略谈湿法磷酸生产工艺

略谈湿法磷酸生产工艺

张伟

华宁县辉煌化工实业有限公司  华宁县652800

摘要：随着工业的发展，磷酸作为常见的工业品之一，成为行业发展的关键，所以实际作业环节，磷酸的加工就十分必要。湿法磷酸生产作为常见的磷酸加工技术，需要用无机酸分解磷矿粉，分离出粗磷酸，再经净化后制得磷酸产品。相较于传统的技术而言，湿法磷酸生产具有多样化的优势，需要相关人员结合实际进行设计，保证磷酸生产质量。本文就从湿法磷酸入手，浅谈湿法磷酸生产工艺的特点以及难点，并且对其生产工艺进行分析，合理地进行技术应用。

关键词：湿法磷酸生产；磷酸；技术加工；生产工艺

一、湿法磷酸生产工艺概述

（一）概念

磷酸，又叫正磷酸，是一种常见的无机酸，属于中强酸，化学式为H3PO4，分子量为97.994，由五氧化二磷溶于热水中即可得到。磷酸主要用于制药、食品、制取化学肥料等，也可用作化学试剂，磷酸盐是所有生命形式的营养。湿法磷酸生产是指利用磷矿石经过浸出、磷酸化和沉淀等工艺步骤，最终生产出磷酸盐产品的过程。其步骤主要有浸出、磷酸化以及沉淀等。整个湿法磷酸生产过程需要控制反应条件、溶剂选择、沉淀条件等多方面因素，以确保产品质量和生产效率。湿法磷酸生产在农业肥料、食品添加剂、医药等领域有着广泛的应用。

（二）特点

湿法磷酸加工具有多样化的特点，首先是原料广泛，湿法磷酸生产可利用多种磷矿石作为原料，如磷灰石、赤铁矿、含磷矿石等，使得生产原料的来源相对多样化；二是高效节能，相对于干法磷酸生产，湿法磷酸生产过程中使用的化学反应通常在较低的温度下进行，从而降低能耗，提高生产效率；三是产品多样，湿法磷酸生产可以得到不同成分和纯度的磷酸盐产品，满足不同行业的需求，包括农业肥料、食品添加剂、医药原料等领域；此外还存在环保考量，在湿法磷酸生产中，通常会对废水和废气进行处理，以减少对环境的影响，符合现代工业对于环保的要求。这些特点的存在使得湿法磷酸应用较为广泛，需要相关人员结合实际进行分析。

二、湿法磷酸生产的优势

（一）原料适用性强

湿法磷酸生产可利用多种磷矿石作为原料，原料适用性更广，可降低生产成本。

（二）产品纯度高

湿法磷酸生产可以得到高纯度的磷酸盐产品，适用于需求较高纯度产品的行业。

（三）工艺灵活

湿法磷酸生产工艺相对灵活，可根据实际需要进行调整和优化，适应不同产品要求。

（四）环保性好

湿法磷酸生产通常会对废水和废气进行处理，减少对环境的影响，符合现代环保要求。

（五）能耗低

相比干法磷酸生产，湿法磷酸生产通常在较低温度下进行反应，能耗相对较低。

三、湿法磷酸生产工艺

（一）合理进行磷矿石处理

湿法磷酸生产中的磷矿石处理是生产过程中至关重要的一步，这一步的处理能够影响到后续提取磷酸盐的效率和产品质量，其步骤主要有以下几种：一是要将原始的磷矿石进行破碎，使其颗粒大小适合后续的处理步骤。通常采用破碎机等设备进行破碎操作；第二，经过破碎后的磷矿石需要进行磨细，以增加其表面积，有利于后续的化学反应。常用的设备包括球磨机、研磨机等；第三，需要将磨细后的磷矿石进行浸出处理，通常使用稀硫酸等酸性溶液进行浸出，以将磷酸盐从磷矿石中提取出来；第四，经过浸出后，得到含有磷酸盐的浸出液，需要进行固液分离，将固体的残渣分离出去，得到较为纯净的磷酸液【1】。这些步骤的有效进行可以提高磷酸盐的提取率和产品的质量，从而确保整个生产过程的顺利进行和产品的优质输出。

