湖北祥云(集团)化工股份有限公司10万吨湿法磷酸净化项目环境影响报告书.doc
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1、目录一、建设项目概况11.1建设项目的地点及相关背景11.2主要建设内容与生产规模11.3生产工艺21.4产业政策与规划相符性8二、建设项目周围环境现状112.1建设项目所在地的环境现状112.2建设项目环境影响评价范围11三、建设项目环境影响预测及拟采取的主要措施与效果143.1项目产排污情况143.2拟建项目环境影响及预测评价结果173.3拟建项目污染防治措施183.4环境风险评价213.5污染防治措施及经济可行性223.6拟建项目经济损益分析233.7大气环境防护距离与卫生防护距离233.8环境监测计划及环境管理制度25四、公众参与27五、环境影响评价结论32六、建设单位及评价单位名称和
2、联系方式33一、建设项目概况1.1建设项目的地点及相关背景以“低消耗、低排放、高效率”,提高磷资源对经济与社会可持续发展的保障能力为总体目标。重点发展精细磷酸盐化工产品,稳步发展高效磷复肥,走资源节约、环境协调的可持续发展道路,是当今磷化工企业发展趋势。推广湿法磷酸净化技术,用净化的湿法磷酸替代用黄磷生产的食品级和工业级磷酸及磷酸盐等精细化工产品,成为现代磷化工技术发展的主流。“十二五”期间,我国磷化工行业将大力发展湿法磷酸精制技术,进一步加强磷资源合理利用,鼓励基础、大宗磷化工产品向深加工、多规格、专业化、高纯化发展,重点发展食品级、医药级、牙膏级、专用级、电子级、高纯精细磷化工高端产品。精
3、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。同时,还有利于改善磷化工产品的产品结构、提升企业的核心竞争力。湖北祥云(集团)化工股份有限公司与武汉工程大学联合研究开发的湿法磷酸净化工艺技术,曾获得国家科技部科技支撑计划项目(编号:2007BAB08B09)支持,并在2010年通过国家科技部验收。武汉工程大学开发的溶剂萃取净化湿法磷酸新技术,采用新型混合萃取剂,攻克了稀磷酸萃取低的技术难题;深度脱硫的创新工
4、艺使精制磷酸中的硫酸根降到20ppm以下,达到国际领先水平;湿法磷酸分级利用的新工艺可高效生产工业级磷酸,经浓缩净化后得到食品级、医药级磷酸,萃余酸还能用于制造肥料,实现无磷排放,该技术得到湖北省科技厅大力推广。湖北祥云(集团)化工股份有限公司根据市场需求,拟在武穴市田镇工业新区祥云新厂区投资66085万元建设10万吨/年湿法磷酸净化项目,同时配套建设25万吨/年湿法磷酸装置和4000吨/年氟硅酸钠装置。1.2主要建设内容与生产规模项目建设内容包含年产10万吨工业级磷酸,食品级磷酸,为合理配套,同时建设25万吨/年湿法磷酸装置(100%P2O5)以及4000吨/年氟硅酸钠装置,公用工程包括锅炉
5、、循环水站、原料、成品仓库、罐区以及污水处理站等。项目总投资66085万元,其中环保投资为700万元人民币。表1-1 拟建工程主要设施组成一览表序号装置名称规模产品规格工艺技术路线说明主要设备一产品25万t/a湿法磷酸中间产品,10万t/a净化湿法磷酸贮槽、罐、澄清槽、缓冲罐、过滤机、各种反应器、浓缩蒸馏釜等1湿法磷酸250000(125.75万t27.4% H3PO4)100%wt P2O5预处理湿磨萃取过滤产品2食品级磷酸50000(8.1195万t85%H3PO4)100%wt P2O5湿法磷酸萃取酸洗涤反萃取除杂浓缩脱色过滤漂白过滤产品3工业级磷酸50000(8.1195万t85%H3
