【正文】 濕法磷酸生產(chǎn)中的污染問(wèn)題 ...................... 147 水質(zhì)的污染 ............................... 147 大氣的污染 ............................... 149 廢渣 ..................................... 151 環(huán)保治理措施 .................................. 151 廢水的處理措施 ........................... 151 廢氣的處理 ............................... 153 廢渣處理 ................................. 154 產(chǎn)區(qū)綠化 ................................. 156 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及建設(shè)建議 ................... 156 第 13 章 節(jié)能 ................................. 157 節(jié)能的意義 .................................... 157 節(jié)電 ......................................... 157 8 節(jié)電途徑 ................................. 157 節(jié)電措施 ................................. 157 節(jié)水 ......................................... 157 節(jié)水途徑 ................................. 157 節(jié)水措施 ................................. 158 工藝節(jié)能特色 .................................. 158 廢水的利用 .............................. 158 廢渣的利用 ............................... 159 廢氣利用 ................................ 159 第 14 章 勞動(dòng)安全與衛(wèi)生 ........................ 160 設(shè)計(jì)依據(jù)及采用標(biāo)準(zhǔn) ............................ 160 執(zhí)行的有關(guān)安全法規(guī)及規(guī)定 ................. 160 設(shè)計(jì)中采用的勞動(dòng)安全與職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)法規(guī) ... 160 生產(chǎn)過(guò)程中危險(xiǎn)及有害因素分析 ............... 161 涉及的危險(xiǎn)化學(xué)品性質(zhì)及其 應(yīng)急措施 .............. 164 氫氟酸 ................................... 164 氟硅酸 ................................... 165 硫酸 ..................................... 165 磷酸 ..................................... 165 9 職業(yè)安全衛(wèi)生防護(hù)的措施 ........................ 166 工藝設(shè)計(jì)中采用的防護(hù)措施 ................. 166 噪音危害 ................................. 166 安全色及安全標(biāo)志的設(shè)定 ................... 167 泄露監(jiān)測(cè)與處理 ........................... 167 工業(yè)衛(wèi)生 ................................. 168 輔助用室 ................................. 168 個(gè)人衛(wèi)生要求 ............................. 169 預(yù)期效果分析 ............................. 169 結(jié)論 .......................................... 170 總結(jié)與體會(huì) .................................... 172 謝詞 .......................................... 174 參考文獻(xiàn) ...................................... 175 2 第 1 章 總論 概述 磷酸的性質(zhì)和用途 1． 磷酸的性質(zhì) 磷酸是由五氧化二磷（ P2O5）與水反應(yīng)得到的化合物。一般情況下，磷酸系正磷酸的簡(jiǎn)稱，其分子式 H3PO4。五氧化二磷結(jié)合的水的比例低于正磷酸時(shí) 可形成焦磷酸（ H4P2O7）、三聚磷酸（ H5P3O10）、四聚磷酸（ H6P4O13）、偏磷酸（ HPO3）和多聚偏磷酸（ HPO3） n 等。