磷肥企业生产工艺及产污节点分析

[摘要]磷肥行业作为一个传统行业，产能已经过剩产量仍在增加，而突出的环境问题和资源的严重浪费，增加了企业的经营风险。磷铵行业准入条件的出台，使得磷肥行业，不扩张是等死，扩张是找死，只有把各项资源利用到最大化，保证最低的生产成本和高附加值，才能立于不败之地。因此，本文初步分析了磷肥企业生产工艺及产污节点。

[关键词]生产工艺 污染较为严重 综合利用

[中图分类号] F767.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-236-1

我国是世界上最大的化肥生产国和消费国，化肥年产量约占全球的四分之一，磷肥行业因其行业特点，所排放污水具有水质水量波动大、污染物种类多、浓度高、色度高、悬浮物多、处理难度大的特点，是我国污染较为严重的行业之一。

磷肥行业污水处理的难点是酸度大、含磷物质难去除（浓度为200-8000mg/l），常规生化处理技术难以有效去除。而我国现行排放标准部分指标偏严，企业污水处理成本高、设备故障率高、环保意识相对薄弱，造成行业废水超标排放、偷排偷放、擅停治污设施及在线设施等环境违法问题较为普遍。因此，深入了解磷肥企业各产污节点，以便加强环境管理，做好环境突发事件预案。

1生产工艺分析

硫酸装置采用的工艺技术为：以固体硫精砂为原料，硫精砂焙烧采用沸腾焙烧，焙烧炉气采用酸洗净化，采用“3+2”两转两吸工艺生产硫酸。采用中压锅炉回收焙烧和转化工段的废热产生中压过热蒸汽用于发电，然后再送磷铵装置使用。

磷铵生产装置采用的是“中和料浆浓缩法磷铵生产技术”。主要有原料工序、磷酸工序、中和浓缩工序、干燥工序和洗涤工序。

2产污节点分析

在磷肥企业生产过程中，对外部环境及周边居民健康影响最大的是污水污染，其次是烟气污染。

磷肥行业属于传统化肥行业，污水按照主要污染物类别及排放标准，大致可以分为二类：一是含砷污水，主要来自净化工段，特点是污水酸性强，含砷、氟。二是高磷污水，主要来自磷石膏堆场渗滤液及磷铵事故废水，特点是呈酸性，悬浮物多，磷含量高，乳白色。

废气的产生主要有五处。一是硫酸原料干燥尾气，主要污染物为粉尘。二是增湿滚筒尾气，主要污染物为粉尘。三是硫酸吸收尾气，主要污染物为SO2 。四是磷铵萃取尾气，主要污染物是氟化物。五是磷铵干燥尾气，主要污染物为粉尘。

3主要治污工艺分析

含砷酸性污水主要采取石灰乳中和，絮凝沉淀处理。目前，对于酸性废水主要采用中和法进行处理，用于中和酸性废水可用的原料有石灰石、石灰和氢氧化钠等，从价格上看最便宜的中和剂是石灰石，从使用效果上看，最理想的中和剂是氢氧化钠，但缺点是成本高。使用石灰作为中和剂处理酸性废水，缺点是投加量大，产生的沉渣量大，含水率高，难以处置，因此从经济技术角度看，采用石灰石作为酸性废水处理的主要中和剂，是行之有效的方法，并且石灰还可以去除砷化物，直接形成沉淀。

高磷污水主要采取分段多次投加石灰乳中和，投加聚丙烯酰胺絮凝沉淀处理，后端吹脱（气浮）进一步去除氨氮、悬浮物。石灰乳的投加浓度石灰乳的投加浓度宜为5%～10%（以CaO计）。 絮凝剂可采用聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等。聚丙烯酰胺（PAM）絮凝剂应选用阴离子型，分子量不宜小于 800 万，配制浓度不宜大于 2‰，磷肥污水的投加量宜为 5 mg/L～10mg/L。

硫酸尾气主要采取碱液吸收和过氧化氢溶液吸收。其中采用过氧化氢溶液吸收法具有流程简短、投资少、脱硫效率高、精确控制、不堵塔阻力小、副产酸全部回收、无二次污染物排放等优点。

磷酸、磷铵生产中的含氟废气主要在磷酸系统排放。磷矿中的氟经硫酸分解反应后，大

湿法磷酸生产中放出氟化物大多是SiF4形式，大约每生产1吨P2O5成品酸只放出氟化物（以SiF4计）约4～5kg，也即磷矿中的氟约有5%左右呈气态逸出。这种气态氟化物主要在硫酸分解磷矿的酸解过程中产生。反应料浆在进行冷却、过滤时也将逸出一部分氟化物。此外，在湿法磷酸浓缩过程中还要逸出大量的氟化物，其逸出的数量将随浓缩磷酸的浓度而异。

在磷酸生产中，为保护环境、综合利用资源和提高企业经济效益，须对含氟尾气进行处理。处理方式有三种：生成氟硅酸、返回生产系统继续加以使用、作为污水。Na2SiF6的生产流程见工艺流程图。硫酸钠（芒硝）在溶解池溶解、澄清，将其饱和溶液泵送至高位槽，经计量后加入反应槽。在带有搅拌的反应槽中与氟硅酸反应生成Na2SiF6沉淀。硫酸钠（芒硝）用量应超过理论量的25%～30%，以保证反应后母液中含有约2%的硫酸钠（芒硝），这样可大大降低Na2SiF6在母液中的溶解度。为了使Na2SiF6的结晶粗大、易于过滤，应将硫酸钠（芒硝）溶液缓慢加入装有H2SiF6的反应槽中，总的加料时间约为15～20分钟。加料完毕后再搅拌5分钟然后静置沉降。沉降所需时间与母液浓度有关，一般液面高1m则需沉降5～7分钟。将母液放出用水搅拌、洗涤二次后用离心机过滤。滤饼含水约8%～10%，经螺旋加料机送入气流干燥管。采用远红外加热器提高炉气温度，干燥后经旋风分离和袋式收尘获得合格的氟硅酸钠。尾气则放空。操作中每个班还可能出少量硅胶粉末。待氟硅酸钠包装完毕，开启放料阀，将硅胶放出，并以袋包装。

生产中将得到含有约2%～5%的硫酸母液，贮存在母液储槽中，母液一部分打到化盐槽，用以溶解硫酸钠；一部分母液回到合成槽作洗涤液；另有少部分输送到磷酸工段作洗涤水。冲洗液经汇集同样进入母液循环系统中，减少废水排放。磷酸、磷铵生产中的含氟废气主要在磷酸系统排放，其氟化物的主要存在形式为SiF4，HF极少。由于它们都很易溶解于水，故现代磷酸厂的吸收系统都是用水吸收生成H2SiF6并回收其中的氟化物。国内自行设计的尾气洗涤器多采用文丘里洗涤器，配合两级空塔洗涤的工艺。其特点是结构简单，投资少，易操作。

4小结

综上所述，磷肥企业应加大“三废”综合利用力度，采取雨污分流、分质分级处理，清污分流、污污分流、梯级利用，采用节水工艺，大力发展循环经济，从源头上减少污染，从而实现磷肥行业的可持续发展。

参考文献

[1]程建方. 利用磷肥企业含氟尾气生产氟硅酸铵的方法. 磷肥与复肥，2012，27（2） .

[2]杨光忠等，磷肥工业废气污染源监察要素分析. 武汉工程大学学报，2011， 33（6）.