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關(guān)鍵詞:硅烷技術(shù); 磷化技術(shù); 前處理
1.引言
磷化處理不改變零件的機械性能、強度、磁性等,還有較高的電絕緣性,膜與基體金屬結(jié)合強度高,是涂裝前的良好底層能進(jìn)一步提高零件的耐腐蝕能力。近年隨著汽車工業(yè)的異軍突起,磷化--這一已有百年歷史的表面前處理技術(shù)更是得到了進(jìn)一步的繁榮和發(fā)展。但是隨著能源緊缺和《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》的頒布,磷化工藝高耗能、含有重金屬離子和致癌物、排放的廢水和廢渣多、三廢處理困難等缺陷,已經(jīng)無法滿足節(jié)能環(huán)保、降本增效這一現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的方向。為此,在滿足傳統(tǒng)磷化處理工藝優(yōu)點的同時,又能做到工藝簡單、環(huán)保、綜合成本低的金屬表面硅烷化處理應(yīng)運而生,其憑借諸多優(yōu)勢有望成為磷化的綠色替代工藝。
金屬硅烷處理技術(shù)是20世紀(jì)80年代以來,美國和歐洲部分機構(gòu)開始研究,目前德國Chemetall(凱密特爾集團)、美國Ecosil公司硅烷前處理部分產(chǎn)品已在歐洲及北美地區(qū)國家使用使用,并有完全取代傳統(tǒng)磷化工藝的趨勢。Chemetall公司已在我國上海、長春、重慶等地成立了凱密特爾集團分公司,進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的推廣應(yīng)用,并在鋼鐵、家電、汽車零件公司等行業(yè)得到了認(rèn)可和應(yīng)用。
2.金屬表面硅烷處理機理
2.1硅烷的單分子結(jié)構(gòu)
硅烷是一類含硅基的有機/無機雜化物,其基本分子式為:R'(CH2)nSi(OR)3(其中OR是可水解的基團,R'是有機官能團。),它是與硅油和硅酸鹽完全不同種類的硅產(chǎn)品。其單 分子結(jié)構(gòu)如圖1所示:
2.2金屬表面硅烷處理機理
硅烷在水溶液中通常是以水解的形式存在,其水解平衡反應(yīng)式如下:
主要的水解產(chǎn)物為SiOH基團,當(dāng)溶液中形成足量的活性SiOH基團,該溶液就可進(jìn)行金屬硅烷處理。金屬在浸泡中,水解后的硅烷分子RSi(OR)3通過SiOH基團與金屬表面的MeOH(Me表示金屬)形成氫鍵,而快速吸附于金屬表面。在金屬界面上形成Si-O-Me共價鍵,其反應(yīng)式如下:
SiOH硅烷液+MeOH金屬表面 Si-O-Me界面+ H2O
另外剩余的硅烷分子通過SiOH基團之間的凝聚反應(yīng)在金屬表面上形成具有Si-O-Si三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅烷膜,其縮合反應(yīng)式如下:
硅烷網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型如圖2所示:
一般來說,共價鍵Si-O-Me間的作用力可達(dá)700Kj/mol,從而使得網(wǎng)狀的硅烷膜緊密的黏合在金屬表面(其膜厚主要取決于硅烷溶液的濃度);自后該硅烷膜在烘干過程中或后道的電泳漆交聯(lián)反應(yīng)結(jié)合在一起,形成牢固的化學(xué)鍵。這樣,基材、硅烷和油漆之間可以通過化學(xué)鍵形成穩(wěn)固的膜層結(jié)構(gòu)。
3.汽車工業(yè)前處理硅烷與磷化對比
3.1工藝流程對比
3.1.1磷化工藝流程:
3.1.2硅烷工藝流程:
3.1.3磷化和硅烷的生產(chǎn)維護(hù)對比
1)磷化工藝
a)日常檢測控制項目:表調(diào)槽液的PH值,磷化槽液的TA(總酸度點數(shù))、FA(游離酸度點數(shù))、AC(促進(jìn)劑點數(shù))、PH(磷化軸封液),其中AC每隔2h進(jìn)行檢測一次隨時調(diào)整。必要時還要對磷化液的鋅、鎳等離子進(jìn)行控制。
b)槽液生產(chǎn)維護(hù)要點:每班生產(chǎn)前,提前90分鐘以上開啟加熱系統(tǒng)和循環(huán)攪拌系統(tǒng),并且在生產(chǎn)過程中攪拌不應(yīng)停止。生產(chǎn)前,在未開啟磷化循環(huán)泵前開啟磷化除渣泵進(jìn)行除渣工作至少30min,然后才能進(jìn)行正常生產(chǎn)。
c)槽液倒槽清洗:表調(diào)至少半月、磷化一個季度進(jìn)行掏槽清洗處理。
2)硅烷工藝