（二）酸解技术的落实

湿法磷酸生产过程中的酸解是指将经过磨碎处理的磷矿石与稀硫酸等酸性溶液进行反应，以便将磷酸盐从磷矿石中溶解出来形成磷酸溶液的过程，其步骤有以下几种：一是要将经过磨碎处理的磷矿石与稀硫酸等酸性溶液送入反应槽中。在反应槽内，磷矿石与酸性溶液发生反应，磷酸盐从磷矿石中溶解出来；二是要控制反应槽内的温度、压力、搅拌速度等参数，以确保反应能够有效进行并提高反应效率；第三，应根据具体工艺要求和磷矿石的性质，确定适当的反应时间，保证磷酸盐能够充分溶解。经过酸解反应后，得到含有磷酸盐的磷酸溶液，需要进一步进行固液分离等处理，以提取出纯净的磷酸液；此外，对于产生的废液，需要进行处理，以符合环境保护的要求，避免对环境造成污染。酸解这一关键步骤可以有效地将磷酸盐从磷矿石中提取出来，为后续的磷酸生产奠定基础。在整个湿法磷酸生产过程中，酸解的操作技术和控制条件的优化对提高生产效率和产品质量至关重要。

（三）结晶处理

湿法磷酸生产的结晶是指在磷酸溶液中通过控制温度、浓度和其他条件，使溶解的磷酸盐逐渐形成晶体并进行分离纯化的过程。结晶是湿法磷酸生产中非常重要的一个步骤，可以提高产品的纯度和质量，同时也有利于后续的加工和应用。首先，需要准备含有磷酸盐的磷酸溶液，通常是从酸解反应得到的含磷酸盐的溶液；其次，通过调节溶液的温度、浓度、搅拌速度等参数，以及添加适量的结晶助剂（如种晶剂）来促进结晶过程的进行；之后，将磷酸溶液缓慢地冷却或者加入反结晶剂，使其中的溶解物逐渐形成晶体。在这个过程中，控制结晶速率和晶体大小，可以影响晶体的形态和纯度；然后，随着晶体的形成，晶体会逐渐增大。通过合理控制结晶条件，可以获得所需形态和大小的晶体；此外，需要将形成的晶体通过过滤或离心等方法与溶液进行分离，得到湿状的磷酸晶体

【2】。还需要对湿状的磷酸晶体进行干燥处理，去除水分，得到干燥的磷酸晶体成品。湿法磷酸生产中的结晶过程能够有效地提取出高纯度的磷酸晶体，为产品的质量和应用性能提供保障。

（四）磷酸盐产品处理

湿法磷酸生产的磷酸盐产品处理是指对从湿法磷酸生产过程中得到的磷酸盐产品进行后续加工和处理的过程，以满足不同用途和市场需求。磷酸盐产品在湿法生产中通常以磷酸二氢钙（DCP）或者磷酸三钙（TCP）的形式存在。处理方法主要有以下几种：一是磷酸二氢钙（DCP）产品处理，需要将湿法生产得到的DCP产品进行干燥，去除产品中的水分，提高产品的稳定性和质量。还需要对干燥后的DCP产品进行粉碎或者研磨，以获得所需的颗粒大小和形态。并且对粉碎后的DCP产品进行包装，根据客户要求进行不同规格的包装，以便运输和销售；二是磷酸三钙（TCP）产品处理，湿法生产得到的TCP产品也需要进行干燥处理，以去除水分。与DCP类似，还需要对干燥后的TCP产品进行粉碎或者研磨，以获得所需的颗粒大小和形态。并且根据客户需求，可以对TCP产品进行表面改性处理，以提高产品的特性和适用范围。最后对处理好的TCP产品进行包装，根据客户要求进行不同规格的包装，以便运输和销售。除了上述的基本处理步骤外，对于特定用途的磷酸盐产品，可能还需要进行进一步的加工和改性处理【3】。总的来说，湿法磷酸生产的磷酸盐产品处理主要包括干燥、粉碎、改性处理和包装等环节，以确保产品的质量和适用性，满足市场需求。

结语

随着精细磷化工的不断发展，市场需求各种级别的磷酸不断加大，在能源日趋紧张的当今社会，人们将注意力转移到了如何将低能耗的湿法磷酸进行净化处理，以使其不仅仅局限在化学肥料生产中的应用。所以，作为多种磷酸盐产品的原料，越来越引起人们的关注。此背景下，湿法磷酸加工就成为行业发展的关键，需要相关人员通过专业化的手段进行设计，保证技术功能的发挥。

参考文献

[1]牛飞,徐文彬,谭杰等. 废旧磷酸铁锂电池再生及湿法回收技术研究进展 [J]. 矿冶工程, 2022, 42 (06): 146-152.

[2]季家友,张贺贺,马航等. 湿法磷酸深度净化工艺的研究 [J]. 武汉工程大学学报, 2022, 44 (05): 504-508.

[3]齐亚兵,张思敬. 湿法磷酸净化技术研究新进展及应用现状 [J]. 应用化工, 2022, 51 (09): 2798-2804.