节能减排系列报道之八

磷石膏渣场淋溶水回收与利用
——促高浓度磷复肥行业实现节能减排
□  安徽六国化工股份有限公司  黄化锋
　　近年我国高浓度磷复肥工业迅猛发展，大型磷酸一铵、磷酸二铵装置如雨后春笋般拔地而起，但在国家可持续
发展政策和循环经济、节能减排大背景下，也面临巨大的环境保护和节能、节水压力。尤其是副产物磷石膏堆放过
程中P205、F流失造成资源浪费及水体污染问题一直困扰着磷肥企业。此外，磷酸、磷铵以及辅助装置生产过程中
生产净下水的充分回收利用，也是行业发展需攻克的一个课题。本文以安徽六国化工股份有限公司在该领域所取得
的经验为鉴，透视高浓度磷复肥行业水资源的高效利用途径。

案例背景
　　安徽六国化工股份有限公司高浓度磷复肥产能为120万t/a，年销售收入25亿元，磷铵产品国内市场占有率
l0%左右。近年来公司生产快速发展，磷酸产能从设计能力的18万t/a（P205）增加至2007年的30万t/a，磷石
膏年排放量达到220万t(湿基)。由于公司地处长江中下游沿岸，磷石膏采用干法排渣后堆放，残留的P205及F
会随雨水一起流出而产生大量淋溶水，如处理不当，会污染周边环境，对长江水体环境形成威胁。另外，公司磷酸、
磷铵以及辅助装置生产过程中有不少生产净下水未得到充分回收利用，这部分生产净下水比较分散，回收十分困难，
如何最大限度的高效利用这部分水资源是一项重要课题。

技术改造
　　针对上述情况，公司开展了以污水治理和水资源高效利用为主题的循环经济技术攻关，依靠科技创新，实现了
经济、环境效益双丰收。
    1.回收磷石膏渣场淋溶水
　　经测算当磷石膏每年带到渣场的水(指游离水析出的部分)大于6.5万t时，渣场才需进行淋溶水处理。以公司
磷石膏年排放量220万t(湿基)计，每年需要处理的淋溶水量约为33万t。
　　本项技术措施是扩大淋溶水围堰范围，使整个渣场面积(包括堆场和汇水面积)达到50万m2，同时增加围堰高
度，对围堰进行防渗透处理，磷石膏堆场淋溶水的最大蓄水量达到20万m3以上。渣场淋溶水取水装置采用独特的
浮筒式设计，淋溶水输送装置可自动调节高度并根据水位情况自由调节取水位置。渣场淋溶水由泵抽取后通过管道
送到磷酸装置消化利用，淋溶水分别送到萃取二段尾气洗涤塔及磷矿湿磨系统。以提高磷酸萃取尾气洗涤效率和减
少磷酸生产新鲜水用量。
    2.提高装置污水消化能力
    磷酸装置污水消化能力是磷石膏淋溶水能否顺利回收的关键，同时也关系到水资源回收利用率的提高。通过研
究开发和大量技术改造，公司磷酸生产工艺水用量大幅度降低。技术改造主要包括：①磨矿系统改造  将原设计湿
法磨矿系统使用的工艺水改为酸性污水，保证酸性污水不会腐蚀磨矿设备；②萃取氟吸收及过滤洗涤系统改造  将
原设计补充新鲜工艺水改为补充渣场淋溶水，同时从洗涤系统中取热水送至过滤洗涤水中间槽，以取代蒸汽冷凝液
进行滤饼洗涤；为了防止萃取氟吸收系统堵塞和强化氟吸收效率，将原设计两次逆流洗涤改为三次逆流洗涤，并改
造洗涤设备和喷嘴；③磷酸萃取、真空浓缩设备水系统改造；④循环水系统改造  由于磷酸生产系统新鲜工艺水用
量大幅度减少，为保证循环水系统水质稳定和控制循环水中P205及F的累积，一是对萃取氟吸收系统进行了改造；
二是对悬浮物含量高的酸性污水在进系统前增设污水澄清装置；三是增设高效浓缩除沫器。
    3.蒸汽冷凝液回收及热能综合利用
　　湿法磷酸生产低压蒸汽冷凝液回收价值较高，但由于磷酸装置采用的石墨热交换器时常发生渗漏，为了确保锅
炉的运行安全，通常都将磷酸浓缩工段的蒸汽冷凝液用来冲洗滤布。蒸汽冷凝液未得到充分回收利用，造成能源浪
费和生产成本上升。
    冷凝液系统技术改造包括：将磷酸装置反应尾气洗涤系统的一段尾气洗涤塔排出的约70℃左右热水替代蒸汽
冷凝液冲洗滤布，将蒸汽冷凝液收集回收后送往热电车间，增设板式换热器。当冷凝液合格时直接供锅炉生产使用；
冷凝液轻度不合格时利用脱盐水将蒸汽冷凝液的热能进行回收，把100℃的蒸汽冷凝液转化为50℃供脱盐水生产装
置利用，从而减少酸碱消耗，而将30℃左右的脱盐水提高到60℃送至除氧器，以降低煤耗；当冷凝液电导率超过
设定值时，通过装置中设计的电导率自控系统自动将不合格冷凝液排到污水槽，送磷酸车间，以确保锅炉运行安全。
    4.全厂生产净下水收集和分级回收利用
　　化工生产过程中通常会产生大量净下水(主要是设备的密封水、冷却水)，由于设备分散，水量有大有小，水质
不一，因此净下水的回收率较低，不仅造成水资源的浪费，而且还会造成对环境的污染。根据水量、水质不同分别
采取分级回收、循环使用、返回处理措施，使所有能够收集的净下水都得到有效利用，降低新鲜水消耗，以提高水
资源利用率。