a)日常檢測控制項目:活化點(2.0-4.8點),PH值(3.8-5.5),電導(dǎo)率(
b)槽液生產(chǎn)維護(hù)要點:PH值和電導(dǎo)率要每天多次測量,PH值測量要求用對氟離子穩(wěn)定的PH計,槽液通過監(jiān)測PH、電導(dǎo)率活化點來控制。
c)槽液倒槽清洗:因硅烷處理無殘渣產(chǎn)生,槽液不必進(jìn)行徹底清理,只需在在保證槽液有良好溢流的情況下,每周(或根據(jù)生產(chǎn))溢流更換10% 的槽液,調(diào)整好活化點、PH值后即可進(jìn)行正常生產(chǎn)。
4.金屬硅烷處理的優(yōu)勢與不足
4.1金屬硅烷處理的優(yōu)勢
4.1.1技術(shù)性能優(yōu)越:耐蝕性和涂層的附著力硅烷處理膜都優(yōu)于磷化膜,磷化膜的重量一般為2-3g/m2,而硅烷膜重0.1g/m2,試驗表明硅烷膜具有優(yōu)良的防銹能力,在工序間,不出現(xiàn)泛黃生銹現(xiàn)象,質(zhì)量穩(wěn)定,與涂層的結(jié)合強度高。
4.1.2適合環(huán)保生產(chǎn)
1)硅烷處理中不含鋅、鎳等有害重金屬及其它對人體有害成分(尤其鎳已經(jīng)被證實對人體危害較大,世界衛(wèi)生組織規(guī)定2016年后鎳需要達(dá)到零排放。)。
2)在硅烷處理中,不會產(chǎn)生含磷物質(zhì),從而不會對水體造成富氧污染,有利于環(huán)保生產(chǎn)。
3)不需要亞硝酸鹽促進(jìn)劑,從而避免了亞硝酸鹽及其分解產(chǎn)物對人體及水體的危害。
4.1.3成本控制優(yōu)勢較為明顯
1)硅烷處理是無渣的,無需進(jìn)行殘渣處理,從而節(jié)約磷化的除渣設(shè)備和磷化殘渣處理費用。
2)硅烷處理沒有表調(diào),節(jié)約費用、縮短工藝流程,可提高生產(chǎn)能力,對新投資線還可以節(jié)約初期投資費用和場地空間。
3)硅烷常溫運行,10-35℃在我國大部分地區(qū)無需溫度控制就可生產(chǎn),在我國北方冬天只要稍微加熱就可達(dá)到工藝要求,有利于節(jié)約能源消耗。
關(guān)鍵詞:企業(yè)廢水;處理原則;處理技術(shù)
Abstract: In recent years, enterprises production process generated waste water on water pollution provides a serious threat to human health and safety. Therefore, to strengthen the enterprise wastewater treatment is particularly important. This paper introduced the classification and principle of treatment of wastewater, and discussed several typical wastewater treatment technology.
Key words: enterprise wastewater; treatment; treatment technology
中圖分類號:[TE992.2] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :A文章編號:
隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快,廢水的種類和數(shù)量迅速增加,已成為威脅人類健康和安全的重大隱患。如何做好廢水處理,維持工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,已成為當(dāng)下的重要課題。
1.企業(yè)廢水的分類
由于各個企業(yè)的規(guī)模不同、生產(chǎn)工業(yè)流程不同,所產(chǎn)生的廢水的成分比較復(fù)雜。企業(yè)廢水一般可分為三種。
第一種,根據(jù)廢水中所含的主要污染物的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分類,一般可分為無機廢水和有機廢水兩個類別;如礦物加工過程的廢水和電鍍廢水,屬無機廢水;食品和石油加工過程的廢水,屬有機廢水。第二種,依據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品和加工對象進(jìn)行分類;如造紙廢水、冶金廢水、紡織印染廢水、染料廢水、制革廢水、金屬酸洗廢水、農(nóng)藥廢水、電站廢水等。第三種,以廢水中含有的污染物的主要成分為進(jìn)行分類,如酸性廢水、堿性廢水、含鉻廢水、含氰廢水等。前兩種分類法不涉及廢水中所含污染物的主要成分,也不能表明廢水的危害性。第三種分類法,明確地指出廢水中主要污染物的成分,能表明廢水一定的危害性。