6、PO4)100%wt P2O5湿法磷酸萃取酸洗涤反萃取除杂浓缩脱色过滤产品二副产品氟硅酸钠、萃余酸1氟硅酸钠3000t/a浓度为12%氟硅酸和32.5%的工业盐(芒硝)盐水溶液进行反应2萃余酸1162110 t/a12.1%wt去磷铵装置生产磷肥1.3生产工艺1.3.1湿法磷酸生产工艺根据企业提供的资料和项目可行性研究报告,项目磷酸制取装置的原料为脱镁后的磷矿浆和硫酸,采用湿法磷酸工艺的多格方槽萃取、低位真空冷却流程、文丘里及旋风洗涤、转台式过滤工艺制取磷酸。磷酸制取装置原料磷矿浆来源于祥云集团新厂区配套建设的2120万吨/年高镁中低品位磷矿资源化开发利用项目,硫酸外购。磷矿中主要化学成份为C
7、a5F(PO4)3,脱镁后磷矿浆主要成分为Ca5F(PO4)3、Ca5(PO4)3 OH、Ca3(PO4)2,当它和硫酸反应时生成磷酸和难溶性的硫酸钙结晶。主反应: Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + mH2O = 3H3PO4 + 5CaSO4m/5 H2O + HF Ca5(PO4)3 OH + 5H2SO4 + mH2O = 3H3PO4 + 5CaSO4m/5 H2O + H2OCa3(PO4)2+ 3H2SO4 + mH2O = 2H3PO4 + 3CaSO4m/3 H2O其它反应:6HF + SiO2 = H2SiF6 + 2H2OH2SiF6 = SiF4 + 2HF (
8、受热)2H2SiF6 + SiO2 = 3SiF4+ 2H2O (SiF4进入尾气吸收系统)3SiF4 +(n+2)H2O = 2H2SiF6 + SiO2nH2O (用水吸收含氟气体时)磷矿中的铁、铝、钠及钾等杂质将发生下列反应:(Fe,Al)2O3 + 2H3PO4 = 2(Fe,Al)PO4+ 3H2O(Na,K)2O + H2SiF6 =(Na,K)2SiF6 + H2O(1)原料工段根据企业的规划和本项目可行性研究报告,湿法磷酸生产所用原料为磷矿脱镁后的磷矿浆,来源于祥云集团新厂区2120万吨/年高镁中低品位磷矿资源化开发利用项目生产。因此省去了原料工段磷矿石湿法磨矿工艺,减少了磨矿
9、带来的粉尘污染。新厂区磷矿脱镁后的矿浆贮存在贮槽内,贮槽内矿浆直接由泵送去本项目磷酸生产工段。(2)湿法磷酸工段来自新厂区磷矿脱镁装置贮槽内的磷矿浆(含水35%)和来自滤洗液槽的淡磷酸依次送入1#反应槽、2#反应槽和消化槽,硫酸直接由硫酸装置储罐泵送入2#反应槽。通过自控调节确保矿浆和硫酸按比例加入。反应槽中生成的磷酸和硫酸钙结晶混合料浆经泵送至转台式过滤机过滤。4#反应槽大部分料浆用轴流泵送低位真空闪冷器移走大量的反应热和稀释热,使槽内温度维持稳定,以获得良好的二水硫酸钙结晶。磷酸料浆经过滤机过滤所获得的滤液,通过气液分离器分离后,液体即为磷酸(20%P2O5),送往湿法磷酸净化生产装置。过
10、滤所获磷石膏滤饼,经三次逆流洗涤后送至磷石膏渣场堆放。反应槽和过滤机排出的含氟气体产生的含氟水蒸气,依次由下而上进入两个串联的氟吸收塔,然后经大气冷凝器,大量的蒸汽在此被冷凝,另有少量蒸汽和不凝性气体由蒸汽喷射泵排空。含氟洗涤液自洗涤塔下塔流入液封槽,由泵进行自身循环洗涤含氟气体。达到浓度的氟硅酸由塔循环液中抽出一部分送往氟处理工序:含氟气体吸收塔的循环液,循环过程中经过冷却器控制温度,再进入洗涤,以控制吸收液浓度。含氟尾气吸收产生的氟硅酸送氟硅酸钠生产装置生产氟硅酸钠。湿法磷酸(100%P2O5计)生产规模为25万吨/年。所用原料磷矿浆来自磷矿脱镁装置,磷矿脱镁装置原矿P2O5含量约为28%
11、,根脱镁磷矿浆的品位,确定磷酸浓度约为20%P2O5。其工艺流程及产排污节点见图3.1-1所示:图1-1 湿法磷酸工段工艺流程及产排污节点示意图1.3.2氟硅酸钠生产工艺磷酸装置产生的浓度约为12%的含氟废气洗涤液氟硅酸进入氟硅酸贮槽,再用离心泵打入高位槽。工业盐(芒硝)在溶盐槽中用压缩空气搅拌溶解成浓度约32.5%的盐水溶液,用离心泵打入盐水高位槽中,经计量后放入合成槽,在合成槽中,随着搅拌器的不断搅拌,氟硅酸与硫酸钠进行反应,反应式如下:H2SiF6Na2SO4Na2SiF6H2SO4大量的氟硅酸钠结晶析出,然后停止搅拌静置,氟硅酸钠结晶并夹杂少许硅胶,形成膏状沉淀,沉降在合成槽底部;反应
