引领磷化工绿色变革——记中国五环半水-二水湿法磷酸制备技术

　　近日，中国五环工程有限公司自主开发的半水-二水湿法磷酸制备技术入选工业和信息化部公布的第一批先进适用技术名单。该技术不仅突破了制约行业发展的关键瓶颈，更以综合能耗降低52%、磷回收率提升至98.5%、磷石膏总磷含量低于0.5%的硬核数据，为磷化工产业绿色转型提供了参考。

　　推动磷化工产业转型升级

　　磷化工是重要的基础产业。然而，传统的湿法磷酸生产技术面临着诸多挑战。一方面，我国磷矿资源虽然丰富，但中低品位磷矿占比较大，传统技术对这类磷矿的利用效率较低，造成了资源浪费。另一方面，传统技术生产过程中的高能耗、高污染问题突出，尤其是大量磷石膏的产生和处理，成为制约行业可持续发展的瓶颈。据统计，每生产1吨磷酸，会产生约5吨磷石膏。磷石膏的堆存不仅占用大量土地，还会污染环境。

　　在稳步推进“双碳”目标的背景下，磷化工产业急需一种资源高效利用、能耗与污染双减的革命性技术。中国五环凭借多年在磷化工领域的深耕细作，投入大量资源开展技术研发，经过十余年的努力，成功开发出具有完全知识产权的半水-二水湿法磷酸制备技术。

　　提升中低品位磷矿利用率

　　该技术的一大核心价值是提升了中低品位磷矿的利用效率。研究团队通过独特的工艺系统设计和反应条件优化，使原本难以处理的中低品位磷矿充分反应，提高了磷矿的分解率，拓宽了磷矿资源的利用范围。

　　该技术在低碳节能方面也表现卓越，相比传统二水装置，综合能耗降低52%，磷回收率也提高至98%以上。这意味着在生产相同数量磷酸的情况下，能够减少大量磷矿的消耗，提高了企业的经济效益。

　　利用该技术生产的磷酸产品品质优良，能够满足磷肥、饲料级磷酸盐、精细磷酸盐等多种下游产品的生产需求，为下游精细磷酸盐的开发与应用提供了支撑。

　　在磷石膏处理方面，该技术也具有明显优势。生产过程中产生的副产石膏品质好，磷石膏中水溶性磷含量降低，为磷石膏的无害化处理和资源充分利用创造了良好条件。这些磷石膏既可以通过进一步加工生产建材、公路路基材料等产品实现固废资源化利用，也能够达到安全堆存的环保标准，减少对环境的潜在危害。

　　建成12套湿法磷酸生产装置

　　在技术开发过程中，硫酸钙结晶调控是关键难题。不同的结晶形态和粒径分布会直接影响产品品质和生产效率。研发团队创新性地开发了硫酸钙介稳态半水结晶调控技术，通过精确控制反应温度、五氧化二磷浓度、反应时间等参数，使硫酸钙能够以理想的半水结晶形态析出，为后续的磷酸过滤和重结晶奠定了基础。

　　水合晶相重构和晶间磷高效溶解释放也是技术突破的重点方向。研发团队深入研究了磷矿在反应过程中的晶体结构变化和磷元素的赋存状态，通过优化反应工艺和添加特定的化学试剂，实现了硫酸钙水合晶相的重构，打破了传统技术中晶间磷难以释放的瓶颈，提高了磷元素的利用率。

　　为了进一步提高反应效率和产品质量，研发团队还在硫酸分散注入和高位闪蒸技术方面进行创新。他们采用硫酸分散注入半水料浆双循环高位闪蒸技术，使硫酸能够更加均匀地与磷矿反应，避免了局部反应过度或不足的问题。同时，高位闪蒸技术能够快速分离反应生成的水分和热量，提高了反应系统的稳定性和生产效率，降低了能耗。

　　截至目前，该技术已在国内外建成了12套不同规模的湿法磷酸生产装置，总产能达280万吨/年。其中，宜都兴发化工有限公司38万吨/年湿法磷酸装置是全球单系列规模最大的半水-二水湿法磷酸装置，设备完全实现国产化，各项技术经济指标全部达到同期国际先进水平，并获国家优质工程奖。据估算，该装置每年可减排二氧化碳12.1万吨，折算节约标煤5万吨，节省投资约350万元。在国际市场上，该技术已在突尼斯、埃及等“一带一路”共建国家建设了相关生产装置，为当地磷化工产业发展提供了支持。

　　未来，中国五环将进一步提高磷石膏综合利用率、开发更加节能环保的生产工艺，为我国磷化工产业实现高质量、可持续发展贡献更多力量。