2. 廢水處理的基本原則 2.1優(yōu)先選用無毒生產(chǎn)工藝代替或改革落后的生產(chǎn)工藝,盡可能在生產(chǎn)過程中杜絕或減少有毒有害廢水的產(chǎn)生。 2.2在使用有毒原料以及產(chǎn)生有毒中間產(chǎn)物和產(chǎn)品的過程中,應(yīng)嚴(yán)格操作、監(jiān)督,消除滴漏,減少流失,盡可能采用合理的流程和設(shè)備。 2.3含有劇毒物質(zhì)的廢水,如含有一些重金屬、放射性物質(zhì)、高濃度酚、氰廢水應(yīng)與其它廢水分流,以便處理和回收有用物質(zhì)。 2.4流量較大而污染較輕的廢水,應(yīng)處理后循環(huán)使用,不應(yīng)排入下水道,以免增加城市下水道和城市污水處理負(fù)荷。 2.5類似城市污水的有機廢水,如食品加工廢水、制糖廢水、造紙廢水,可排入城市污水系統(tǒng)進(jìn)行處理,處理后回用。 2.6一些可以生物降解的有毒廢水,如酚、氰廢水,應(yīng)處理后按排放標(biāo)準(zhǔn)排入城市下水道,再進(jìn)一步生化處理。[1]2.7含有難以進(jìn)行生物降解的有毒廢水,應(yīng)單獨處理,不應(yīng)排入城市下水道。工業(yè)廢水處理的發(fā)展趨勢是把廢水和污染物作為有用資源回收利用或?qū)嵭虚]路循環(huán)。
3.典型廢水處理技術(shù)
3.1表面處理技術(shù)
(1)磨光、拋光廢水
零件在被磨光、拋光時,因磨料和拋光劑等的存在,致使COD、BOD、SS等污染物存在于廢水中。一般可按照如下工藝流程:廢水調(diào)節(jié)池混凝反應(yīng)池沉淀池水解酸化池好氧池二沉池過濾排放,進(jìn)行廢水處理。
(2)除油脫脂廢水
大多數(shù)的脫脂工業(yè)中因脫脂劑的存在,而使廢水中的污染物以pH、SS、COD、BOD、色度、石油類等為主。常常采取以下工藝流程進(jìn)行處理:廢水隔油池調(diào)節(jié)池氣浮設(shè)備厭氧或水解酸化好氧生化沉淀過濾或吸附排放。
因該類廢水中多含有乳化油,在進(jìn)行氣浮前要加入一定量的CaCl2破乳劑,便于破除乳化油。對于廢水中含有的高濃度污染物COD,最好采用厭氧生化技術(shù)加以處理。[2]
(3)酸洗磷化廢水
在進(jìn)行鋼鐵零件的酸洗除銹過程中很容易產(chǎn)生酸洗廢水,該廢水中的Fe2+以及SS的濃度都比較高。一般采用以下工藝流程進(jìn)行處理:廢水調(diào)節(jié)池中和池曝氣氧化池混凝反應(yīng)池沉淀池過濾池pH回調(diào)池排放 。
磷化廢水也稱之為皮膜廢水,即鐵件在磷酸鹽溶液中經(jīng)過化學(xué)處理后,表面生成一層磷酸鹽保護(hù)膜,該保護(hù)膜因難溶于水,常用作噴涂底層,以防鐵件生銹。該類廢水中主要以pH、SS、以及COD等為主。
3.2電鍍廢水
因電鍍生產(chǎn)工藝多種多樣,且工藝各不相同,所產(chǎn)生的廢水也不會相同。所以必須采用不同的處理方法進(jìn)行治理。
(1)對含氰廢水的處理
目前多采用堿性氯化法處理含氰廢水,該方法的工作原理是在堿性條件下,通過采用氯系氧化劑來破除廢水中的氰化物。處理過程中,必須做好含氰廢水與其它廢水的分流工作。
處理過程可按兩步走,第一步稱之為不完全氧化階段,即將氰氧化為氰酸鹽,這時還不能徹底破壞氰;第二步稱為完全氧化階段,也就是將氰酸鹽進(jìn)一步的氧化分解生成二氧化碳和水。將經(jīng)過處理的含氰廢水與電鍍綜合廢水進(jìn)行混合一起處理。
(2)含鉻廢水
鉻還原法是進(jìn)行含六價鉻廢水處理的常見方法,其工作原理:使含六價鉻廢水處于酸性環(huán)境下,通過加入一定的還原劑將六價鉻還原成三價鉻,然后加入氫氧化鈣、氫氧化鈉以及石灰等對pH值進(jìn)行調(diào)節(jié),使所生成的三價鉻氫氧化物經(jīng)過沉淀而除去。[3]
(3)綜合重金屬廢水
綜合重金屬廢水包括酸、堿前處理廢水以及含有銅、鎳、鋅的重金屬廢水。一般采用氫氧化物沉淀法對廢水進(jìn)行處理。
3.3線路板廢水
生產(chǎn)線路板的企業(yè)廢水主要產(chǎn)生于對線路板進(jìn)行磨板、蝕刻、電鍍、脫膜等的工序過程中。以下對線路板廢水的處理方法,分別進(jìn)行介紹:
(1)絡(luò)合含銅廢水
一般多采用硫化法進(jìn)行該類廢水的處理,其原理是通過硫化物中的S2ˉ與銅氨絡(luò)合離子中的Cu2+的結(jié)合生成CuS沉淀,將廢水中的銅除去,對于過量的S2ˉ宜選用鐵鹽使其生成FeS沉淀而分離。
(2)油墨廢水
