孙国超，李燕凤，袁圣娟

    (中石化南京工程有限公司 江苏南京 211100)

    0 前言

    窑法磷酸是我国自行开发的磷酸制取新工艺，其从实验室研究、中间试验、扩大中间试验到工业试生产经历了20多年的艰辛历程。特别是2009年在湖北保康建设了规模为10 kt/a(实际能力为6 kt/a)85%(质量分数，下同)磷酸试验性生产装置，用近4年的时间对该技术的工程化进行了全面探索和试验，经过多次较大规模的技术改造，该装置得以逐步完善，并最终取得了如下成果：生产出近万吨质量可与热法磷酸媲美的磷酸产品；筛选出主要设备的形式、结构和材质；探索出主要工艺条件和操作方法；实现装置长时间连续稳定运行。因此，该工艺现已基本具备建设工业规模生产装置的条件。

    与传统的热法磷酸和湿法磷酸相比，窑法磷酸具有如下显著优点。

    (1)窑法磷酸生产的产品质量与传统的热法磷酸生产的产品质量相当，但其产品能耗和成本却大幅降低。窑法磷酸与传统的热法磷酸有着相同的工艺原理，即磷矿在二氧化硅的参与下加热至高温状态，用碳把其中的磷还原成气态元素磷逸出并被氧化成P2O5，再经水化形成磷酸。但是，两者的生产过程却有着显著差别，传统的热法磷酸是把元素磷和磷酸的制取分别安排在黄磷和磷酸2套装置内完成；而窑法磷酸则把元素磷的制取和元素磷的燃烧﹙氧化﹚置于同一设备内完成，使磷氧化所放出的热量得到充分利用，因而能够大幅降低生产能耗，再加上不使用电能，故其产品成本可以大幅降低。根据试生产所获得的实际数据，对于30 kt/a 85%磷酸生产装置，其单位磷酸产品的能耗仅为传统热法磷酸的70%，单位磷酸产品的成本仅为传统热法磷酸的75%。可以预见，当装置生产规模进一步扩大后，其能耗和成本下降幅度还会增加。

    (2)与传统的热法磷酸和湿法磷酸相比较，窑法磷酸可以利用品位很低的硅质磷矿。现阶段窑法磷酸配制生产原料时，要求加入较多的SiO2以提高其熔点，因此，含SiO2较多而品位很低的硅质磷矿就适用于窑法磷酸。如：江西朝阳磷矿w(SiO2)和w(P2O5)分别为45.75%和17.89%，传统的热法磷酸或湿法磷酸都难以采用此种品位很低的硅质磷矿生产磷酸，但窑法磷酸采用此种磷矿生产磷酸在技术和经济上都是可行的；云南晋宁磷矿精选后的尾矿，其w(SiO2)和w(P2O5)分别为52.73%和13.90%，在技术和经济上同样都适用于窑法磷酸。由此可见，窑法磷酸能促进我国低品位磷矿资源的充分利用。

    (3)与传统的热法磷酸和湿法磷酸相比，窑法磷酸更环保。众所周知，湿法磷酸主要的污染物为磷石膏废渣 ......