磷肥生产企业氟资源吸收利用的专有技术和工艺介绍.doc

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磷肥生产企业含氟气体吸收的新技术和工艺介绍

背景资料
某普通过磷酸钙（以下简称普钙）生产企业，由于经济和技术原因，将普钙生产过程中产生的含氟尾气，用盐水（氯化钠水溶液）简单吸收成氟硅酸钠后，作为固废排放了。这不仅污染了环境，也是氟资源的严重浪费；既影响了企业的声誉及经济效益，也不利于企业的持续发展。
某大型磷铵生产企业，虽然把含氟废气吸收为氟硅酸，但浓度只有10%～15%；因氟硅酸数量太多，本企业生产氟硅酸钠只能消耗约三分之一，其余的三分之二只能送给他人。一旦他人不能来及时运走时，就会造成氟硅酸涨库，有时候不得不任意排放，造成严重的环境污染事故。
目前节能减排、保护环境、发展绿色经济已成为基本国策，国家发改委还发布了《磷肥行业清洁生产评价指标体系（试行）》，对磷肥企业贯彻落实《中华人民共和国清洁生产促进法》，依法实施清洁生产，提高资源利用率，减少和避免污染物的产生，保护和改善环境，制订了评价指标体系。如果磷肥企业不能达到评价体系所规定的要求，且不说评上“清洁生产企业”，就连企业的生存都是大问题。因此，对磷肥企业生产过程中的氟资源进行有效、合理、充分的回收利用，是企业实现清洁生产和循环经济的基本要求；也是企业增收节支、创造更大利润的最好途径。对于促进企业的可持续发展有着重要的意义。
据专家介绍，磷矿石中约有2%～4%左右的氟（各磷矿产地不同，氟含量有所区别）。在普钙生产过程中，氟的溢出率在30%左右，即每生产一吨普钙，溢出的四氟化硅（SiF4）约为8.2kg，相当于6kg的氟。
“十五”期间，我国磷肥产量增加了将近70%，首次超过美国居世界第一位。与此同时，副产氟硅酸（折100%含量）的数量也从2000年的10万吨增加到2005年的33万吨，2009年更是增加到50万吨。但是，我国磷肥氟资源的利用还没有得到充分的重视，就连初步的磷肥氟污染问题都没有得到很好的解决。就拿副产品氟硅酸来说，相当一部分因市场、技术原因又返回磷酸生产，不仅造成排放气的氟超标，也导致磷肥生产的废渣磷石膏中的氟含量过高，限制了废渣磷石膏的综合利用。
我国目前在磷肥副产品的利用中，有一部分用于生产氟硅酸钠、氟硅酸钾、冰晶石、氟化铝等无机氟化工产品。其中技术成熟的是加工成氟硅酸钠，少量加工成氟硅酸钾、氟硅酸镁、氟化铝和氟化钠。加工成冰晶石的工艺路线较多，但国内正式投产的生产线并不多。主要还是受到技术水平的限制。专家介绍，在今后磷肥行业的氟资源实用技术中，由氟硅酸制备无水氟化氢应是最佳方案。
我国氟化工产业近年来发展十分迅速，已经成为全球氟化工产品的生产和消费大国。目前，国内外绝大多数氟产品都是以萤石为原料生产的，但是，萤石作为一种重要战略资源，世界各国都非常重视对萤石资源的保护，甚至大量进口进行储备。我国也逐步采取措施对萤石资源加以保护。国家从2001年开始对萤石出口实行出口配额制度，采取提高关税限制萤石出口；2009年开始不再发放新的萤石开采许可证，这使得可供生产氢氟酸的萤石日趋紧张。在这种情况下，发展氟化工再也不能完全依赖于萤石了。世界磷资源储量较大，磷矿石中伴生的氟资源远比萤石的储量大，如何充分利用磷肥副产氟资源，已经成为世界关注的问题。对磷肥副产氟硅酸的研究开发和综合利用，不仅有利于磷肥的氟环境污染治理，而且有利于萤石资源保护，一举两得。
浙江省衢州市鼎盛化工科技有限公司自主研发的《磷肥生产企业氟资源吸收利用的专有技术和工艺》，把含氟尾气吸收为高浓度氟硅酸；再与我公司开发的《以氟硅酸为原料年产2万吨无水氟化氢项目》、《以氟硅酸为原料年产3000吨氟化钠项目》、《以氟硅酸为原料年产3000吨氟硼酸钾项目》、《以氟硅酸为原料年产5000吨氟化钾项目》、《以氟硅酸为原料年产5000吨氟化氢铵项目》、《以氟硅酸为原料年产5000吨氟硼酸项目》、《以氟硅酸为原料年产10000万吨冰晶石项目》等相互配套，形成磷肥企业氟资源综合利用的系列技术。

技术方案
将湿法磷酸或磷肥生产中的含氟气体，在尾气风机的吸引下进入吸收系统。首先在沉降室除去粉尘和固体物料；然后进入三级喷淋吸收塔，用水循环吸收气体中的氟化氢（HF）和四氟化硅（SiF4），同时分离吸收时产生的硅胶；通过控制各级的吸收浓度和吸收温度，确保吸收后氟硅酸的浓度为25～40％；未被吸收的气体进入除沫器，除去雾沫后经过风机通入排气筒外排。
硅胶（SiO2·H2O）的分离一般通过板框压滤机或离心机进行，与氟硅酸分离后，经过清洗和烘干，可作为优质二氧化硅出售。
该工艺已在一些普钙和磷铵生产企业得到实施验证，都认为效果很好，氟气总吸收率可达99.9%以上，排空气体中的氟含量可控制在9mg/m3以内。该工艺也适合磷酸生产企业。

生产工艺简图：

投资预算
对于年产6万吨磷铵（