由于油墨廢水水量較小,常采用間歇處理,其原理是在酸性條件下,利用有機油墨從廢水中分離出來的懸浮物的性質(zhì)而除去,處理后的油墨廢水可混入綜合廢水中一起進(jìn)行處理。如油墨廢水水量較大時宜采用生化法單獨處理。[4]
(3) 線路板綜合廢水
該類廢水中不僅包含Cu2+、Sn2+、Pb2+等重金屬,還含有酸堿前處理廢水。一般采用氫氧化物混凝沉淀法進(jìn)行處理。
(4)多種線路板廢水綜合處理
對多種線路板廢水進(jìn)行處理時,應(yīng)將絡(luò)合含銅廢水、油墨廢水以及綜合重金屬廢水進(jìn)行分流,油墨廢水經(jīng)過預(yù)處理后,將其與綜合廢水混合一起進(jìn)行處理,對于銅氨絡(luò)合廢水則應(yīng)單獨處理,然后由綜合廢水處理系統(tǒng)對其進(jìn)行處理。
4. 企業(yè)廢水處理方法
上述第三小節(jié)主要對企業(yè)廢水的類別、廢水處理的基本原則以及幾種典型廢水處理技術(shù)進(jìn)行了分析闡述。為了更好的對企業(yè)廢水進(jìn)行處理,本小節(jié)將主要對企業(yè)廢水幾種常用的處理方法進(jìn)行分析闡述。
4.1 中和法處理企業(yè)廢水
用化學(xué)法去除廢水中過量的酸或堿,使其pH值達(dá)到中性的過程稱為中和。處理含酸廢水時,以堿或堿性氧化物為中和劑,而處理堿性廢水則以酸或酸性氧化物做中和劑。對于中和處理,首先考慮以廢治廢的原則,將酸性廢水與堿性廢水互相中和,或者利用廢堿渣(碳酸鈣堿渣、電石渣等)中和酸性廢水,條件不具備時,才使用中和劑處理。酸性廢水中和處理經(jīng)常采用的中和劑有石灰、石灰石、白云石、氫氧化鈉、碳酸鈉等,堿性廢水中和處理一般采用硫酸、鹽酸。 當(dāng)酸堿廢水的流量和濃度變化較大時,應(yīng)該先進(jìn)入水質(zhì)均質(zhì)調(diào)節(jié)池進(jìn)行均化,均化后的酸堿廢水再進(jìn)人中和池。為使酸堿中和反應(yīng)進(jìn)行得較完全,中和池內(nèi)要設(shè)攪拌器進(jìn)行混合攪拌。當(dāng)水質(zhì)水量較穩(wěn)定或后續(xù)處理對pH值要求較寬時,可直接在集水槽、管道或混合槽中進(jìn)行中和。
4.2 化學(xué)沉淀法處理企業(yè)廢水
化學(xué)沉淀法向廢水中投加可溶性化學(xué)藥劑,使之與廢水中呈離子狀態(tài)的無機污染物起化學(xué)反應(yīng),生成不溶于或難溶于水的化合物,沉淀析出,從而使廢水得到凈化的方法?;瘜W(xué)沉淀法是一種傳統(tǒng)的水處理方法,廣泛用于水質(zhì)處理中的軟化過程,也常用于工業(yè)廢水處理,去除重金屬及氰化物等。 用化學(xué)沉淀法處理廢水的前提是:污染物在反應(yīng)中能生成難溶于水的沉淀物。沉淀物形成的唯一條件是它在水中溶解的離子積大于溶度積。投入廢水中的化學(xué)藥劑稱沉淀劑,常用的沉淀劑有石灰、硫化物和鋇鹽等。根據(jù)沉淀劑的不同,化學(xué)沉淀法可分為氫化物沉淀法、硫化物沉淀法和鋇鹽沉淀法等。
4.3 反滲透法處理企業(yè)廢水
反滲透法也是一種處理企業(yè)廢水的常用方法。由于反滲透膜的孔徑僅萬分之一微米,各種病毒、細(xì)菌、重金屬離子等無法通過逆滲透膜,只有分子和溶解的氧能通過,從而達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。通過采用能夠承受高壓的物質(zhì)作為滲透薄膜,廢水在經(jīng)過這種薄膜的過程當(dāng)中,可以允許水分子通過,但是阻止有害物質(zhì)通過,這樣就達(dá)到了將純凈水與有害物質(zhì)分離的目的。
上述主要對企業(yè)廢水處理過程中常用的三種方法進(jìn)行了分析闡述。上述三種方法適合的情況有所不同。在選用處理方法的過程當(dāng)中,一定要根據(jù)廢水的實際情況以及處理目的來選擇合適的處理方法。
5.結(jié)語
在水和其他資源日漸短缺以及環(huán)境污染治理日益迫切的情況下,企業(yè)廢水對水體和環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重,迫切需要污染治理。企業(yè)做好廢水處理具有重要的現(xiàn)實意義,需要社會各界的共同努力,為節(jié)能與環(huán)境保護(hù)做出更大的貢獻(xiàn)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]楚君,王坤麗,吳健.發(fā)制品企業(yè)廢水處理工程設(shè)計實例[J].工業(yè)用水與廢水,2008,(4):58—61.
[2]孫愛華,夏冬,楊蘊敏.常州地區(qū)印染企業(yè)廢水處理的思考[J].國外絲綢,2009,(2):87—89.
