【文章內(nèi)容簡介】 礦制取濕法磷酸則形成了磷肥工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。其中，熱法 磷酸由于其高能耗和高污染的特點，使其面臨著來自資源、能源和環(huán)境方面的多重壓力，而濕法磷酸經(jīng)過凈化精制后，則可以達到熱法磷酸的標準，可代替熱法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級或食品級磷酸鹽產(chǎn)品。因此，近 10年來，世界磷化工格局發(fā)生了很大的變化。 通過對雜質(zhì)含量較高的濕法磷酸進行凈化提純，生產(chǎn)精制磷酸取代熱法磷酸生產(chǎn)各種磷制品，已經(jīng)成為世界磷化工高新技術(shù)發(fā)展的方向。采用凈化濕法磷酸為原料生產(chǎn)工業(yè)、食品級磷酸或磷制品，不僅大幅度降低了能源消耗，還提高了產(chǎn)品附加值，增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。同時，精制后的磷酸殘液還可用來生產(chǎn)肥料，實現(xiàn)資 源的分級綜合利用并對環(huán)境友好。隨著濕法磷酸凈化技術(shù)的研究，此工藝將實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。 雖然，隨著磷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，且濕法磷酸主要用來生產(chǎn)肥料，目前國內(nèi)外肥料行業(yè)產(chǎn)能普遍過剩，但是可利用濕法磷酸凈化技術(shù)來形成新的經(jīng)濟增長點，我國的高濃度磷肥 7 工業(yè)從 20世紀 80年代初真正起步，走引進消化吸收和自主創(chuàng)新開發(fā)相結(jié)合的道路，經(jīng)過 20多年的努力。磷肥工業(yè)的總體水平和生產(chǎn)規(guī)模都已接近世界先進水平。特別是在國家重點科技攻關(guān)和其他國家科技計劃的長期支持下，由四川大學(xué)自主開發(fā) 的 “中和料漿濃縮法磷銨工藝 ”，結(jié)合了我國磷資源的特點，高水平地實現(xiàn)了生產(chǎn)裝置的大型化和國產(chǎn)化，不僅裝置規(guī)模和產(chǎn)量占據(jù)了全部高濃度磷肥行業(yè)的半壁江山，而且還可與引進裝置進行聯(lián)產(chǎn)，改造并優(yōu)化后者的運行狀況，使采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)磷肥的引進消化裝置具有鮮明的中國特色。我國的云南、貴州、湖北、四川 4個主要產(chǎn)磷省，依托磷資源優(yōu)勢和成熟先進的高濃度磷肥生產(chǎn)技術(shù)及裝備發(fā)展很快， “十一五 ”是我國磷肥工業(yè)進行產(chǎn)業(yè)集中、結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點時期，到 2021年，我國磷肥產(chǎn)量將達到 l 450萬 t，成為世界第一生產(chǎn)大國，其中，高濃度磷復(fù)肥將 要達到 1 015萬 t，占磷肥總產(chǎn)量的 70％，云南、貴州、湖北、四川 4個產(chǎn)磷省的產(chǎn)量要占磷肥總產(chǎn)量的 70％，大型企業(yè)的產(chǎn)量要占磷肥總產(chǎn)量的70％，國產(chǎn)磷肥實現(xiàn)自給有余。但是單一的磷肥產(chǎn)品作為農(nóng)用物資，受國家限價政策和農(nóng)用效益增值的限制，企業(yè)的經(jīng)濟效益有限，制約了市場競爭力的提高。 在 WTO后過渡期，我國化肥市場將實現(xiàn)對外開放，外商將進入化肥批發(fā)、零售、倉儲、服務(wù)等流通領(lǐng)域，外部壓力將進一步加大，那些僅有單一磷肥產(chǎn)品的大型磷肥企業(yè)將面臨強力的國際市場競爭。從資源利用的角度來看，磷礦作為一種不可再生、儲量有限的資 源，在基本集中了我國優(yōu)質(zhì)磷礦資源的云、貴地區(qū)，磷礦僅用來生產(chǎn)肥料，不符合資源效益最大化利用的原則。