再利用是循环经济3R 中的另一个重要原则。 在循环经济情况下,从输入方来说,输入的物料有外购的、上一工序转入的、本工序的废料再利用转入的、下游各个工序的废料再利用转入的等情况。 从输出方来说,输出的物料有作为半成品进入下一工序,作为产品退出生产流程;也有作为残次品返回上一工序或上上工序作为材料再利用的;还有部分在企业内部无法再利用而外排至环境的。
在重构湿法磷酸时,很多产物可以实现再利用。 而热法磷酸与湿法磷酸许多原料可以共享,可以将热法与湿法结合,使二者形成产业链,达到资源充分利用。 在制备磷酸时,通过湿、热磷酸共生耦合,可以实现湿法、热法磷加工的资源、能量、三废之间合理利用、回收、处理,从而实现了磷酸产业中的良性融合,降低了生产能耗和成本,减少了环境污染,有利于实现可持续性发展;同时,通过共生耦合,可以实现湿法净化磷酸及其下游产品与热法磷酸及其下游产品的协同规划、互补发展,避免了同质化恶性竞争,实现磷资源的价值和效益最大化;另外,通过共生耦合,不仅可以实现湿、热法磷加工的产品之间的关联,降低产业内生产成本,还可以进一步拓展产业链,推动产业的整体进步发展。 具体工艺如图3.6 所示。
该工艺提出了建立湿、热法磷加工体系共生耦合实现磷资源加工产业的可持续性发展的思路。 首先,通过湿、热法磷加工体系共生耦合,湿、热法磷加工之间可以互相回收利用对方产生的一些废弃物、废水以及热能。 例如:当采用高温分解磷石膏制硫酸的方法来处理回收利用磷石膏时,高温分解石膏回收SO2 后,副产的CaO 可以回用为黄磷尾气制备碳一化工产品甲酸钙的原料;磷石膏干燥制造石膏材料或者高温分解磷石膏制硫酸的工艺中,也可以直接使用黄磷尾气燃烧所得高温烟道气作为高温热源;黄磷(含热法磷酸、磷酸盐等)生产过程中的含磷废水可以回用到湿法磷酸加工过程中,在解决热法磷加工含磷废水处理及排放问题的同时,也减少了湿法磷加工新鲜水用量;黄磷尾气燃烧所得高温烟道气或者热法磷酸回收的热能都可以回用到湿法多磷酸生产中,作为高温热源。 其次,通过湿、热法磷加工体系共生耦合,湿、热法磷加工的产业链可以实现协同规划和拓展,实现磷资源的高价值加工和效益的最大化。 湿法净化磷酸和热法磷酸之间要实现协同规划和发展,湿法磷酸可以取代热法磷酸制造工业、食品级磷酸和磷酸盐,以及农用多聚磷酸和聚磷酸盐产品,实现节能降耗,降低生产成本,同时,不生产纯度过高的净化酸产品,也能够降低副产的渣酸、萃余酸有害物质含量,使这部分磷酸能够通过生产磷肥进行消耗平衡;热法磷酸则应覆盖小批量、高纯度、多规格、多牌号、多功能的磷酸和磷酸盐产品,以及高纯度聚磷酸和功能性聚磷酸盐产品,从而实现热法磷加工产品的高品质和高附加值;最终通过整体计算不同磷酸、磷酸盐和磷肥产品的综合经济价值,调整湿、热法产品的产销量,确保磷资源价值和经济效益的最大化。 再者,通过湿、热法磷加工体系共生耦合,实现湿、热法磷加工的产业链关联和拓展。 热法磷加工所生产的磷酸酯可以作为萃取制备湿法净化磷酸的萃取剂,有利于降低企业外购萃取剂造成的成本增加;湿法磷加工副产的氟化氢,可与热法磷加工生产的五氯化磷结合生产高附加值的电池储能材料六氟磷酸锂;湿法磷酸生产过程中,用于制备硫酸的硫黄,同样可以作为生产热法磷化工产品五硫化二磷的原料,而五硫化二磷又可以作为脱砷剂使用于食品磷酸(以及其他需要低砷的产品)的生产中。(www.xing528.com)
图3.6 湿法、热法磷酸耦合工艺图
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