關(guān)鍵詞:磷酸 二氫鉀 生產(chǎn)方法 現(xiàn)狀 應(yīng)用市場
磷酸二氫鉀化學(xué)工業(yè)上用作細(xì)菌培養(yǎng)劑,釀造酵母培養(yǎng)劑,調(diào)味劑。醫(yī)藥上作營養(yǎng)劑用于使尿酸化。飼料工業(yè)中用作營養(yǎng)補充劑等。在食品工業(yè)中是食品磷酸鹽重要品種之一,用作品質(zhì)改良劑,發(fā)酵促進(jìn)劑、營養(yǎng)強化劑、調(diào)味劑、螯合劑、緩;中劑以及與磷酸氫二鉀并用作膨松劑。作為農(nóng)用肥料,磷酸二氫鉀是一種高濃度的高效磷鉀復(fù)合肥,優(yōu)質(zhì)無氯鉀肥,既提供磷也提供鉀,養(yǎng)分h2+po4-和k+可全部被農(nóng)作物吸收,不含雜質(zhì)和殘渣,營養(yǎng)成分高(p、k有效成分>90%),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無嗅、無味、無毒、易溶于水、不結(jié)塊,因而適用于各種土壤和作物,是農(nóng)業(yè)部指定推廣發(fā)展的優(yōu)良化肥品種之一。
1 物化性能
磷酸二氫鉀,又名磷酸一鉀,英文名potassiumdihydrogen
phosphate,簡稱mkp,結(jié)構(gòu)或分子式kh2po4,相對分子量或原子量136.09,相對密度2.338,熔點252.6℃。其外觀是一種無色四方晶體或白色結(jié)晶性粉末,農(nóng)業(yè)用磷酸二氫鉀允許帶微色,能溶于水,水溶液呈酸性反應(yīng),微溶于醇,有吸濕潮解性,加熱到400℃時熔化成透明的液體,冷卻后固化為不透明的玻璃狀物質(zhì)偏磷酸鉀{kpo3)。磷酸二氫鉀行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)hg2321—1992規(guī)定工業(yè)、農(nóng)業(yè)用磷酸二氫鉀的技術(shù)指標(biāo)見表1。
2 生產(chǎn)方法
磷酸二氫鉀的生產(chǎn)方法有中和法、萃取法,離子交換法,復(fù)分解法、直接法、結(jié)晶法和電解法等。以色列rotem公司采用改進(jìn)的直接法生產(chǎn)工藝,1987年在美國申請了該工藝的專利,1988年進(jìn)行中試,1990年建設(shè)了一座工業(yè)規(guī)模裝置,并于1993年8月投產(chǎn),其低成本產(chǎn)品具有很強的國際市場競爭力。在我國,生產(chǎn)工藝多采用中和法,其次還有有機萃取法、復(fù)分解法,離子交換法,直接法尚未實現(xiàn)工業(yè)化。
2.1 中和法
中和法的生產(chǎn)原料是氫氧化鉀或碳酸鉀,配成30%的溶液后送至中和器攪拌,與50%的磷酸溶液中和,控制溫度在80~100℃,ph值為4~5。中和產(chǎn)物經(jīng)過濾、濃縮、冷卻、結(jié)晶、離心分離、干燥后即得成品,結(jié)晶母液返回到濃縮工段循環(huán)使用。
該法的特點是工藝流程短、技術(shù)成熟、設(shè)備投資省、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低,投資少,但生產(chǎn)原料成本較高,價格高難以作為農(nóng)業(yè)肥料應(yīng)用,主要用于生產(chǎn)食品,醫(yī)藥和工業(yè)級的磷酸二氫鉀,目前國內(nèi)采用中和法生產(chǎn)磷酸二氫鉀約占總生產(chǎn)能力的90%左右。
2.2 復(fù)分解法
復(fù)分解法主要反應(yīng)為氯化鉀中的鉀離子與正磷酸的鈉或銨鹽中磷酸二氫根通過復(fù)分解反應(yīng)生成磷酸二氫鉀的生產(chǎn)工藝。反應(yīng)后的料液可以根據(jù)nh4ci-kh2po4-h2o或nacl-kh2po4-h2o系統(tǒng)相圖分離出磷酸二氫鉀。復(fù)分解法由于反應(yīng)需要在高溫下才能達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速度。反應(yīng)產(chǎn)物hci具有嚴(yán)重的腐蝕性且副產(chǎn)大量低濃度鹽酸,根據(jù)采用的原料不同分為下面兩種工藝。
2.2.1 磷酸二氫鈉復(fù)分解法
采用磷酸與碳酸鈉反應(yīng)制備磷酸二氫鈉,再在溶解的氯化鉀中按比例加入碳酸鈉和磷酸,充分?jǐn)嚢?調(diào)ph值至4~5,加熱濃縮至110℃后,反應(yīng)生成磷酸二氫鉀,經(jīng)冷卻結(jié)晶,離心分離、干燥后即得產(chǎn)品。
該法的特點是生產(chǎn)設(shè)備簡單、反應(yīng)條件溫和、操作方便、無污染、產(chǎn)品質(zhì)量可靠,生產(chǎn)成本較中和法每噸可下降1000元以上。但產(chǎn)品質(zhì)量不如中和法,會含有少量氯化鈉。若要從分離磷酸二氫鉀結(jié)晶后的母液中回收氯化鈉能耗高,經(jīng)濟價值低。