12、中上部母液由合成槽放入母液地下槽。沉降于底部的氟硅酸钠结晶,用水搅拌洗涤至pH约为46,洗液排至母液地下槽,结晶物料连同少量水经金属软管送入离心机,分离出的液体送去母液地下槽后经母液预处理装置沉淀后送往磷酸装置。含水8%的湿氟硅酸钠物料进入湿料加料斗,经湿料加料斗下部螺旋给料机送入气流干燥管中,用来自电加热器的高湿空气加热将氟硅酸钠含水量降至1%以下,出气流干燥管的物料经两级旋风除尘器和一级袋式除尘器收集物料至成品贮斗。除尘后的气体经尾气排风机排出。成品贮斗内的成品经计量由人工包装堆存贮存。生产工艺流程图如下。图1-2 氟硅酸钠工艺流程及产污节点示意图1.3.3湿法磷酸净化生产工艺项目湿法磷酸
13、净化工艺技术包括以下步骤:脱硫脱氟沉降过滤处理;脱硫脱氟处理后湿法磷酸的萃取;萃取后有机相的洗涤;洗涤后有机相的反萃;反萃后水相的精制;浓缩至含85wt% H3PO4并回收有机溶剂。即来自新厂区湿法磷酸装置的稀磷酸(浓度为27.4%的H3PO4)与加入的萃取剂和促进剂混合进行萃取反应,同时进行脱硫脱氟,萃取后上层的萃取相进行下一步的酸洗涤工序,而下层的萃余相进行过滤和蒸馏工序以回收部分溶剂后进入萃余酸储槽;萃取后得到的有机相用洗涤液洗涤,水相进行蒸馏以回收磷酸和部分萃取剂最后进入萃余酸储槽;洗涤后的有机相用工艺去离子水以逆流方式反萃取,反萃取后的水相即为稀磷酸;反萃得到的水相含有硫酸根离子、镁
14、离子等,加入钡盐进行除杂得到精制水相;得到的精制水洗那个溶液进行浓缩,浓缩采用减压蒸馏,一级浓缩的部分洗涤酸打入酸洗涤工序进行再次酸洗,余下的浓缩液则进入二级浓缩并回收有机溶剂;浓缩后的磷酸加入活性炭进行吸附有机物则得到85wt%工业级磷酸,进一步的加入双氧水进行脱色后则得到85wt%食品级磷酸。净化除杂工序涉及到的化学反应方程式如下:Ca2+SO42-= CaSO4 Ba2+SO42-= BaSO4 2Na+H2SiF6=Na2SiF6+2H+通过对原料酸进行预处理可使原料酸中硫酸根和氟离子含量减少60%左右,为本项目的萃取及反萃提供了有利条件,项目萃取工序脱氟、脱硫反应为:Ca5F(PO4
15、)3+5H2SO4+10H2O5CaSO42 H2O+2HF+3 H3PO4Ca2+ SO42-= BaSO4精制工序脱硫、脱镁反应为:Ba2+ SO42-= BaSO4 Mg2+ CO32-= MgCO3湖北祥云(集团)化工股份有限公司5万吨/年食品级磷酸(P2O5100 %wt)、5万吨/年工业级磷酸(P2O5100 %wt)项目,生产技术方案采用湿法磷酸萃取酸洗涤反萃取除杂浓缩脱色过滤产品工艺。生产过程分为四大工序:萃取工序;酸洗、水洗工序;精制工序;溶剂回收工序。工艺流程及产排污节点如下图所示。 图1-3 湿法磷酸净化项目工艺流程(带排污节点)示意图(1)萃取工序项目萃取工序建有两条完
16、全相同生产线,每条生产线包括萃取器、酸洗器和洗涤器及精制反应器。来自湿法磷酸装置预处理后未浓缩的稀酸(122.039万t/a,27.4% H3PO4)在萃取器中经MIBK萃取,并加入促进剂无机酸,以脱出金属盐类物质。萃余液打入下一级萃取器中进一步经MIBK萃取,萃取相进入萃取液贮槽,萃余相经过滤后去溶剂回收工序,回收萃取剂。根据表3.1-1原料磷酸的组成成分,杂质主要有SO42-、Fe2+、Cl-、F-、Ca2+、Mg2+等。萃取工序过滤后萃余酸W6-1主要成分有:少量磷酸、水、钙盐、铁盐、镁盐、氯化物等,蒸馏后萃余酸W6-2主要成分有:磷酸、水、氟硅酸钠、钙盐、镁盐、有机物等,蒸馏产生的脱氟