所以，濕法磷酸生產(chǎn)磷肥的技術(shù)路線需要通過濕法磷酸精制凈化技術(shù)等核心關(guān)鍵技術(shù)，獲得與熱法酸相同質(zhì)量的磷酸原料，銜接進入到磷酸鹽產(chǎn)業(yè)鏈，將已形成的 “礦一肥 ”結(jié)合路線延伸為 “礦一肥 +鹽 ”的模式，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，以肥為基礎(chǔ)，開發(fā)精細磷化工產(chǎn)品，實現(xiàn)磷資源科學(xué)、經(jīng)濟的合理利用，提高磷肥企業(yè)經(jīng)濟效益，增強企業(yè)核心競爭能力，使我國的磷化工基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)能有效地應(yīng)對來自國際市場的競爭，滿足國民經(jīng)濟建設(shè)的需求。實現(xiàn) “礦一肥 +鹽 ”的 產(chǎn)業(yè)鏈模式，核心技術(shù)就是濕法磷酸的精制凈化工藝及其產(chǎn)業(yè)化成套裝備。精細磷酸鹽和高純度磷酸的需求量大， 8 有廣闊的市場前景通常。磷酸產(chǎn)品的純度按農(nóng)用級、工業(yè)級、飼料級、食品級、醫(yī)藥級、電子級逐級遞增，產(chǎn)品加工難度和附加值也隨之提高。精細磷化物和精細磷酸鹽產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子等行業(yè)，具有很高的附加值，其市場需求潛力大，已成為磷化工行業(yè)新的經(jīng)濟增長點。因此，開發(fā)濕法磷酸凈化技術(shù)，利用凈化濕法磷酸代替熱法磷酸生產(chǎn)各種精細磷化物和精細磷酸鹽產(chǎn)品，能帶來巨大的經(jīng)濟效益。同時，還有利于改善磷酸產(chǎn)品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升企業(yè)的核 心競爭力。為磷酸生產(chǎn)行業(yè)提供了一個廣闊的市場前景。 廠址選擇 廠址選擇原則 ，城市或地區(qū)的的規(guī)劃要求，盡可能靠近城市或城鎮(zhèn)原有企業(yè)，以便生產(chǎn)上的協(xié)作，生活上的方便。 ，燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售便利的地區(qū)，并在貯運、機修，公用工程和生活設(shè)施等方便又良好基礎(chǔ)和協(xié)作條件的地區(qū)。 、水質(zhì)良好的水源地，當有城市供水時，地下水和地面水三種供水條件時，應(yīng)該經(jīng)濟技術(shù)比較后選用。 （水運、鐵路、公路），即應(yīng) 有便利的交通運輸條件。以避免為了新建企業(yè)需修建過長的專用交通線，增加新企業(yè)建廠費用和運輸成本。在有條件的地方，要優(yōu)先采用水運。對于超重、超大或超長設(shè)備的工廠，還應(yīng)注意沿途是否具備運輸條件。 ，一般地講，廠址應(yīng)考慮電源的可靠性，并應(yīng)盡可能利用熱電站的蒸汽供應(yīng)，以減少新建工廠的熱力和供電方面的投資。 。不占或少占良田、好地、菜園、果園等。廠區(qū)的大小、形狀、和其它條件滿足工藝流程合理布置的需要，并應(yīng)有發(fā)展的可能行。 9 7. 選廠應(yīng)注意當?shù)刈匀画h(huán)境條件并對工廠投資后 對于環(huán)境可能造成的影響作出預(yù)評價。工廠的生產(chǎn)區(qū)，排渣去和居民區(qū)的建設(shè)應(yīng)同時選定。 ；廠址的自然地形應(yīng)有利于廠房和管線的布置，內(nèi)外線交通聯(lián)系和場地的排水。 ，生活污水排放的可靠排除地，并應(yīng)保證不因新建廠建設(shè)至使當?shù)厥艿叫碌奈廴竞臀：Α? ，應(yīng)盡量避免拆除民房或建筑物，砍伐果園和拆除大批墓地。 地震斷層帶地區(qū)和基本烈度為 9度以上的地震區(qū)；土層厚度較大的 3級自重濕陷性黃土地區(qū)；易受洪水、泥石流、滑坡、土崩等危害的山區(qū)；有開采價值的礦藏地區(qū)；對機場、電臺等實用有影響的地區(qū)；有嚴重放射性物質(zhì)的地區(qū)級爆破危險地區(qū)；國家規(guī)定的歷史文物古建筑等地區(qū)；園林風(fēng)景區(qū)及森林自然保護區(qū)、風(fēng)景游覽地區(qū)。 