2.2.2 磷酸二氫銨復(fù)分解法
將水、氯化鉀、碳酸氫銨按比例投料,然后加入規(guī)定量的磷酸,磷酸與碳酸氫銨反應(yīng)制備磷酸二氫銨,充分?jǐn)嚢韬?調(diào)dh值,加熱濃縮至110℃后,經(jīng)冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥后即得產(chǎn)品。離心分離所得母液濃縮即為含氮,磷、鉀等多元素復(fù)合肥。
該法生產(chǎn)過程沒有三廢排放,噸產(chǎn)品生產(chǎn)成本較中和法可低1600元,較結(jié)晶法、萃取法、離子交換法可低1000元。但產(chǎn)品質(zhì)量不高,只可用作農(nóng)業(yè)肥料,其使用價值大大低于其他方法生產(chǎn)的磷酸二氫鉀。
2.3 萃取法
萃取法分有機萃取法和無機萃取法,有機萃取法是目前工業(yè)化常用的方法。該法是根據(jù)有機溶劑對不同化合物具有不同溶解度的特性,選擇性地使用有機溶劑進(jìn)行萃取分離來制取磷酸二氫鉀的方法。在合適的有機溶劑存在下,通過氯化鉀和磷酸反應(yīng),生成的鹽酸幾乎被萃取到有機溶劑中,待分相、分離后,磷酸二氫鉀從水相中結(jié)晶出來,洗滌干燥即得產(chǎn)品磷酸二氫鉀,分離后母液及鹽酸由反萃劑從有機相中反萃出來的萃取劑在工藝過程中循環(huán)使用。
萃取法生產(chǎn)磷酸二氫鉀是在磷酸與氯化鉀的反應(yīng)中,借助有助劑與反應(yīng)生成物之一生成絡(luò)合鹽,進(jìn)入有機相,從而促進(jìn)其反應(yīng)轉(zhuǎn)化。此法可以避免直接反應(yīng)所需要的高溫及其產(chǎn)生的氯化氫帶來的腐蝕問題,但使用的有機萃取劑較多。近年來,用有機溶劑萃取濕法磷酸的工業(yè)過程進(jìn)展很快,并實現(xiàn)了工業(yè)化,成為精制磷酸最有效的方法之一,也為用濕法磷酸制取磷酸二氫鉀提供了方便。采用有機溶劑萃取法,可選擇性地對鹽酸或磷酸進(jìn)行萃取,排除粗磷酸中的離子型雜質(zhì),制取的產(chǎn)品質(zhì)量高,該法產(chǎn)品質(zhì)量高,產(chǎn)品中磷酸二氫鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99%,與中和法相比,生產(chǎn)成本可下降25%左右,能耗低。但缺點是磷酸回收率低,有機溶劑價格昂貴,對環(huán)境有污染。
2.4 離子交換法
利用氯化鉀溶液通過苯乙烯系陽離子交換樹脂,從溶液中吸附鉀離子,然后將磷酸二氫銨溶液通過樹脂進(jìn)行置換,制得磷酸二氫鉀溶液,料液經(jīng)濃縮、冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥后得到成品磷酸二氫鉀,結(jié)晶母液返回到濃縮工段循環(huán)使用。
該法可用氨中和濕法磷酸除去大部分雜質(zhì),得到較純磷酸二氫銨溶液作為離子交換的原料,同時用較廉價的氯化氫代替中和法所用的氫氧化鉀,與中和法相比生產(chǎn)成本有較大下降。但該法的蒸發(fā)量太大,能
耗過高,副產(chǎn)物氯化銨稀溶液處理困難,離子交換樹脂價格昂貴,一次性投資較大。
2.5 直接法
愛爾蘭哥爾丁肥料公司的以磷礦、硫酸和鉀鹽為原料生產(chǎn)磷酸二氫鉀的工藝被認(rèn)為是生產(chǎn)磷酸二氫鉀比較經(jīng)濟的方法。以色列。美國、日本等國都相繼對該法進(jìn)行了研究并有所發(fā)展。該法是將硫酸與氯化鉀反應(yīng)生成硫酸氫鉀和氯化氫,氯化氫經(jīng)水吸收作為副產(chǎn)物鹽酸,而硫酸氫鉀、過量的硫酸再與磷礦反應(yīng)生成磷酸二氫鉀、氫氟酸與磷酸的混合液及磷石膏,將轉(zhuǎn)化液過濾,濾渣為磷石膏,濾液為磷酸二氫鉀與磷酸的混合液磷鉀液,經(jīng)濃縮后用甲醇沉淀,得到磷酸二氫鉀。經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品磷酸二氫鉀,濾液經(jīng)蒸餾回收甲醇并得到較純的磷酸。
以色列rotem公司的直接法流程是在此工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),其改進(jìn)之處是磷酸二氫鉀的分離不使用溶劑萃取。該新工藝使用了較廉價的原料磷礦石、硫酸和氯化鉀來替代現(xiàn)工藝使用的價格較高的ta級磷酸和氫氧化鉀,大大降低了磷酸二氫鉀生產(chǎn)成本。3國內(nèi)現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代初,我國科研人員研發(fā)了以氯化鉀為原料生產(chǎn)磷酸二氫鉀的新工藝,該成果曾獲江蘇省科技進(jìn)步獎。我國目前磷酸二氫鉀的生產(chǎn)廠家有50余家,是世界上最大的生產(chǎn)國和消費國,生產(chǎn)主要集中在四川和湖北兩地,其生產(chǎn)能力和產(chǎn)量分別占總生產(chǎn)能力、總產(chǎn)量的85%和80%以上。磷酸二氫鉀年生產(chǎn)能力約80萬噸,年總產(chǎn)量50萬噸左右,這與國內(nèi)6000余萬噸尿素產(chǎn)能相比,盡顯其不景氣的產(chǎn)銷狀態(tài)。我國部分萬噸級磷酸二氫鉀的主要生產(chǎn)企業(yè)見表2。