取得成果
    1. 经济效益
　　按2007年装置实际运行情况和当年原材料市场价格以及相关分析检验数据为依据进行测算,通过一系列技术
攻关改造，取得的直接经济效益:①当年回收P205创造的直接经济效益1670万元，盐酸、烧碱单耗比改造前分别
下降0.776kg/t和1.103kg/t，节约盐酸、烧碱量分别为504t、717t，回收蒸汽冷凝液产生的效益为65.64万元；
②节约新鲜工艺水消耗135t/h，从长江取水量减少300t/h，节约工艺水消耗产生的效益(新鲜工艺水以0.50元/t
计)为48.6万元；③减少污水处理费用产生的效益58.5万元。
    2. 社会效益
    回收磷石膏渣场淋溶水，消除了污水排放，避免了环境污染。回收渣场淋溶水、生产污水循环利用及生产净下
水有效回收，节约了磷和水资源，不仅降低了公司生产经营成本，提高了公司的核心竞争力，而且符合国家近年来
提出的循环经济和资源高效综合利用企业发展主题，社会效益显著。

专家点评：
   六国化工作为我国一家从事磷铵生产的高新技术企业，在磷石膏综合利用方面不断取得成效的基础上，近年来
又在污水治理、资源高效利用等方面加大科技投入，不仅取得了良好的经济效益，同时在保护环境和资源节约上取
得了十分显著的成效，环境效益、社会效益突出。
    磷石膏是湿法磷酸生产中的副产物，通常每制取1t磷酸（以P2O5计）大约副产5t左右的磷石膏。据测算，
2006年我国磷石膏排放量约近4000万t，磷石膏的开发利用是摆在磷肥生产企业面前的重大课题。这些堆存的磷
石膏渣也在困扰着磷肥生产企业，为了防止堆存磷石膏给周围环境带来的污染，企业作了大量工作，六国化工采取
的回用磷石膏渣淋溶水等四项技改措施对有类似装置的企业有限好的启示作用。
    （本期专家点评：中国化工信息中心高级工程师   高恩元）