浅谈杂质对磷酸、磷铵生产的影响及控
制措施分析
摘要：在磷酸、磷铵生产中，为了保证磷酸产品的能效和稳定性，提高技术经济指标和经济效益，一般生产单位都会选择杂质含量低、品味相对高的磷矿作为原材料。本文针对磷酸、磷铵生产中影响较为严重的多种杂质进行分析，并结合磷酸、磷铵生产技术以及环保节能要求进行研究，提出控制措施，以供相关同行借鉴。
关键词：杂质；磷酸生产；磷铵生产；影响；控制措施 前言
磷矿石是日常生产生活中常用的一种化工矿物原料，磷肥的生产原料主要以天然磷矿中的磷酸盐为主，除此之外，还可以用来制造磷酸、磷化物以及其他盐酸类制品，用于食品、医药、火柴、国防等工业部门。天然磷矿的质量对磷酸和磷铵的生产影响有着决定性作用。
1磷矿中的杂质对磷酸、磷铵生产的影响
磷矿中含有多种杂质，这些杂质在磷酸、磷铵的加工生产中，会增加酸的耗损，不但无法保证磷酸产品质量的稳定性和利用性，还增加了产品的生产成本，同时杂质中的腐蚀性还可加速生产设备的老化，从而影响生产效率的降低，如在湿法磷酸生产中，如果杂质过多，会导致硫酸钙在生产过程中不能正常结晶，无法生产出磷酸，即使生产出来也会因为杂质含量过高，而无法加工利用。磷矿中的杂质，对于磷酸、磷铵是生产影响较大的通常是铁、铝、镁、硅等，其次是有机物、碳酸钙、稀土等。
1. 1磷矿中杂质对于磷酸生产的影响 （1）氧化钙的影响
在湿法磷酸生产中，磷矿原料的氧化钙含量直接决定着生产所需的硫酸消耗量。根据我国常用的P2O5的磷矿品味含量计算，氧化钙的含量越高，生产中消耗的硫酸钙越大。与此同时，如果磷矿中的氧化钙含量超过了标准比值，其中的磷石膏石占比就会增大，使磷酸生产过滤压力增大，直接导致生产过滤设备生产效率降低。
(2)磷矿石中铝和镁含量的影响
在湿法磷酸生产中，磷矿石中的铁和铝对于磷酸生产中的结晶环节有着较大影响之外，还容易使磷酸在浓缩中形成大量的淤渣。而淤渣在生产张或随磷石膏排除时都会使P2O5比值受到破坏。磷酸产生的结晶过于细小，极易堵塞生产过滤设备，降低设备的生产效率，同时还对磷酸的干燥度有一定的影响，直接影响磷酸产品的质量。
（3)磷矿中氧化镁含量的影响
在磷酸生产中，氧化镁具有较高的溶解度，通过磷酸溶液的化学反应通常全部溶于磷酸中，即使磷酸浓缩也不会将其分析出，氧化镁的这一特点是影响磷酸生产的主要原因之一，其可以分解磷酸中的酸度含量，使磷酸的黏度加大，使磷酸生产中的酸解环节局部浓度不均或者离子分散困难，同时影响均匀结晶，导致过滤环节工作，后续生产环节还需要消耗较多的硫酸，为生产成本消耗增加负担。与此同时，氧化镁在磷酸溶液反应中会产生一定的磷酸盐，其成分极易影响磷酸产品的性能，使其质量降低。
1.2磷矿中杂质对于磷铵生产的影响
(1)磷矿中的金属离子对于磷铵生产以及磷铵产品的影响
当磷矿中的金属离子超高时，会直接导致磷铵产品的氮含量和磷含量下降。在磷铵生产过程中，因为硫酸解质化合物发生反应形成填充物，同时磷酸中CaO、Fe、MgO等离子和磷铵、磷酸发生反应产生较多的不溶解的磷化合物，使水溶磷含量下降，直接导致磷铵产品肥料的有效养分。除此之外，如果杂质的固含量超
过规定标准，生产磷铵产品的设备装置在性能上将受到严重影响，导致很难生产出品号较高的磷铵产品。
（2）镁盐对磷铵设生产以及磷铵产品的影响
在磷铵的生产中，如果磷矿原料中的镁含量较高，与磷酸发生反应产生出的磷酸氨镁会直接在磷铵生产设备上结成垢块，导致设备无法使用连带的蒸汽设备清除，需要经过拆卸方能进行垢块清理。除此之外，镁盐最大的特性就是吸湿性强较强，导致磷铵产品结块，其次镁盐溶解度相对较高，在磷铵的生产中，镁盐会加大磷铵的原料浆的黏度，导致磷铵料浆的输送困难，增加磷铵生产装置的运行周期。
（3）二氧化硅对磷铵生产的影响
二氧化硅是磷矿石中常见的成分之一，按照其形态可以分为不可溶二氧化硅和活性二氧化硅。不溶性二氧化硅对于磷酸生产的影响是物理性的，磷矿中的二氧化硅就是我们常说的石英石，这种石英石的含量过高，其硬度在生产中会加大生产器械的磨损，增加设备电能的损耗，同时在生产中因机械打磨产生的细微颗粒会随着磷石膏沉淀排出生产设备。
