磷化工发展：聚焦先进技术和精细产品
□ 安徽六国化工股份有限公司 彭克荣
我国磷矿资源非常丰富，已探明资源总量仅次于世界磷矿资源大国摩洛哥，位居第二。近年来，我国以磷铵为代表的高浓度磷复肥生产取得了很大的成绩， 2011年，全国磷肥产量达1641.2万吨（折100%P2O5），同比增长3.7%，其中高浓度磷复肥产量1412.6万吨，同比增长8.5%。同时，精细磷化工也取得了举世瞩目的发展，我国己成为世界磷酸盐生产大国，磷化工产品占全世界市场的60％，形成了以黄磷为原料的大宗磷深加工为主导产品的格局。但由于黄磷是高耗能、高污染排放的产品，使得利用黄磷生产热法磷酸面临资源、能源和环境的三重压力。据报道，欧美发达国家净化湿法磷酸已经占到精细磷化工用酸的75％以上。为了贯彻节能减排与降低成本，我国也开始转向以净化湿法磷酸来取代热法磷酸。但总的来说我国磷酸盐产业尚存在产业技术低、资源利用率低、精细化率低等问题。
重点研究课题
精细磷化工行业的发展，关键是磷矿资源综合利用问题。我国磷矿资源富而不丰，P2O5大于30%的富矿仅占探明总储量的5%，磷矿石平均品位仅有16.85%，而磷化工的工艺技术均因矿种的成因、杂质含量而定。因此，需要进行低品位磷矿综合利用技术科技攻关，实行磷矿分级利用体制，建立磷矿评价研究中心和信息化技术创新平台等。
1．对储存量大的低品位磷矿加强研究工作 针对不同矿源的低品位磷矿，可以采用选矿、化工、有色冶金、物理冶金等多方面的新技术和新设备，重点突破低品位磷矿的选矿和富集技术；在低品位磷矿直接利用技术方面，重点突破窑法磷酸及盐酸分解中低品位磷矿制造高浓度磷酸技术，同时建设低品位磷矿伴生资源的综合利用技术，在磷矿资源中回收氟、硅和镁，实现资源的最大化利用。
2．优矿优用 用好国内高品位磷矿 高品位磷矿主要用于发展高纯磷酸、电子级磷酸等，在航空航天工业、汽车工业等多个领域应用。研究的重点是通过自主创新，实现湿法磷酸的净化技术和精细磷化学品的绿色合成技术，建立起高标准的高纯磷酸盐生产基地。如利用四川丰富的磷、锂、钒资源，对新型动力电池锂离子电池的正极材料——磷酸钒锂的制备进行技术升级。
3．建立磷矿国际评价试验研究中心 通过高校（或科研院所）与企业搭建技术合作平台，建立磷矿试验评价体系，接受国内外委托的磷矿评价试验研究任务，为磷化工企业提供国际一流的磷矿评价技术，为不同矿源中低品位磷矿用于工业生产提出最佳的工艺流程和经济技术指标。同时也使我国能及时掌握世界磷矿资源情况、变化趋势。
4．搭建磷化工信息网络、技术研究及创新平台 通过平台持续不断地为磷化工产业提供工程化研究成果，帮助引进、吸收、消化、推广新产品、新技术，并培养磷化工及相关学科高水平的工程技术人才。
发展建议
随着磷化工行业的发展，净化湿法磷酸逐渐取代热法磷酸，开发精致磷酸及其磷酸盐是未来行业发展的必然趋势，食品级磷酸、电子级磷酸及聚磷酸铵等高档磷酸盐是磷化工行业发展的新型产品，其附加值高，市场前景广阔。
1．积极开发湿法磷酸净化技术 近年，随着电子行业的迅猛发展，电子级磷酸的需求量不断增加。同时，精细磷化物和精细磷酸盐产品由于广泛应用于医药、电子等行业，具有很高的附加值，其市场需求潜力大，已成为磷化工行业新的经济增长点。因此，开发湿法磷酸净化技术，利用净化湿法磷酸代替热法磷酸生产各种精细磷化物和精细磷酸盐产品，能带来巨大的经济效益。
采用净化湿法磷酸为原料生产工业级、食品级磷酸或磷制品，不仅大幅降低了能源消耗，还提高了产品附加值。同时，精制后的磷酸残液还可用来生产肥料，实现资源的分级综合利用。但是，湿法磷酸净化技术的难度较大，国内基本上停留在实验室研究或小型的中间试验阶段，国外也只有少数国家实现了工业化生产。因此，非常有必要对湿法磷酸净化技术进行科学研究，开发出符合中国磷矿资源特点并具有我国自主知识产权的湿法磷酸净化技术。
从资源利用的角度来看，磷矿仅用来生产肥料，不符合资源效益最大化利用的原则，所以，湿法磷酸生产磷肥的技术路线需要通过湿法磷酸精制净化等核心技术，获得不亚于热法磷酸质量的酸原料，衔接进入到磷酸盐产业链，将已形成的“矿-肥”结合路线延伸为“矿-肥+盐”的模式，实现磷资源科学、经济的合理利用，提高磷肥企业经济效益。
2．发展黄磷提纯技术 我国虽然是黄磷和热法磷酸生产和出口大国，但磷制品的品种少、产品档次低。我国用大吨位的低档磷制品出口创汇，又需用大量外汇来进口高价高档的精细磷制品。因此，磷化工技术开发的一个重要方面就是开发黄磷提纯技术，及其下游的磷化物、有机膦、有机膦酯、农药、功能材料等精细磷化工产品的制造技术，以满足国内需求。
3.制备电子级磷酸 目前我国高纯度电子级磷酸基本依靠进口，国内虽有一些企业进行研制，但纯度还达不到要求。塔式熔融结晶装置的优点是可以在一个设备中反复多次结晶分离，提高纯度，该设备把熔解、结晶、分离各单元过程集中起来，是目前国内外最先进的结晶设备。日本最先进行开发，我国学者也将此结晶装置用于制备电子级磷酸，应用前景广阔。
4．高档磷酸盐(如高聚合度聚磷酸铵) 聚磷酸铵（APP）是一种磷氮系特效膨胀型无机阻燃剂，该产品P-N阻燃元素含量高、热稳定性能好，产品近乎中性，能与其他物质配伍，阻燃性能持久，无毒抑烟。随着全球阻燃剂朝无卤化方向发展，以APP为主要原料的膨胀型阻燃剂成为研究开发的热点。近年来随着我国高性能涂料等工业的不断发展，APP总产能已经达到2万吨，但企业生产规模普遍偏小，只有4～5家企业年产量达到1000吨以上，大部分企业只有200～300吨，产品主要用于生产防火涂料，在聚烯烃阻燃中应用较少。与国外先进水平相比，无论是产品质量还是数量都存在较大差距，特别是高聚合度的APP合成技术国内还是空白，因此需要探索一些新的合成技术，如研究在外加场如电场、微波场的作用下APP的合成，开发出新型的易于控制的合成工艺。
综上所述，开发具有世界先进水平的工艺技术及配套装备，在我国磷资源丰富地区建立磷化工基地，调整磷化工行业的产品结构和布局，从资源集约型向技术密集型转化，是我国磷化工产业的发展方向。