從生產(chǎn)廠家看,不論是中和法或復(fù)分解法生產(chǎn)企業(yè),現(xiàn)在都沒有形成大型專業(yè)化廠家,產(chǎn)品目前仍大多是磷酸鹽企業(yè)的小品種。國內(nèi)絕大多數(shù)廠家采用中和法生產(chǎn)磷酸二氫鉀,此外,有機萃取法生產(chǎn)磷酸二氫鉀投產(chǎn)的工廠也較多,年生產(chǎn)規(guī)模從數(shù)千噸到1萬噸不等,工藝技術(shù)日趨完善。
目前國內(nèi)采用離子交換法和氯化鉀復(fù)分解法生產(chǎn)磷酸二氫鉀的廠家年生產(chǎn)能力都不大,天津濱海福利化工廠采用離子交換法,年生產(chǎn)能力1000噸。徐州潤嘉東方化工有限公司采用氯化鉀復(fù)分解法,年生產(chǎn)能力1000噸。
國內(nèi)進(jìn)行離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝開發(fā)的單位是湖北化學(xué)研究所。1980年,該所開發(fā)的離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝獲國家發(fā)明獎。該所在湖北省黃梅縣和武漢市無機鹽化工廠分別進(jìn)行了年產(chǎn)500噸、1000噸離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀的中間試驗,根據(jù)考核,生產(chǎn)成本可比當(dāng)時中和法低1/3,產(chǎn)品中磷酸二氫鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)>98%。
四川化工研究設(shè)計院的磷酸二氫鉀生產(chǎn)新技術(shù),具有產(chǎn)品質(zhì)量好,經(jīng)濟效益明顯的優(yōu)勢。該項目的技術(shù)方案是以氯化鉀、磷酸和專用助劑為原料,通過直接反應(yīng),生產(chǎn)磷酸二氫鉀和副產(chǎn)鹽酸,專用助劑可再生利用。在農(nóng)業(yè)上用作高效復(fù)合肥,總養(yǎng)分(k2o+p2o5)為86%,是配制n、p、k三元復(fù)混肥的優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)原料。
磷酸二氫鉀屬于磷酸鹽行業(yè),許多廠家只是作為一個普通品種經(jīng)營。至今業(yè)內(nèi)仍缺少專業(yè)化的規(guī)模生產(chǎn)企業(yè),缺乏龍頭骨干帶動作用,品牌戰(zhàn)略及其影響力自然也無從談起,這造成磷酸二氫鉀生產(chǎn)與需求長期保持徘徊萎靡狀態(tài)。同時,近幾年來隨著原材料黃磷、燒堿、氫氧化鉀,氯化鉀等價格大幅上漲,磷酸二氫鉀的制造成本也隨之水漲船高,生產(chǎn)廠家的被迫提價,又導(dǎo)致農(nóng)民購買意愿降低。
由于目前國內(nèi)大多數(shù)磷酸二氫鉀的生產(chǎn)廠家仍然沿用傳統(tǒng)的中和法生產(chǎn)這種產(chǎn)品,成本高,環(huán)境污染嚴(yán)重,致使國內(nèi)這一產(chǎn)品的產(chǎn)量一直不能大量增加。由于磷酸二氫鉀又不是目前國內(nèi)化肥市場的主導(dǎo)產(chǎn)品,雖然由于原料漲價導(dǎo)致生產(chǎn)工藝的高成本,但價格上漲困難。目前隨著其他主流化肥品種價格的高漲,磷酸二氫鉀的比價優(yōu)勢就會日益體現(xiàn),生產(chǎn)和市場也將會逐漸步入良性發(fā)展的階段。
近年來,國內(nèi)對磷酸二氫鉀的生產(chǎn)工藝的研究和工業(yè)化裝置的建設(shè)有了較大的發(fā)展。欣龍控股(集團)股份有限公司在湖北宜昌投資的宜昌欣龍化工新材料有限公司,經(jīng)過幾年科研攻關(guān),開發(fā)成功并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全新的磷酸二氫鉀生產(chǎn)工藝。該工藝除了主要生產(chǎn)磷酸二氫鉀外,還可同時充分利用生產(chǎn)過程中的下腳料產(chǎn)出聚合氯化鋁和復(fù)合肥及其他副產(chǎn)品。這樣不僅大幅度提高了原料利用率,解決了現(xiàn)行磷化工產(chǎn)品生產(chǎn)成本高,環(huán)境污染大的問題,而且使產(chǎn)品的制造成本大幅度降低,實現(xiàn)了化工終端產(chǎn)品的最佳品質(zhì)與最佳效益雙結(jié)合,使產(chǎn)品具備了大規(guī)模生產(chǎn)的條件,并符合當(dāng)前國家的“三農(nóng)政策”和可持續(xù)發(fā)展環(huán)保政策。
