磷肥生产工艺

磷肥生产工艺

磷肥是含有磷素的化学肥料。磷素的浓度和纯度以五氧化二磷(P2O5)含量计算。通常用磷肥中有效五氧化二磷(亦称有效磷)含量作为衡量磷肥质量的标准。有效五氧化二磷是指磷肥中可被作物吸收利用的五氧化二磷的量，也就是可溶性五氧化二磷的量。磷肥分水溶性和枸橼溶性两类：水溶性磷肥是速效肥；枸橼溶性磷肥只溶于枸橼酸钠(柠檬酸钠)，或2％枸橼酸(柠檬酸)溶液，多数只适应酸性土壤。

磷在植物体内是细胞原生质的组分，参与光合作用。磷肥可以促使作物根系发达，使作物穗粒增多，籽实饱满，提高产量。

生产方法 生产磷肥所用主要原料是磷矿石。分解磷矿石主要有酸法和热法两种。

酸法磷肥，一般系用硫酸、硝酸、盐酸或磷酸分解磷矿石而制成的磷肥或复合肥料。酸法磷肥多是水溶性磷肥，如过磷酸钙。

热法磷肥，在高温下加入硅石、白云石、焦炭等或不加入其他配料分解磷矿石而制成的磷肥。热法磷肥多是枸溶性磷肥，如钙镁磷肥。

磷肥主要品种见下表。

磷肥主要品种

过磷酸钙 含有效五氧化二磷12％～20％。生产是用硫酸来分解磷矿粉，反应分两步进行，如下：

Ca5F(PO4)3+5H2SO4=5CaSO4+3H3PO4+HF↑

Ca5F(PO4) 3+7H3PO4+5H2O=5Ca(H2PO4)2·H2O+HF↑

过磷酸钙生产大致上可分为磷矿石粉碎、干燥，酸矿混合，料浆化成，熟化和粒化干燥五个工序。

职业危害

1．氟危害。工作场所存在氟化氢气体和含氟粉尘，可经呼吸道和食道侵入人体。吸入较高浓度的氟化氢会引起急性中毒，刺激眼和呼吸道黏膜，严重者可发生支气管炎、肺炎或肺水肿，甚至发生反射性窒息。侵入人体的氟有50％在人体骨骼、牙齿中沉积，长期接触会引起骨骼、牙齿损害。氟化氢腐蚀性极强。

2．尘毒危害。矿石粉碎过程和成品肥后加工过程产生粉尘，经呼吸道侵入人体可导致尘肺。

3．酸危害。生产中使用的硫酸对皮肤、黏膜等组织有强烈刺激和腐蚀作用。工作中不慎溅入眼内可造成灼伤，甚至失明，溅到皮肤上引起灼伤。酸雾刺激眼和呼吸道黏膜，重者可致失明，呼吸困难和肺水肿；高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。

4．爆炸危害。燃料用重油或煤气易发生燃烧爆炸；硫酸贮罐内存在稀酸腐蚀，产生的氢气与空气混合，有爆炸危险。

5．机械伤害。矿石加工过程的破碎机、传送带，磷肥后加工过程传送带等转动设备，如违章操作，易被皮带卷入，造成人身伤害。

6．噪声危害。球磨机、风扫磨等机械噪声，有的高达120dB(A)，超过工业卫生标准。

预防措施

1．氟危害和尘毒危害预防措施。硫酸分解磷矿粉放出氟化氢气体，氟化氢又与磷矿中的二氧化硅反应放出四氟化硅气体。一般用水来吸收逸出的四氟化硅，吸收设备有吸收室和吸收塔两种。车间中氟化氢最高容许浓度是1mg／m3，超过该浓度时应佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)或空气呼吸器。紧急事态处理或撤离时，建议佩戴氧气或空气呼吸器。另应注意皮肤防护。对产生含氟粉尘岗位应佩戴专用口罩。为防止含氟气体或粉尘聚集应加强通风，加强设备密闭。接触粉尘的职工要定期检查身体，建立健康监护档案。

2．酸危害预防措施。为防止硫酸飞溅，处理硫酸时应戴防护眼镜、戴防酸手套和穿防酸工作服。可能接触其烟雾时，佩戴防毒面具或空气呼吸器。如酸溅入眼内，立即提起眼睑，用大量清水或生理盐水彻底冲洗至少15min，就医。如污染衣服，迅速脱去被污染的衣服，用大量流动清水冲洗至少15min，就医。

3．爆炸危害预防措施。加强管理，控制点火源；炉系统可燃气体应排除、吹净，正确点火，注意油气比的调节，防止爆炸、喷火；硫酸贮罐检修时，应严格按规定办证，防止爆炸、中毒事故发生。

4．机械伤害预防措施。加强管理，严格执行操作规程，按规定穿戴防护用品，在机械转动和传动部位加装防护罩或防护栏，条件许可加装连锁制动装置。

5．噪声危害预防措施。积极采取措施降低噪声危害。注意操作人员保护，可配备耳塞或建造隔声操作室。车间噪声卫生标准是70dB(A)。

钙镁磷肥 钙镁磷肥是一种微碱性玻璃质肥料，物理性能良好且稳定，能长期贮存。生产的主要原料是磷矿石和助溶剂(蛇纹石、白云石等含镁、硅矿石)，燃料主要用焦炭、煤等。生产工艺是在高温下(1 350℃以上)将磷矿石和助溶剂一起熔融、水淬、干燥和粉碎。生产方法有高炉法和电炉法两种，高炉法较普遍。主要化学反应如下：

2Ca5F(PO4)3+SiO2+H2O=3Ca3(PO4) 2+CaSiO3+2HF↑

职业危害

1．氟危害。见“过磷酸钙”部分。

2．尘毒危害。见“过磷酸钙”部分。

3．高温炉危害。磷矿石与助熔剂配比不当或矿石来源有变动，常使炉温下降，产生炉缸冻结、炉瘤、风口灌料等故障，处理不当有烫伤、机具伤害危险；随着炉料熔融会产生煤气混人炉顶空气中有爆炸危险；在炉顶、除尘器和热风炉附近作业，有含氟气体和一氧化碳中毒危险；炉点火有喷火烧伤与爆炸危险。

4．机械伤害。见“过磷酸钙”部分。

预防措施

1．氟危害预防措施。见“过磷酸钙”部分。

2．尘毒危害预防措施。见“过磷酸钙”部分。

3．高温炉危害预防措施。磷矿石与助熔剂配比、矿石来源发生变动时，要及时调整，控制好炉温；开炉时，用蒸汽吹扫炉顶和除尘器降低其煤气浓度，防止爆炸；在炉顶、除尘器等可能存在有毒气体区域作业时，操作人员要佩戴防毒器具并有专人监护；在打开料口或窥视孔时，操作者应站在其两侧，出料时应站在上风向。

4．机械伤害预防措施。见“过磷酸钙”部分。