张 俊，韩喜超，潘继斐，李 勇

（云南磷化集团海口磷业有限公司，云南 昆明 650113）

0 引言

磷酸工业是化学工业的重要组成部分。根据磷酸中杂质含量的高低和种类的差异化可分为肥料级、工业级、食品级、电子级等［1］。目前国内用于生产工业级、食品级、电子级磷酸的方法主要是基于黄磷的热法磷酸技术，而发达国家中90%的工业级及以上的高纯度磷酸和磷酸盐产品均采用湿法磷酸净化技术生产。湿法磷酸净化技术以替代高能耗热法磷酸为目标，它的发展一直与国际能源价格密切相关，现今国际上流行的几种典型的湿法磷酸净化技术，就是在20世纪70年代国际能源危机的带动下开发成功的。随着我国供给侧改革的深入进行，近年来国内各大磷化工企业开始着力于发展精细磷化工产业链，湿法磷酸净化技术成为各企业竞相追逐的关键发展点。

云南磷化集团海口磷业有限公司（以下简称公司）采用四川大学技术建成投产一套6.16万t/a工业级湿法磷酸净化装置，采用以色列化工集团（ICL）公司技术建成一套7.0万t/a食品级湿法磷酸净化装置，现对6.16万t/a工业级湿法磷酸净化装置介绍如下。

1 6.16万t/a工业级湿法磷酸净化装置情况简介

2011年4月云天化集团有限责任公司与四川大学签订协议，进行溶剂萃取法湿法磷酸净化技术转让，在云南磷化集团海口磷业有限公司建设一套6.16万t/a溶剂萃取法工业级湿法磷酸净化装置，该项目于2012年9月建成，并于同年11月投产。

1.1 溶剂萃取法工业级湿法磷酸净化技术工艺简介

公司经过多年的理论实践探索，对四川大学生产工艺进行优化改造，3个主要工序工艺过程如下。

1） 磷酸预处理工序 经浓缩后的湿法磷酸w（P2O5）达到46%，经陈化、澄清后w（固）降低至2%左右，对此澄清浓磷酸进行磷矿浆脱硫、沉降后，磷酸中的大部分硫酸根离子转化为石膏沉淀，随沉降底流一起返回至湿法磷酸萃取反应槽，对未完全反应的磷矿浆进行二次利用，同时半水或无水石膏转化为二水石膏。

2） 萃取净化工序 经过预处理的原料磷酸进入萃取塔和萃取槽与有机溶剂进行多级逆流萃取，萃取相为负载磷酸的有机相，萃余相为w（P2O5）约23%的萃余酸相。萃取相经预洗涤、精脱硫、脱氟、洗涤、反萃取后得到w（P2O5）为25%的净化稀磷酸。萃余酸经浓缩后返回磷肥装置生产肥料级磷酸一铵（MAP）、重过磷酸钙（TSP）。

3） 磷酸后处理工序 对净化稀磷酸进行双效真空浓缩、P2S5脱砷、活性炭脱色、滤膜过滤固液分离后，最终得到w（H3PO4）为75%的工业级净化磷酸产品。

1.2 工艺技术特点

（1）针对中低品位磷矿生产出的湿法磷酸浓度低、杂质含量高、黏度大，不利于萃取分相的特点，此工艺采用的混合萃取剂，无须进行高浓度磷酸萃取，且萃取剂黏度低、萃取分相速度快、萃取效率高。

（2）该工艺将溶剂萃取法与化学沉淀法除杂相结合，因萃取剂对阳离子的选择性低，对阴离子选择性高，用化学沉淀法预脱除大部分阴离子，可大幅度提高产品质量。

（3）萃取采用塔槽串联工艺路线，萃取塔采用四川大学拥有独立知识产权的大型振动筛板塔技术［2］。

（4）公司结合湿法磷酸净化技术工艺特点，将滤膜过滤技术引入湿法磷酸净化工艺中，对化学沉淀除杂过程中产生的硫酸钡、氟硅酸钠、硫化砷固体，脱色过程中引入的活性炭进行彻底分离，以解决实际生产中的固液分离技术难点。

（5）公司针对萃余酸的产品特性摸索出使用萃余浓酸生产肥料级TSP、传统法磷酸一铵、料浆法磷酸一铵的工艺技术。

2 6.16万t/a工业级湿法磷酸净化装置生产运行情况

1） 装置产能 根据该装置的生产实际产量及消耗进行统计，装置近3年的产能及萃取率见表1。

表1 2017—2019年工业级湿法磷酸净化装置产能及萃取率

从表1数据可见，近3年工业级湿法磷酸净化装置产能均达到或超过设计产能，萃取率均超过设计萃取率。

2） 产品质量 现行企业标准Q/YTH 11—2018《工业净化磷酸》对工业级磷酸的指标要求如表2所示。

表2 企业标准Q/YTH 11—2018《工业净化磷酸》指标要求

目前，公司工业净化磷酸应用分为外售和内部使用两种，其中内部使用为供公司内部特肥厂生产欧洲标准级的工业级磷酸盐（MAP）、磷酸二氢钾（MKP）及国内使用的大量元素水溶肥；外售以生产工业级磷酸盐类为主，同时也涉及饲料级磷酸氢钙、金属表面处理、锂电池原料、垃圾处理等相关行业。根据工业净化磷酸应用的结构布局，公司相应制定了内部供特肥厂产品标准，外售工业净化磷酸可根据客户所在行业进行差异化订制，既降低了生产成本，又在质量和价格上得到客户的赞誉。

3） 生产成本 由于原料价格（指磷矿和硫黄）不断波动，工业净化磷酸成本也随之不断变化，根据近3年的生产成本测算数据来看，热法磷酸与工业净化磷酸吨P2O5合计成本差价仍保持在800～1 000元，经济效益十分显著。

3 结论

湿法磷酸净化技术的成功工业化应用是公司转方式、调结构的重要体现，它的投产标志着公司从无机化工向有机化工领域的拓展、从粗放式磷化工向精细磷化工领域的转变、从低附加值产品向高附加值产品的延伸。

溶剂萃取法工业级湿法磷酸净化技术成熟可靠，针对国内中低品位磷矿的特点具有很强的适应性，与热法磷酸相比可大大节约能耗，且经济效益显著，符合国家倡导的推动绿色经济高质量发展战略，适合在国内磷化工企业中大规模推广。