磷酸時(shí)三元酸，可以生成三種不同的取代鹽，即一代磷酸鹽 XH2PO4，二代磷酸鹽 X2HPO4和三代磷酸鹽 X3PO4。在水溶液中 25℃時(shí)，磷酸三個(gè)氫離子的離解常數(shù)分別為： H3PO4 ==== H++H2PO4 K1=102 H2PO4 ==== H++HPO42 K2=108 HPO42 ==== H++PO43 K3=1012 磷酸或磷酸鹽的溶液中，各種離子的存在及其濃度由溶液的 PH值決定。當(dāng)PH=2時(shí)，溶液中約有一半以一代磷酸離子（ H2PO4 ）存在，到 PH=（弱酸性），H2PO4才是穩(wěn)定的；二代磷酸離子（ HPO42 ）在 PH=；而 PO43 則必須在強(qiáng)堿性溶液（ PH=）中才能穩(wěn)定存在。 磷酸為中強(qiáng)三元酸，具有酸的一切通性，在室溫下磷酸的化學(xué)性質(zhì)是很活潑的。 高溫下磷酸可能與大部分金屬及其氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 當(dāng)加熱呈漿狀時(shí)，磷酸能侵蝕石英。 磷 酸的氧化能力很弱，即使在 350~450℃ 下，與氫、碳等強(qiáng)還原劑作用也不發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)。 純磷酸在常溫下為透明單斜結(jié)晶，在空氣中易潮解，密度 ，熔點(diǎn)℃ ，含怕嚄 %。此外，還存在半水物（ H3PO4?）結(jié)晶區(qū)，熔點(diǎn) ℃ ， 3 含 %H3PO4。 半水磷酸與冰的低共熔點(diǎn)為 85℃ ，該點(diǎn)的磷酸含量為 %H3PO4。磷酸作為商品運(yùn)輸時(shí)的含量一般為 75%H3PO4或 85%H3PO4，溶液的冰點(diǎn)分別為 20℃ 及 21℃ ，低于此溫度時(shí)會(huì)有半水物結(jié)晶析出。含量超過(guò) 100%H3PO4時(shí)進(jìn)入無(wú)晶區(qū)，包括一組鏈長(zhǎng)不同的縮合磷酸，以焦磷酸 H4P2O7為起點(diǎn)，接著是三聚磷酸H5P3O10， 四聚磷酸 H6P4O13等飽和區(qū)域。 當(dāng)正磷酸溶液加熱蒸發(fā)時(shí)，可以得到一組各種鏈長(zhǎng)不同的縮合磷酸混合物，通常稱為正磷酸。提高加熱溫度或延長(zhǎng)加熱時(shí)間，磷酸的脫水作用將達(dá)到更高的程度，亦即正磷酸不斷減少，縮合磷酸（如三聚磷酸、四聚磷酸、偏磷酸等）不斷增加。這時(shí)，磷酸的含量已經(jīng)大于 100%H3PO4，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，常常 用 P2O5含量來(lái)表示磷酸的含量，而不用的含量來(lái)表示。 將磷酸繼續(xù)濃縮可以得到一組恒 沸點(diǎn)混合物，它的組成為 %~%，溶液的蒸汽壓將從 ，相應(yīng)的沸點(diǎn)從 694℃ 提高到 869℃ 。其水溶液的蒸汽壓 p與溶液組成 %P2O5及沸點(diǎn) T的關(guān)系可表示如下： ak1 3 3 3 2 20T 2 4 5 0/0 .2 6 860O%P8 6 1252 ???? ））（（ 式中 %P2O5在 60%~95%之間。 接近 1000℃ 時(shí)，磷酸蒸汽將離解成 H2O和 P4O10。 焦磷酸 H4P2O7的熔點(diǎn)為 61℃ ，熔融后很難重結(jié)晶，在室溫下，熔融后的焦磷酸的固化時(shí)間很長(zhǎng)，要以周或月來(lái)計(jì)算。這主要是由于焦磷酸已經(jīng)被離解成正磷酸或多磷酸的 混合物。 偏磷酸 [HPO3]n為一無(wú)定型磷酸的混合物，也是一個(gè)恒沸點(diǎn)的混合物。在72%~80%P2O5時(shí)，偏磷酸為一油狀液體；在 80%~89%P2O5時(shí)，呈焦油狀或脂肪狀；高于 90%時(shí)，呈透明玻璃狀。 任何組成的聚合磷酸溶解于水均水解成正磷酸。水解速度決定于水解溫度。25℃ 時(shí)形成正磷酸，溫度提高到 100℃ ，幾分鐘就完成了。因此，可以在室溫下 4 研究聚磷酸在水溶液中的性質(zhì)。 磷酸的稀釋熱隨著稀釋倍數(shù)的增加而增大。 1molH3PO4在 1mol水中的溶解熱為 ，而在 100mol水中則增大為 。 磷酸溶液的密度與黏度在一定溫度下，均隨磷酸中 P2O5含量的增加而增加。在 75℃ 下，當(dāng)從 %增加到 %時(shí)，磷酸水溶液的黏度相應(yīng)從 103Pa?s增加到 102Pa?s。而密度則從 。 磷酸水溶液（ 44%P2O5）在 20~100℃ 范圍內(nèi)的比熱容可按下式計(jì)算： cp= 式中 X為磷酸中 P2O5含量， P2O5%。有關(guān)磷酸水溶液的密度、蒸汽壓、比熱容、生成熱、電導(dǎo)率和粘度的具體數(shù)據(jù)可查相關(guān)文獻(xiàn) 。 磷酸 是重要的中間產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)化學(xué)肥料、工業(yè)磷酸鹽、飼料磷酸鹽及食品磷酸鹽等。 （ 1） 用于化學(xué)肥料的生產(chǎn) 制造高濃度磷肥和符合肥料，如重過(guò)磷酸鈣、沉淀磷肥、磷酸銨類氮磷復(fù)合肥料以及氮磷鉀混配復(fù)合肥料。 （ 2） 用于工業(yè)級(jí)磷酸鹽生產(chǎn) 用磷酸制取的工業(yè)級(jí)磷酸鹽產(chǎn)品很多。熱法磷酸由于雜質(zhì)含量少，絕大部分用于生產(chǎn)三聚磷酸鈉和其它工業(yè)用磷酸鹽。