17、尾气G1主要成分由有:含氟气体(氟化物)、硫化氢、甲基异丁基酮(甲基酮)、和水蒸汽,脱氟尾气经引风机引入碱洗水洗塔装置进行处理。萃取工序磷酸的萃取率为80.3%,萃余酸进入磷铵生产装置。(2)酸洗、水洗工序萃取工序的萃取相打入到酸洗反应器,酸洗工序部分有机相去溶剂回收工序蒸馏以回收萃取剂、酸和水,蒸馏萃余酸W6-3主要成分有:磷酸、水、铁盐、氟硅酸钠、有机物、硫酸盐等。蒸馏后经酸洗后,有机相进入水洗反应器进行反萃取,经去离子水洗涤后,水相进入精制反应器,水洗的有机相去溶剂回收工序,回收萃取剂、水,水洗蒸馏后水进入酸性水循环系统进行循环利用,酸洗、水洗蒸馏产生的脱氟尾气G2、G3经引风机引入碱洗
18、水洗塔装置进行处理。酸洗、水洗工序磷酸收率为75.0%,产生的萃余酸进入磷铵生产装置。(3)精制工序反萃取后的溶液打入精制反应器,并加入钡盐进一步脱除硫酸根,然后经过滤,打入真空浓缩器,除杂、过滤产生的滤渣W6-4主要含有:钡盐、镁盐和水,滤渣送入萃余酸系统进入磷铵生产装置利用。经浓缩器两级浓缩处理以回收萃取剂、水,浓缩产生的大量水进入酸性水循环系统进行循环利用,酸性水循环系统总循环利用率为98.7%,浓缩产生的浓缩尾气G4、G5经引风机引入碱洗水洗塔装置进行处理。浓缩后的高浓度磷酸由脱色反应器加活性炭进行脱色过滤,得到工业级磷酸,脱色过滤产生活性炭渣S1;另外部分工业级磷酸送至后处理工段,经
19、漂白反应器加双氧水漂白过滤处理后,得到食品级磷酸,漂白过滤产生漂白渣S2。(4)溶剂回收工序由萃取、酸洗、水洗以及浓缩收集到的溶剂均经过蒸馏器,减压蒸馏后回收溶剂。经过上述所有工序后,得到工业级磷酸8.1195万t/a(85wt% H3PO4),食品级磷酸8.1195万t/a(85wt% H3PO4),即10万t/a P2O5 (100 wt%),产品磷酸最终收率为41.3%,剩余磷酸即萃余酸作为副产。1.4产业政策与规划相符性1.4.1产业政策相符性分析根据产业结构调整指导目录(2011年本),湖北祥云(集团)化工股份有限公司10万吨/年湿法磷酸净化项目属于第一类(鼓励类)第十一条(石化化工
20、)中:10万吨/年及以上湿法磷酸净化生产装置,符合国家产业政策要求。本项目净化副产萃余酸进入祥云集团磷铵装置进行再利用生产肥料磷酸铵,原有湿法磷酸装置用于去生产磷酸铵的部分磷酸去生产其他产品,从而不会改变祥云集团磷铵产品的规模,符合磷化工行业相关产业政策。此外,黄冈市经济和信息化委员会就本项目下了黄冈市经济和信息化委员会关于湖北祥云集团10万吨/年湿法磷酸净化项目符合国家产业政策界定的函作为本项目的支撑附件。目前我国磷化工产品结构正在往高、精、尖方向发展。“十二五”期间,我国磷化工行业将大力发展湿法磷酸精制技术,进一步加强磷资源合理利用,鼓励基础、大宗磷化工产品向深加工、多规格、专业化、高纯化
21、发展,重点发展食品级、医药级、牙膏级、专用级、电子级、高纯精细磷化工高端产品。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。同时,还有利于改善磷化工产品的产品结构、提升企业的核心竞争力。根据工信部印发关于印发聚氯乙烯等17个重点行业清洁生产技术推行方案的通知(节2010104号)中“磷肥行业清洁生产技术推行方案”,总体目标:“到2012年,磷肥行业中大型湿法磷酸净化替代黄磷生产磷酸60万吨,节电约28亿
22、度,在大型企业中的普及率可达30%以上。” 推广技术:“湿法磷酸净化技术(适用范围:大型湿法磷酸企业),技术主要内容:对大型湿法磷酸装置分级利用磷酸,通过磷酸净化提取出工业级磷酸、食品级磷酸,及其高附加值的磷化工产品,其余磷酸生产二铵和一铵。解决的主要问题:湿法磷酸净化生产工业级、食品级磷酸可替代高能耗的热法黄磷生产磷酸,吨磷酸能耗降低4700kwh以上;二是对湿法磷酸的合理经济利用,延伸磷复肥企业产业链,是我国磷肥行业循环经济、清洁生产、节能减排的发展方向。”因此,本项目符合国家产业政策要求,符合国务院关于发布实施促进产业结构调整暂行规定的决定的相关要求。1.4.2规划相符性分析(1)产业规
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