硫酸,通过一步反应可以降低SO~(2-)_4含量、提高P_2O_5含量,其中w(SO■)可以降至1%以下,w(P_2O_5)可以提高至27%以上,脱硫和提浓均达到预期效果。     

某中低品位胶磷矿浮选试验研究

对云南某中低品位胶磷矿进行了单体解离度测定和反浮选试验研究。结果表明，在磨矿细度≤75μm占79.82%时，胶磷矿的累积单体解离度为76%,白云石的累积单体解离度为85%,采用一粗一精中矿再磨扫选全流程开路的反浮选工艺，中矿磨矿细度为≤75μm占92.37%,获得P₂O₅品位为29.43%,MgO品位为0.87%,P₂O₅回收率为88.26%的精矿指标。