綜合考慮以上建廠原則，本項目廠址擬定在云南省安寧市草鋪鎮(zhèn)。 地理位置 安寧市是云南省昆明市下轄的一個縣級市，位于滇中高原的東部邊緣，地處東經(jīng) 錯誤 !未找到引用源。 ，北緯 錯誤 !未找到引用源。 之間；南北約 公里；東西寬約 公里；總面積 1321 平方公里。安寧市距昆明 32 公里，是昆明通往滇西 8 個地州，并經(jīng)畹町直接與緬甸相通的交通重鎮(zhèn)。市境東北與西山區(qū)相連，東南與晉寧縣接壤，西邊與易門，祿豐毗鄰。平均海拔 1800 米，年平均氣溫 ℃ 。 10 圖 11 安寧的地理位置 圖 12 安寧市地圖 云南省安寧市草鋪鎮(zhèn)位于安寧市西郊，距市區(qū) 12 千米， 320 國道及安楚高等級公路穿越面過，總面積 171 平方公里；東臨連然鎮(zhèn)，南接縣街鄉(xiāng)，西靠易 11 門縣，北 連青龍及溫泉兩鎮(zhèn)，為通往滇西之要沖。全鎮(zhèn)有八個村委員會， 1個委員會， 42 個村民小組， 2 個村民小組，總面積 171 平方公里 。全鎮(zhèn)共有漢族、苗族、彝族、白族、傈僳族、哈尼族等 14 個民族。 圖 13 草鋪鎮(zhèn)地圖 自然概況 安寧，由于得天獨厚的地理自然優(yōu)勢，被譽為 “連然金方，螳川寶地 ”，歷來是昆明的重要門戶，迤西咽喉，歷史上曾是南方絲綢之路的重要站口，史稱 “安寧雄鎮(zhèn)，諸爨要沖 ”。今天，安寧以豐富的礦藏資源、發(fā)達的交通樞紐、先進的電信事業(yè)、充足的自然能源、雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)和獨特的旅游資源， 一展古鎮(zhèn)雄風(fēng)，成為云南省的冶金、鹽、磷化工基地和以溫泉休閑療養(yǎng)為主的旅游度假勝地。 安寧市地處滇中高原中部，滇池斷陷湖盆西部，境內(nèi)地表起伏不大，高原面發(fā)育較為完整。整個地形南窄北寬，東南高西北低。擁有連然、八街、祿脿三個大小不一的山間谷盆，其余均為山區(qū)、半山區(qū)。境內(nèi)群山環(huán)繞，盆嶺相間。屬山地、中山、中切割地貌。 12 安寧屬中亞熱帶低緯度高海拔地區(qū)，季節(jié)溫差不大，干濕度分明。年平均氣溫 ℃ 極端最高氣溫 ℃ ，極端最低溫度 ℃ 。年均降水量約為 毫米，月最大降雨量 毫米，日最大降雨量 毫米，降雨主要集中在5~9 月。年日照時 小時，年蒸發(fā)量 米，日最大降雨量 毫米，最大風(fēng)速 40m/s，多西南風(fēng)。相對濕度 76%。舒適的氣候條件吸引了眾多外地人來旅游。 馳名中外的溫泉 “天下第一湯 ”，自東漢發(fā)現(xiàn)和開發(fā)利用以來，便像一塊巨大的磁石，吸引著中外文人雅士紛至沓來。明代大旅行家徐霞客稱 “此水實為第一，不可不飲 ”；前國家副主席董必武題詩道： “莫夸六國黃金印，來試三迤碧玉泉 ”；著名詩人郭沫若更對溫泉留下了難忘的印象：“千樹紅云迎客履，一池碧玉滌風(fēng)塵。 ”新近開發(fā)的溫泉風(fēng)景旅 游度假區(qū)、玉龍灣東南亞影視城、三柱香公園和青龍峽旅游風(fēng)景區(qū)等景點，更令游客流連忘返，一走神醉。 自然資源：安寧市自然資源豐富。礦產(chǎn)資源主要有磷、鐵、鈦、錫、銅、 鋅、鋁、硅、鋁土礦、石英砂、石灰石、白云石及花崗巖等諸多礦藏。境內(nèi)鹽礦儲量居全國內(nèi)陸型鹽礦第二，平均品位 %，僅次于青海；鈣芒硝儲量 76億噸，平均品位約 %，居全國儲量前列；磷礦儲量 ，鐵礦儲量5200 億噸。安寧市屬高原紅土壤區(qū)，土壤構(gòu)成與昆明市域整體相同，經(jīng)濟林木、農(nóng)作物品種、植物資源和昆明市域多數(shù)地區(qū)類似。森林以云南松、滇翠柏 、油松、華山松及針葉樹為主，花卉品種繁多。其中，滇翠柏為安寧市市樹，梅花為安寧市市花。 交通運輸 安寧交通發(fā)達， 320 國道直通緬甸，昆安、 安楚高速 ， 成昆鐵路 等穿境而過，安晉高速、昆廣鐵路復(fù)線已開工建設(shè)，柏油路直達各 行政村 。 建廠優(yōu)勢 13 磷酸廠的主要原料是磷礦等，選址時應(yīng)滿足： ① 靠近磷礦原料基地； ②原料基地應(yīng)是探有豐富蘊藏量地區(qū)。