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技术进步带动无机盐工业发展
2011年8期 发行日期:2011-03-01
作者:王佩琳
技术进步带动无机盐工业发展
中国无机盐工业协会  王佩琳
  近十年来我国无机盐工业生产装备和技术水平有很大提高。新产品、新工艺和新设备不断涌现,一些自主开发
技术超过或达到了世界先进水平,使我国无机盐生产与国外的差距不断缩小,节能减排、污染治理成效显著。
一、技术成果不断涌现
  国内重铬酸钠企业打破了发达国家的技术封锁,开发了拥有自主知识产权的无钙焙烧法、液相氧化法生产技术,
并建设了万吨级生产装置。
  我国自主开发的安氏法氢氰酸打破了国外的技术壁垒,单套装置产能提升至1.0万t/a,轻油裂解法单套产能
提高了6倍,裂解尾气用作合成氨原料气或作热源,降低了能耗、生产成本和污染物的排放。国产高纯固体氰化钠
产品质量稳定在98%以上,改变了我国高含量工业固体氰化钠依赖进口的局面,特别是下游精细衍生产品如苯胺基
乙腈、羟基乙腈、亚氨基二乙腈、甘氨酸、黄血盐钾等的开发和生产,提升了我国氰化物产业链的核心技术水平。
  近年我国黄磷生产有了快速进步,国产大型黄磷电炉在行业内普遍推广,实现了DCS控制,综合能耗低于进口
电炉;磷矿粉烧结造粒、焦炭黏结造粒技术使黄磷生产过程副产粉矿、粉焦得到了综合利用,电除尘替代湿法除尘
技术、尾气深度净化综合利用生产高附加值碳一化学品等技术的应用,使黄磷生产能耗降低了25%~30%,生产成本
降低了30%~35%,污染物排放下降80%以上。采用黄磷燃烧热能全回收工艺生产热法磷酸使生产成本、能耗、物耗、
生产成本下降,该成果获得国家科技进步二等奖,并在国内大范围推广应用;湿法磷酸净化生产工业级及食品级磷
酸已实现大规模工业化生产,副产氟回收生产无水氟化氢2万t/a投入生产。发展高附加值精细磷化工,特别是有
机磷化工成为磷化工行业发展的热点。实现了磷化工与硅化工、煤化工、碳一化工、氯碱化工、建材等产业耦合共
生技术。
     龙蟒集团结合我国磷矿品位低的特点,开发了磷矿选矿、湿法磷酸浓缩、脱氟等关键核心技术,建成年产30
万t P2O5 21%以上的粒状饲料氢钙生产装置,使我国饲料磷酸盐的技术装备水平实现了又一次飞跃。湖北三新磷酸
有限公司打破了国外长期对脱氟磷酸钙的技术封锁,自主开发建成10万t/a饲料级脱氟磷酸钙生产装置,成为世界
上第二家单线装置规模最大的企业。
  二硫化碳行业相继开发了焦炭法、天然气法工艺取代了落后的木炭法,近年又自主研发了连续流化床焦炭法二
硫化碳,与传统的焦炭法相比能耗降低了一半以上,是世界上最先进的二硫化碳生产技术。
  焦作多氟多公司自主研发的氟硅酸制无水氟化铝和聚合氯化铝项目,实现了氟资源循环利用,降低了物耗和能
耗,是无机氟化物新型清洁生产工艺。
  发展无机专用化学品已成为行业发展趋势,科技成果转化速度明显加快。精细、专用、超纯化学品已成为无机
化工发展热点,电子级、食品级、陶瓷级、化妆品级、医药级、牙膏级、水处理等专用及特种无机化工产品技术和
推广应用进展速度快;无机高效阻燃剂发展迅速;无机高纯电子级产品已在国内外市场站稳了脚跟。
二、三废治理和资源综合利用速度加快
  1.清洁生产工艺替代落后工艺和设备
  一是改变原料,采用其他行业副产物替代矿物原料,如以铬铁粉代替铬铁矿生产重铬酸钠联产氧化铁,使铬铁
矿中的两大元素成分铬和铁都得到了充分有效的利用,解决了铬盐工业一直难以解决的铬渣处置和利用的问题;以
天然气为原料替代木炭生产二硫化碳,降低了污染、减少了能耗和物耗。二是改革工艺,采用清洁生产工艺替代传
统的落后工艺和设备。如重庆昌元利用连续加压液相氧化法替代平炉法生产高锰酸钾,提高了生产强度,降低了物