活性二氧化硅对于磷铵的生产影响是化学性的，其含量在不超标的情况下，对于磷铵生产影响不大，并且还可以在磷酸、磷铵生产中将有毒气体分解变成毒性较小的气体，降低毒害和腐蚀，并且有利于磷矿石膏晶体成长，提高过滤成效。但如果磷矿石活性二氧化硅含量过低，会导致磷酸中游离的氢氟酸增多，加大了对金属的腐蚀性，但如果二硫化硅含量超标，会导致磷酸形成胶体分子团，使磷酸中磷石膏等与氨气进行反应，使磷铵分子结合力受到破坏，导致磷铵强度下降，影响磷铵的性能质量。
2.有效控制措施
2.1制定完善的磷酸生产制度和磷矿分析检验体系
在进行磷酸、磷铵生产前，生产单位管理部门应依据矿产开发相关法规、规定结合自身磷酸、磷铵生产的实际情况，制定完善的磷酸、磷铵生产制度以及原
料分析检验制度，明确磷矿成分检验的目标，制定详细的检验流程，按照相关的检验标准规范检查，保证检查的科学性、准确性，为后续的磷酸、磷铵生产技术工艺选择提供合理的依据和保障。
2.2根据磷矿石原料成分选择合适的生产技术
在磷酸、磷铵的实际生产中，为了提高生产单位的经济效益，保证操作的稳定，通常在选择磷矿原料时都以品位高、杂质低的高质量磷矿作为原料。但是随着对于磷矿需求量的加大以及我国环保节能采矿的要求，磷矿的品味和质量就相对困难，既要考虑生产量的需求，还要考虑磷矿原料的开采。通常来说，生产技术可以有效解决磷矿杂质的处理。所以，在进行磷酸、磷铵生产时，应根据磷矿石原料的成分决定其生产技术的选择，在保证其成品的性能质量的基础上，将生产设备、耗能的成本损耗降至最低。常见磷酸、磷铵技术为湿法磷酸净化法，其处理主要包括两个方面，一是去除该方法生产中的淤渣，提高磷酸、磷铵质量；二是将该方法提取的磷酸中的杂质全部去除或者部分去除。具体操作中，如为了减少硫酸的用量，降低磷酸脱硫的成本消耗，在采用湿法磷酸净化时应补加适量的磷矿粉末脱出部分处于游离状态的硫酸。针对三性泥质较多的磷矿原料，应采用水洗脱泥法进行预处理，降低泥质含量，进而避免生产过滤设备的过滤效率，延长过滤布的使用寿命，降低生产设备损耗成本；针对二氧化硅含量过低的磷矿时，可在生产环节添加适量的硅藻泥或者含硅较多的黏土，进而增加生产中的活性二氧化硅含量。使除此之外，湿法磷酸净化的方法还有溶剂沉淀法、溶剂提取法、结晶法、离子交换法等。每种方法都有其特殊的优点和缺点，在实际的磷酸、磷铵生产中，还应结合多方面的因素，综合考虑，可采用多种技术方法交叉使用以提高磷酸产出量和性能质量。
2.3提高环保节能意识
在磷酸、磷铵生产中，相关部门应积极了解国家对于磷矿开采的，结合相关的开采标准和规范制定相关的生产计划，同时在采用磷酸、磷铵生产技术工艺环节，还应结合环保节能的理念，选择和科学、合理的技术工艺，减少生产废料的产出，对于生产废渣进行合理利用，同时在不断的生产中，总结技术经验，
切实将生产中的节能减排落实到磷酸、磷铵的生产中，既保证磷酸、磷铵的质量性能，又将环保节能有效控制。
3.结语
综上所述，磷矿石的杂质对于磷酸、磷铵的生产造成了一定的影响，不仅使生产设备的损耗成本，还对磷酸、磷铵的质量性能影响较大，同时在进行磷矿石原料处理过程中，产生的废料、废液也对环保造成一定的负担。所以，相关生产单位应秉承环保节能的发展理念，结合国家磷矿开采以及磷酸、磷铵生产标准以及自身生产情况，采取合理的生产技术工艺，总结经验，并不断研发新的磷酸、磷铵生产技术和方法，缓解磷矿资源贫化问题，降低资源对于企业发展的制约，提高生产单位的经济效益。
参考文献
[1]张应虎,念吉红.磷矿石中杂质对磷酸生产的影响[J].硫酸工业,2018(08):31-33.
[2]韩木贵.杂质对磷酸、磷铵生产的影响及控制措施[J].磷肥与复肥,2017,32(04):17-19.
[3]熊航行.杂质对磷酸生产萃取槽中晶形的影响及消除方法[J].荆门职业技术学院学报,2003(03):45-49.
[4]陈接龙.二氧化硅对磷酸、磷铵生产的影响[J].磷肥与复肥,2000(05):28-29.
[5]向汉珍,任伟.浅析磷矿杂质对二水物法湿法磷酸生产的影响[J].湖南化工,1993(04):24-28.DOI:10.19342/j.cnki.issn.1009-9212.1993.04.008.
