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磷化工欲构建革命性技术体系

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“采用生态循环新技术改造世界现行的磷化工技术体系,形成以生态循环为特点的精细磷化工新技术体系,不仅可实现磷灰石多组分的一次性全利用,还可避免磷石膏和废水的产生。”11月8日,在中国化工学会、四川省科协等主办的2016中国(德阳)磷钛化工高端论坛上,中国工程院院士、中科院过程所研究员张懿领衔的科研团队提出的磷化工生态循环新技术体系,以其颠覆性的创新构想有望为身陷资源环境困境的磷化工行业开启希望之门。

当今世界磷化工均以磷酸制造为起点,虽有热法磷酸与湿法磷酸两条技术路线,但皆为五氧化二磷的单组分利用,其造成的资源浪费和环境污染在化学工业中首屈一指。作为世界第一大磷化工生产国、消费国和出口国,我国磷化工行业目前面临的环境污染和资源浪费问题都十分严重。“‘十三五’期间,磷化工行业设定了‘三废’治理率、资源综合利用率分别达到95%、80%的环保目标,但这一目标能否实现还有赖于磷化工技术的创新突破。”中国无机盐工业协会副秘书长问立宁表示。

“磷化工产业转型升级的主要路径是可持续发展,要实现这种转变,就必须变革传统的技术路线体系,围绕磷化工产业和产品结构调整来部署技术创新工作。”中国化工学会高级顾问洪定一也持同样观点。

正是在这样的背景下,中科院过程所提出的磷化工生态循环新技术体系应运而生。相对于现行的磷化工技术体系,这是一条全新的技术路线,有望从根本上解决磷化工资源和环保瓶颈问题。据该所李佐虎研究员介绍,新技术应用氯化氨与氯化钙两个酸碱联产单元改造现行的磷化工生产工艺。其中的氯化氨分解成氨水和盐酸,氯化钙与二氧化碳反应得到碳酸钙和盐酸,这是两个盐酸再生循环过程,以其代替现行的硫酸法。磷灰石通过盐酸拆分成主产品磷酸二氢钙即高浓度过磷酸钙肥料与3个副产品碳酸钙、氢氧化镁和二水硅酸钙,实现磷灰石多组分一次性全利用,这一过程中无磷石膏废渣和废水产生。再以磷酸二氢钙代替磷酸生产其他的精细磷酸盐,进而生产高纯磷酸和黄磷产品,构成了全新的精细磷化工新技术体系。

该技术使精细磷化工生产不再以高纯磷酸为起点,改为以固态的磷酸二氢钙为出发点,精细磷化工的原料成本将大为降低。“这是一条全新的磷化工技术路线,我期待它能尽早在工业实践中得到验证。”张懿院士说。

对于企业最关心的新技术体系的经济效益,李佐虎也作了简单的测算。“采用新技术体系每生产1吨磷酸二氢钙,副产高轻质碳酸钙约0.9吨、氢氧化镁0.1吨、二水硅酸钙约1吨,三者产值之和与主产品相当,可新增经济效益30%。”

据悉,依托新技术中科院过程所已经完成了5000吨/年磷酸二氢钙工厂的初步设计,提出了5万吨/年磷酸二氢钙项目的实施设想,并将在“十三五”期间分别建成这两条示范性生产线,从而将这一技术宏图变成现实。

(来源:中国化工报)

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