【正文】 濕法磷酸生產(chǎn)中的污染問題 ...................... 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)境風險評估及建設建議 ................... 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 勞動安全與衛(wèi)生 ........................ 160 設計依據(jù)及采用標準 ............................ 160 執(zhí)行的有關安全法規(guī)及規(guī)定 ................. 160 設計中采用的勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生標準法規(guī) ... 160 生產(chǎn)過程中危險及有害因素分析 ............... 161 涉及的危險化學品性質(zhì)及其 應急措施 .............. 164 氫氟酸 ................................... 164 氟硅酸 ................................... 165 硫酸 ..................................... 165 磷酸 ..................................... 165 9 職業(yè)安全衛(wèi)生防護的措施 ........................ 166 工藝設計中采用的防護措施 ................. 166 噪音危害 ................................. 166 安全色及安全標志的設定 ................... 167 泄露監(jiān)測與處理 ........................... 167 工業(yè)衛(wèi)生 ................................. 168 輔助用室 ................................. 168 個人衛(wèi)生要求 ............................. 169 預期效果分析 ............................. 169 結論 .......................................... 170 總結與體會 .................................... 172 謝詞 .......................................... 174 參考文獻 ...................................... 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）與水反應得到的化合物。一般情況下，磷酸系正磷酸的簡稱，其分子式 H3PO4。五氧化二磷結合的水的比例低于正磷酸時 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，磷酸三個氫離子的離解常數(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PH=2時，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 則必須在強堿性溶液（ PH=）中才能穩(wěn)定存在。 磷酸為中強三元酸，具有酸的一切通性，在室溫下磷酸的化學性質(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)生化學反應。 當加熱呈漿狀時，磷酸能侵蝕石英。 磷 酸的氧化能力很弱，即使在 350~450℃ 下，與氫、碳等強還原劑作用也不發(fā)生明顯的化學反應。 純磷酸在常溫下為透明單斜結晶，在空氣中易潮解，密度 ，熔點℃ ，含怕嚄 %。此外，還存在半水物（ H3PO4?）結晶區(qū)，熔點 ℃ ， 3 含 %H3PO4。 半水磷酸與冰的低共熔點為 85℃ ，該點的磷酸含量為 %H3PO4。磷酸作為商品運輸時的含量一般為 75%H3PO4或 85%H3PO4，溶液的冰點分別為 20℃ 及 21℃ ，低于此溫度時會有半水物結晶析出。含量超過 100%H3PO4時進入無晶區(qū)，包括一組鏈長不同的縮合磷酸，以焦磷酸 H4P2O7為起點，接著是三聚磷酸H5P3O10， 四聚磷酸 H6P4O13等飽和區(qū)域。 當正磷酸溶液加熱蒸發(fā)時，可以得到一組各種鏈長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加熱時間，磷酸的脫水作用將達到更高的程度，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，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含量來表示磷酸的含量，而不用的含量來表示。 將磷酸繼續(xù)濃縮可以得到一組恒 沸點混合物，它的組成為 %~%，溶液的蒸汽壓將從 ，相應的沸點從 694℃ 提高到 869℃ 。其水溶液的蒸汽壓 p與溶液組成 %P2O5及沸點 T的關系可表示如下： 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，磷酸蒸汽將離解成 H2O和 P4O10。 焦磷酸 H4P2O7的熔點為 61℃ ，熔融后很難重結晶，在室溫下，熔融后的焦磷酸的固化時間很長，要以周或月來計算。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為一無定型磷酸的混合物，也是一個恒沸點的混合物。在72%~80%P2O5時，偏磷酸為一油狀液體；在 80%~89%P2O5時，呈焦油狀或脂肪狀；高于 90%時，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，當從 %增加到 %時，磷酸水溶液的黏度相應從 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算： cp= 式中 X為磷酸中 P2O5含量， P2O5%。有關磷酸水溶液的密度、蒸汽壓、比熱容、生成熱、電導率和粘度的具體數(shù)據(jù)可查相關文獻 。 磷酸 是重要的中間產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)化學肥料、工業(yè)磷酸鹽、飼料磷酸鹽及食品磷酸鹽等。 （ 1） 用于化學肥料的生產(chǎn) 制造高濃度磷肥和符合肥料，如重過磷酸鈣、沉淀磷肥、磷酸銨類氮磷復合肥料以及氮磷鉀混配復合肥料。 （ 2） 用于工業(yè)級磷酸鹽生產(chǎn) 用磷酸制取的工業(yè)級磷酸鹽產(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)過凈化也可用于工業(yè)級磷酸鹽生產(chǎn)。 工業(yè)級磷酸銨用作酵母培養(yǎng)劑及防火劑。 工業(yè)級磷酸鈣是用氫氧化鈣中和熱法磷酸而制成?？刂浦泻鸵旱乃岫瓤芍频酶鞣N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，因為它有很強大的螯合力。 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，造成水生動物缺氧。為此各國都在發(fā)展非磷的助劑如復合（聚）二硅酸鈉等。 （ 3） 用于飼料級磷酸鹽生產(chǎn) 在飼料添加劑中，飼料級磷酸鹽占有很大的比重，目前中國飼料工業(yè)發(fā)展很快，飼料級磷酸鹽年需求在 60萬 t（以計）以上。飼料級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)改良劑和營養(yǎng)劑。食 品級磷酸鹽的品種比較多，美國目前使用的有 31種，日本有 26種，中國正式批準使用的有磷酸、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。過去食品級磷酸鹽都是以熱法磷酸為原料。近年來，隨著濕法磷酸技術的進步，是伐磷酸也用于食品級磷酸鹽的生產(chǎn)。 磷酸在的市場前景 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。滲透到人類生產(chǎn)、生活方方面面的重要基礎原材料，在許多領域?qū)儆诓豢商娲?、必須滿足需求的物資。在這些產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，磷礦又是的 基礎原材料，且是不可再生資源，屬于國家重要的戰(zhàn)略資源，磷礦資源科學合理利用的科技攻關，已列入《綱要》中制造業(yè)領域中的基礎原材料優(yōu)先主題，所以隨著磷 6 礦等原材料價格和能源價格的不斷上漲，磷酸及其下游產(chǎn)品制造成本持續(xù)攀升。 我國雖然是磷化工生產(chǎn)的大國，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)的總體技術水平與國際先進水平還有很大差距。特別是我國進入 WTO后過渡期，國內(nèi)的磷化工市場將對外商開放，面對國外大型磷化工企業(yè)的技術優(yōu)勢，國內(nèi)磷化工企業(yè)將面臨前所未有的挑戰(zhàn)。 但是，針對我國磷化工行業(yè)的現(xiàn)狀和不足進行技術攻關，已采取相關措施加快磷化工高新技術的開發(fā)速度，縮小與世界先進水平的差距，對于滿足國民經(jīng)濟的需求和國家的安全發(fā)展已建立完整先進的工業(yè)體系、促進了西部大開發(fā)、提升了民族工業(yè)的國際競爭力等。針對此行業(yè)普遍存在的問題進行了研究，快速提升了該行業(yè)的技術水平。 經(jīng)過 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