而據(jù)統(tǒng)計，云南省磷礦地質(zhì)儲量（折P2O5）占 %，從資源簡表容易看出，安寧磷礦相對豐富，且有大型工業(yè)園區(qū)， 原料來源有了保障，從而節(jié)省了運輸成本，降低了建廠成本。 設(shè)計原則 （ 1）《化工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容和深度的規(guī)定》 ； （ 2）《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國勞動安全法》 ； （ 3）國家和地區(qū)有關(guān)稅收、建設(shè)等 有關(guān)法令、法規(guī) ； （ 4）化工工程及工藝設(shè)計相關(guān)規(guī)定 。 產(chǎn)品原料及方案 10萬噸 /年半二水磷酸裝置采用挪威 Norsk Hydro公司的半水 — 二水生產(chǎn)工藝技術(shù)。主要產(chǎn)品為 27％ P2O5的磷酸。 裝置消耗的主要物料有磷礦粉和硫酸，消耗的能源有：動力電、蒸汽以及工藝水、渣壩回水、壓縮空氣、循環(huán)水、磷石膏干線輸送等載能工質(zhì)耗電。 14 第 2 章 生產(chǎn)方案論證 生產(chǎn)工藝分析與選擇 磷酸在國民經(jīng)濟中占有重要地位，是生產(chǎn)磷肥和磷酸鹽的中間原料。磷酸及其下游產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品、電子等行業(yè)。 磷酸的生產(chǎn)方法按照磷礦的化學(xué)加工方法劃分為熱法磷酸法和濕法磷酸法。熱法工藝是先用磷礦石、硅石、焦炭將磷礦石中的磷還原為元素磷，然后將黃磷在空氣中燃燒得到五氧化二磷，再將五氧化二磷與水反應(yīng)得到磷酸的工藝。由于該法對礦石品位無嚴格要求，產(chǎn)品濃度高，質(zhì)量純，在上世紀 90年代以前世界磷酸的 70％以上由熱法磷酸提供。但是由于其電耗大，平均為 15 078kwh／ t黃磷 (1991年 )，成本高，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵和有毒氣體嚴重污染環(huán)境，因此世界上熱法磷酸的比例正逐漸下降。濕法磷酸法是用無機酸 (主要是硫酸、鹽酸 )分解磷礦制 得磷酸，這種工藝要求磷礦石的品位高，質(zhì)量好，但制得酸的濃度低。我國每年減少磷礦儲量約3億 t，按此消耗速度，我國磷礦資源僅能維持到 2050～ 2060年。 改革開放以來，我國磷化工發(fā)展的技術(shù)路線以濕、熱法并舉，基本上是磷肥以濕法為主，磷酸鹽以熱法為主。近幾年，磷酸下游產(chǎn)品開始由初級產(chǎn)品向技術(shù)含量高、附加值高的產(chǎn)品轉(zhuǎn)變。濕法、熱法、窯法磷酸 3種生產(chǎn)工藝的優(yōu)點及存在的問題列于表 21。 表 21 磷酸生產(chǎn)工藝比較 項目 濕法磷酸 熱法磷酸 窯法磷酸 原理 用硫酸（也可用鹽酸） 分解磷礦制取磷酸 黃磷燃燒水合制取磷 酸 與熱法磷酸工藝基本一致，磷的還原和氧化在同一個設(shè)備內(nèi)進行 磷礦的要求 高品位 P2O5 30% P2O5 25% 中低品位 P2O5 25% 磷酸質(zhì)量 27%~35% 75%~85% 85%左右 主要工藝 二水物流程 一辰法和二步法 隧道窯和回轉(zhuǎn)窯 應(yīng)用 主要用于制造磷肥、工 業(yè)級磷酸鹽和制取飼 生產(chǎn)工業(yè)級和食品級磷酸及電子級磷酸鹽制品 可用于生產(chǎn)工業(yè)級磷酸 15 料級磷酸氫氨、三聚磷酸鈉等 優(yōu)點 設(shè)備簡單，能耗低，生 產(chǎn)成本低 產(chǎn)品濃度高，質(zhì)量好 利用中低品位磷礦，節(jié) 能，不受硫資源限制 存在問題 對 磷礦石品位要求高 能耗高，生產(chǎn)成本高 球團易結(jié)焦，出口窯氣溫度高，收酸困難；純度比熱法稍低 成本因素 硫磺的價格 電價和黃磷 焦炭和包裹劑 熱法磷酸是黃磷的主要用戶，其消費量占黃磷總消費量的 70％左右。黃磷的生產(chǎn)也主要集中在磷礦資源相對豐富的省份，但其能耗高，生產(chǎn)成本高，正在被濕法磷酸所取代。 硫磺價格是影響濕法磷酸成本的主要因素，而我國磷礦資源主要