濕法磷酸經(jīng)過(guò)凈化也可用于工業(yè)級(jí)磷酸鹽生產(chǎn)。 工業(yè)級(jí)磷酸銨用作酵母培養(yǎng)劑及防火劑。 工業(yè)級(jí)磷酸鈣是用氫氧化鈣中和熱法磷酸而制成。控制中和液的酸度可制得各種磷酸鈣鹽。 磷 酸一鈣用作發(fā)酵劑和蔗糖的脫色劑。磷酸二鈣作用動(dòng)物的輔助飼料和牙膏的填料，優(yōu)質(zhì)的磷酸二鈣可用于醫(yī)藥。磷酸三鈣用作粉狀物料流動(dòng)性的調(diào)節(jié)劑和陶瓷制品的增白劑。 5 磷酸鉀鹽的工業(yè)應(yīng)用比較少。只有焦磷酸鉀幾乎全部用于液體洗滌劑的生產(chǎn)。焦磷酸鉀可由磷酸氫二甲在高溫下脫水而成。 磷酸一鈉用于酸型去垢劑的緩沖劑，磷酸二鈉用作軟化劑，除去水中的金屬陽(yáng)離子；也可用于醫(yī)藥和植物染色以及陶瓷釉料。磷酸三鈉用作軟化劑或重質(zhì)洗滌劑的配料。酸式焦磷酸鈉用于發(fā)酵劑和配制油井鉆孔泥漿。焦磷酸鈉是肥皂和合成洗滌劑的配料，它與酸式焦磷酸鈉混合可用 作反絮凝劑。三聚磷酸鈉是合成洗滌劑的主要助劑，因?yàn)樗泻軓?qiáng)大的螯合力。 60年代后期，由于使用三聚磷酸鈉后的排水中含有磷，促使湖泊河流中藻類等大量繁殖，造成水生動(dòng)物缺氧。為此各國(guó)都在發(fā)展非磷的助劑如復(fù)合（聚）二硅酸鈉等。 （ 3） 用于飼料級(jí)磷酸鹽生產(chǎn) 在飼料添加劑中，飼料級(jí)磷酸鹽占有很大的比重，目前中國(guó)飼料工業(yè)發(fā)展很快，飼料級(jí)磷酸鹽年需求在 60萬(wàn) t（以計(jì)）以上。飼料級(jí)磷酸鹽主要有磷酸氫鈣、脫氟磷酸鈣、磷酸氫二鈉、磷酸氫二銨、尿素磷酸鹽等。 （ 4） 用于食品級(jí)磷酸鹽生產(chǎn) 磷酸鹽在食品或飲料加工中主要是作為品質(zhì)改良劑和營(yíng)養(yǎng)劑。食 品級(jí)磷酸鹽的品種比較多，美國(guó)目前使用的有 31種，日本有 26種，中國(guó)正式批準(zhǔn)使用的有磷酸、磷酸氫鈣、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、焦磷酸鈉、焦磷酸二氫鈣、六偏磷酸鈉、焦磷酸二氫鈉等。過(guò)去食品級(jí)磷酸鹽都是以熱法磷酸為原料。近年來(lái)，隨著濕法磷酸技術(shù)的進(jìn)步，是伐磷酸也用于食品級(jí)磷酸鹽的生產(chǎn)。 磷酸在的市場(chǎng)前景 由磷酸獲得的下游產(chǎn)品磷肥、磷酸鹽、磷化物與農(nóng)業(yè)、工業(yè)及人類日常生活密切相關(guān)。滲透到人類生產(chǎn)、生活方方面面的重要基礎(chǔ)原材料，在許多領(lǐng)域?qū)儆诓豢商娲⒈仨殱M足需求的物資。在這些產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，磷礦又是的 基礎(chǔ)原材料，且是不可再生資源，屬于國(guó)家重要的戰(zhàn)略資源，磷礦資源科學(xué)合理利用的科技攻關(guān)，已列入《綱要》中制造業(yè)領(lǐng)域中的基礎(chǔ)原材料優(yōu)先主題，所以隨著磷 6 礦等原材料價(jià)格和能源價(jià)格的不斷上漲，磷酸及其下游產(chǎn)品制造成本持續(xù)攀升。 我國(guó)雖然是磷化工生產(chǎn)的大國(guó)，磷化工產(chǎn)品的產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比重也很大，但是磷化工產(chǎn)品的品種卻很單一．且檔次較低，磷化工行業(yè)的總體技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平還有很大差距。特別是我國(guó)進(jìn)入 WTO后過(guò)渡期，國(guó)內(nèi)的磷化工市場(chǎng)將對(duì)外商開(kāi)放，面對(duì)國(guó)外大型磷化工企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)磷化工企業(yè)將面臨前所未有的挑戰(zhàn)。 但是，針對(duì)我國(guó)磷化工行業(yè)的現(xiàn)狀和不足進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，已采取相關(guān)措施加快磷化工高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)速度，縮小與世界先進(jìn)水平的差距，對(duì)于滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需求和國(guó)家的安全發(fā)展已建立完整先進(jìn)的工業(yè)體系、促進(jìn)了西部大開(kāi)發(fā)、提升了民族工業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力等。針對(duì)此行業(yè)普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行了研究，快速提升了該行業(yè)的技術(shù)水平。 經(jīng)過(guò) 100多年的發(fā)展．因磷礦生產(chǎn)磷酸方法的不同而形成了磷酸鹽工業(yè)和磷肥工業(yè)并存的磷化工產(chǎn)業(yè)格局：以電解磷礦獲得黃磷制取熱法磷酸形成了磷酸鹽工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，而利用硫酸分解磷