耗、能耗和生产成本,成为世界领先水平工艺。最近该公司将这一技术移植到铬盐生产工业,建设了5000t/a中试
装置,解决了液相氧化间歇、器外分离等问题。
  2.窑炉尾气余热利用
  很多无机盐产品要经高温煅烧,其尾气温度高达600~800℃,一般尾气带走热量占到整个窑炉热量的30%以上,
传统的尾气处理方式不仅尾气余热没有得到有效利用,而且还因除尘处理不彻底导致超标排放,污染环境。“十一五”
期间国内在对窑炉尾气余热利用、净化除尘及其综合利用方面发展很快。如重铬酸钠、碳酸钡、碳酸锶、硫化碱等
行业采用尾气余热回收后,产品能耗减少了15%~20%,减少外供燃料40%~80%,尾气达标率大幅度提高。
  一些高温(电解)反应如电炉法黄磷、轻油裂解法、安氏法氢氰酸等,产生的尾气不仅具有一定的显热,本身
还含有一些有用的化学元素,是很好的化工产品原料,但由于含有其他有毒有害物质影响了它的利用。近年相当数
量黄磷企业启动了尾气综合利用工程,配套建设了尾气净化及生产碳一化学品装置。其中川投化工是最成功的一家,
他们开发了完整的黄磷尾气深度净化工艺,实现了净化后尾气达到生产高附加值碳一化学产品的要求。此外,轻油
裂解法氰化钠碱中和后尾气生产合成氨已实现产业化。
  3.提高水的重复利用率
  一是“双高产品”和危化品,如重铬酸钠、黄磷、氰化钠等,通过严格控制、认真执行污染物排放标准,实现
了工艺污水密闭循环。二是加强工艺过程水的重复利用率,通过采用多种循环利用途径,减少水耗,如硅胶生产单
位产品水耗由50~100t降至25t左右。
  4.加强固体污染物处置、综合利用
  以矿物为原料的很多无机盐产品生产过程都要产生一定的固体“废渣”,近年行业提高了固体废物的处置和综合
利用程度:一是通过改进工艺减少固体废物产生量;二是对固体废物开展综合利用;三是利用不了的要安全堆放。
磷渣、钡渣、锶渣、锰渣等综合利用使生产黄磷、碳酸钡、碳酸锶、高锰酸钾的很多企业达到了行业清洁生产的要
求。另外,磷石膏的综合利用也有了很大的进展。
  有钙焙烧产生的铬渣,由于毒性大、产生数量大、污染范围广被国家列为危险废物。为了解决有钙焙烧排渣量
大、铬带损量大的缺点,除从工艺上根本进行解决外,国内在围绕铬渣解毒和综合利用方面也做了大量工作,相继
开发了十多种综合利用技术。其中以铬渣替代消石灰作熔剂用于烧结炼铁和用作水泥添加剂及矿化剂两种方法较好。
目前国内现有生产企业历史遗留堆存铬渣已基本处置完毕。
三、中低品位磷矿利用有巨大的突破
  中低品位磷矿的有效合理利用对我国有着战略意义,近年湖北三新磷化公司开发的燧道窑法磷酸、湖北尧治河
化工有限公司的转窑法磷酸取得了工业化装置阶段性成果;湖北仁和磷化工有限公司开发的利用盐酸全分解中低品
位磷矿制取氯磷酸钙,生产工业食品级磷酸、磷酸盐,取得了成果,为中低品位磷矿利用及提高磷矿利用率开辟了
一条有效途径。
四、未来需解决好行业共性关键技术
  1. 开发新技术、新工艺、新设备
  如窑法磷酸、脱氟磷酸钙、用于乙烯聚合催化剂的大孔径硅胶、铬铁碱溶氧化、铬铁矿连续塔式加压液相氧化
生产铬酸钠、绿色轮胎用白炭黑、磷渣热能回收及综合利用技术、特殊无机化工产品及其配套设备和技术。
  2. 采用清洁生产技术,取代低效率、高污染的工艺技术
  如黄磷电除法取代湿法除尘、尾气深度净化生产高附加值碳一化学品;硫酸法钛白与饲料磷酸盐联合生产;黄
磷一步法生产聚合磷酸盐、磷酸盐与硅化物,硼化物与磷酸盐联产技术;连续焦炭法、天然气法生产二硫化碳;改
进和提高液相氧化法铬酸钠等。
  3. 加速为高新行业服务的高技术产品的开发
  如纳米材料、晶须材料,精细化、专用化、高性能、高附加值无机产品,加速发展磷酸铁锂、电子级高纯磷酸、
氢氟酸、过氧化氢等高纯电子级专用产品等。
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