推广湿法磷酸工艺经济效益更佳，副产物磷石膏问题仍待解决
湿法净化磷酸是湿法磷酸的净化产品，湿法净化磷酸技术相比于热法磷酸将大 量节约能耗且经济效益显著 。湿法磷酸通过深度净化和精细加工后，可替代热 法磷酸，用于生产工业磷酸盐和各种精细磷酸盐，包括磷酸铁 。湿法磷酸净化 技术针对不同杂质采用了化学沉淀、溶剂萃取、吸附、精馏等多种方法组合，工艺严谨、流程控制严格，对于中国中品位磷矿的特点有很大的适应性 。从我 国可持续发展的战略需要以及节能降耗和淘汰高耗能产品的国策出发，借鉴国 外磷化工发展的经验，我国磷化工发展应大力开发湿法磷酸净化新技术，用具 有能耗和成本优势的湿法磷酸替代高能耗的热法磷酸 。然而开发湿法磷酸净化 技术迄今仍是磷酸工业界的一大难题，我国仅有为数不多的工业化装置在运行： 为了将湿法粗磷酸进一步进行提纯，通常需要将湿法粗磷酸依次通过预处理工 序、萃取工序、后处理工序进行三级纯化处理 。
主流的工业化湿法磷酸的净化工艺主要为有机溶剂萃取法 。湿法磷酸的净化工 艺主要有化学沉淀法、结晶法、离子交换法、溶剂沉淀法、有机溶剂萃取法、 浓缩净化法、电渗析法，目前工业上一般采用有机溶剂萃取法，其优点为：过 程中没有温度变化、能耗较大，萃取剂可循环使用，并且能够避免二次污染 。有机溶剂萃取法主要包括法国罗纳-普朗克公司采用有机溶剂萃取法净化湿法 磷酸的 Central-Liqueur 流程、法国 APC 公司的 Phorex 法、英国 Albright Wilson 法、以色列 IMI Cleaning 法、东洋曹达工艺等 。
值得一提的是，溶剂萃取法净 化湿法磷酸过程中会产生大量含磷淤渣，如果将含磷淤渣用来制肥，走肥盐结 合的道路，还可有效提高磷酸利用率 。目前国内产业化程度较高的湿法磷酸净 化技术有贵州瓮福集团开发的湿法磷酸净化技术、四川大学与中化涪陵共同开 发的湿法净化技术、清华大学微结构萃取技术、华中师范大学开发的湿法净化 技术，均为溶剂萃取法，且均实现了产业化生产 。我国目前应用范围较广、技 术较成熟的湿法磷酸净化技术是四川大学溶剂萃取技术，该工艺流程中，大部 分的磷进入净化酸成品中，少部分磷以萃余酸的形式排放，原湿法磷酸大部分 杂质在萃余酸中，可进入肥料生产循环中 。在此方面，郑州大学开发利用萃余酸生产包裹性缓释肥料的技术，使磷矿中的钙、镁、铁、锰、稀土等杂质得到 高效利用 。
磷石膏是湿法磷酸生产的主要副产物，湿法磷酸副产物磷石膏问题仍待解决 。每生产 1 吨湿法磷酸产生 4.5 吨的磷石膏渣，对环境污染极大 。副产磷石膏一 部分在水泥缓凝剂、石膏板、建筑石膏、筑路方面得到应用，但大多仍然通过 堆放的形式处理 。磷石膏库不仅占用土地，还会造成水体富营养化 。目前我国 磷石膏堆存量已超过 7 亿吨，每年新增约 8000 万吨，产量主要集中在长江经 济带 。
在“三磷”整治调查中发现长江沿线 97 个磷石膏库中有 53.61%存在生态 环境问题，问题最为突出，磷石膏库问题已成为湿法磷酸生产的一大痛点 。2019年，我国磷石膏产量 7500 万吨，利用量为 3000 万吨，综合利用率约 40%，由 于磷石膏产品质量存在问题，在技术突破前难以大规模推广 。随着面向 2035 年的美丽中国建设目标的展开，以及对长江流域、黄河流域等流域水质持续改 善的要求，开展磷石膏减量化和综合利用问题变得尤其必要，磷石膏问题仍然 是湿法磷酸推广过程中一大阻碍 。
我们按当前的产品均价进行假设，根据热法工业磷酸分别对磷矿石/焦炭/烧碱/ 苛性碱/其他原料单耗 3.857/0.665/0.559/0.486/0.891 吨/吨，湿法工业磷酸分别 对磷矿石 / 硫 磺 / 磷酸三丁酯 / 磷 矿 粉 / 其他原料单耗 5.354/1.292/0.006/0.168/0.414 吨/吨，得出在当前状态下，湿法净化磷酸、热 法工业磷酸的原料和辅料费用分别为 3798 元/吨、3028 元/吨，湿法磷酸在原 料成本上比热法磷酸约低 770 元/吨 。根据梅毅等的《热法磷酸与湿法工业磷酸 的技术经济分析》文献中测算方法，我们测算出热法磷酸单吨的能耗、人工、 三费、折旧等费用合计约为 8871 元/吨，而湿法磷酸约 5221 元/吨 。考虑反应 过程中的伴生产物、副产物等回收并销售而创造的经济效益，湿法净化磷酸方 法在综合经济效益上比热法磷酸具备约 1400 元/吨的经济优势 。目前热法磷酸 产品品质更优、售价更高（比湿法磷酸售价高 400-600 元/吨左右），湿法净化 磷酸在销售市场上的盈利优势将比热法磷酸高 800-1000 元/吨左右 。
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