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概述
濕法生產(chǎn)是用無(wú)機酸分解磷礦粉，分離出粗磷酸，再經(jīng)凈化后制得磷酸產(chǎn)品。濕法磷酸比熱法磷酸成本低20%~30%，經(jīng)適當方法凈化后，產(chǎn)品純度可與熱法磷酸相媲美。濕法磷酸工藝處于磷酸生產(chǎn)的主導地位。
濕法磷酸工藝按其所用無(wú)機酸的不同可分為硫酸法、硝酸法、鹽酸法等。礦石分解反應式表示如下：
Ca5F (PO4)3 + 10HCl == 3H3PO4 + 5CaCl2 + HF ? （1-2）
這些反應的共同特點(diǎn)是都能夠制得磷酸。但是，磷礦中的鈣生成什么形式的鈣鹽不盡相同，各有其特點(diǎn)。反應終止后，如何將鈣鹽分離出去，并能經(jīng)濟地生產(chǎn)出磷酸則是問(wèn)題的關(guān)鍵。
相應地，濕法磷酸的生產(chǎn)工藝可分為無(wú)水物法、半水法、二水法及半水-二水法等。其中，二水法由于技術(shù)成熟、操作穩定可靠、對礦石的適應性強等優(yōu)點(diǎn)，在濕法磷酸工藝中居于主導地位。我國80%以上的磷酸都采用濕法磷酸二水法流程生產(chǎn)。二水法流程具有工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、對礦石種類(lèi)適應性強的特點(diǎn)，特別適用于中低品位礦石，在濕法磷酸生產(chǎn)中居于統治地位。
生產(chǎn)工藝
硝酸法
最早由奧達公司開(kāi)發(fā)，稱(chēng)為奧達法。它是用硝酸分解磷礦生成磷酸和水溶性硝酸鈣，然后采用冷凍、溶劑萃取、離子交換等方法分離出硝酸鈣。受硝酸價(jià)格、能耗高、流程長(cháng)等條件的影響，工業(yè)應用極少。
硫酸法
硫酸法的特點(diǎn)是礦石分解后的產(chǎn)物磷酸為液相，副產(chǎn)物硫酸鈣是溶解度很小的固相。兩者的分離是簡(jiǎn)單的液固分離，具有其他工藝方法無(wú)可比擬的優(yōu)越性。因此，硫酸法生產(chǎn)磷酸工藝在濕法磷酸生產(chǎn)中處于主導地位。但是其產(chǎn)生的大量磷石膏廢渣無(wú)法得到有效的利用，三廢問(wèn)題嚴重。
反應式（1-3）中n的值取決于硫酸鈣結晶的形式，可以是0，1/2，2。在不同的反應溫度和磷酸濃度下，可以生成無(wú)水硫酸鈣（CaSO4），半水硫酸鈣（CaSO4·0.5H2O）和二水硫酸鈣（CaSO4·2H2O）。
二水法流程至今仍存在著(zhù)一些難以克服的缺陷。由于加工工藝粗放，礦石中的有害雜質(zhì)大部分進(jìn)入磷酸中。特別是氟元素，一旦進(jìn)入液相，很難再分離出來(lái)。更嚴重的是，產(chǎn)生大量的磷石膏廢料，造成嚴重的污染和浪費。因此，陳學(xué)璽等[31]通過(guò)研究，對現行的工藝過(guò)程進(jìn)行了改進(jìn)，分兩步進(jìn)行反應。
第二步：提供適宜的結晶條件，使副產(chǎn)磷石膏中的雜質(zhì)含量，尤其是磷含量顯著(zhù)降低，提高磷回收率，使磷石膏滿(mǎn)足建筑材料生產(chǎn)的要求，從源頭上解決磷石膏污染的難題。硫酸的離子化反應可瞬時(shí)完成：
Ca(H2PO4)2·H2O + H2SO4 +（n-1）H2O → CaSO4·nH2O ? + 2H3PO4 （1-5）
這種分步反應的思想方法與“先污染后治理”的傳統思路完全不同，符合綠色化學(xué)的基本原理，完全符合可持續發(fā)展戰略的要求。次方法有待實(shí)際的考驗。
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