欣龍集團采用新法工藝建設(shè)高級復(fù)合磷酸二氫鉀磷肥生產(chǎn)裝置,目前投建項目一期工程已投入資金1.8億元人民幣,興建年產(chǎn)10萬噸磷酸二氫鉀生產(chǎn)裝置,建設(shè)周期10個月,2004年4月投產(chǎn)試運行,2004年7月正式運營。2005年投資5億元建設(shè)項目的二期工程。該項目完成后,將成為全國最大的新法磷酸二氫鉀生產(chǎn)基地,形成年產(chǎn)磷酸二氫鉀50萬噸和其他副產(chǎn)品100多萬噸的生產(chǎn)規(guī)模,年銷售收入將達(dá)到40億~60億元,年利稅將達(dá)到10億元。
4 應(yīng)用領(lǐng)域
4.1 農(nóng)用化肥
磷酸二氫鉀是一種高濃度的磷鉀復(fù)合肥、優(yōu)質(zhì)無氯鉀肥和重要的植物生長調(diào)節(jié)劑。磷酸二氫鉀的鹽值極低,是理想的葉施肥料,少量施用,能廣泛用于浸種。浸根,藥物拌種、澆灌和葉面噴施,對農(nóng)作物加速灌漿、促進(jìn)代謝、抵御干熱風(fēng)及防止倒伏等方面均有顯著效果。用作農(nóng)作物底肥及農(nóng)作物中后期葉面噴肥,用于葉面噴施時吸收利用率高達(dá)80%a90%,廣泛施用于各種糧食和經(jīng)濟作物,對水果增加甜度和改善口感作用甚佳,尤其適用于煙草、柑橘、茶葉、花卉等忌氯作物。特別是近年來超常量施用磷酸二氫鉀技術(shù)的成熟,更使得磷酸二氫鉀在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用得到了迅速發(fā)展。
磷酸二氫鉀是不含氯的水溶性速效肥,含量高,鹽指數(shù)低,對農(nóng)作物的種子、幼苗、根部、葉、花,果都沒有灼燒的危險,物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,屬一致性溶解肥料,對土壤適應(yīng)性強,因此可用于葉面噴灑,灌根、浸種、拌種、基肥、追肥等。無論在小麥,水稻、玉米、豆類、薯類、瓜類、果類、花生、棉花、煙草、花草、牧草、茶葉、蔬菜、葡萄、樹木、山藥、地黃,牛膝、上,還是在中草藥等作物上,均可廣泛應(yīng)用,具有用量少、肥效高、易吸收、見效快、使用方便、增產(chǎn)效果顯著等特點。此外,磷酸二氫鉀也可作為復(fù)合肥廠生產(chǎn)微肥和復(fù)合肥的原料及種子包衣原料。
近年來,不僅發(fā)現(xiàn)磷酸二氫鉀的顯著增產(chǎn)、抗旱、耐寒作用,而且還發(fā)現(xiàn)其對防治作物病蟲害也有特殊作用。磷酸二氫鉀具有促進(jìn)農(nóng)作物光合作用,迅速補充土壤有效營養(yǎng)元素,提高土壤肥力,易為作物吸收利用,促進(jìn)莖、桿,粒的生長,使作物苗旺桿壯,根粗葉茂,籽粒飽滿,早熟增收,增加千粒重,提高結(jié)實率,增強作物抗倒伏,抗寒,抗旱、抗病蟲害能力,改善作物品質(zhì)等功能。
4.2 其他領(lǐng)域
在化學(xué)工業(yè)中,工業(yè)級磷酸二氫鉀是用于制造偏磷酸鉀、焦磷酸鉀和其他鉀鹽的原料。食品級磷酸二氫鉀用于烘焙食品的添加劑、食品改良添加劑,抗氧化增效劑。調(diào)味劑、強化劑,緩沖劑、乳化鹽、螯合劑,膨松劑,釀造酵母的培養(yǎng)劑和發(fā)酵助劑等。發(fā)酵工業(yè)中用作細(xì)菌培養(yǎng)劑、緩沖調(diào)節(jié)劑和營養(yǎng)劑,主要用于味精、酒、酒精、檸檬酸、酶制劑、酵母、淀粉和糖等的生產(chǎn)。在醫(yī)藥上,磷酸二氫鉀用作細(xì)菌培養(yǎng)劑,用于使尿酸化作營養(yǎng)劑,還可用于青霉素、土霉素、肌苷等的生產(chǎn)。在飼料工業(yè)中,磷酸二氫鉀主要用作補充磷與鉀的礦物質(zhì)元素添加劑,特別是在魚飼料中普遍應(yīng)用。
5 市場分析
磷酸二氫鉀被譽為“化肥精”,是一種高效速效磷鉀復(fù)合肥,有效含量很高,按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),合格品主含量為92%,一等品主含量為96%,除了水分,幾乎無雜質(zhì)。近年來,各種化肥價格總體呈上漲趨勢,但磷酸二氫鉀價格仍然偏高,讓不少農(nóng)民望而卻步。然而,對于磷酸二氫鉀來說,即使按成本較低的氯化鉀法分析,由于受黃磷,燒堿和氯化鉀大幅漲價影響,出廠噸價已接近8000元,一袋500g包裝產(chǎn)品到農(nóng)民手里就要5元左右,農(nóng)民很難接受。河南焦作的農(nóng)技人員曾經(jīng)作過樣板田專施磷酸二氫鉀實驗,畝產(chǎn)增收超過20%。因此若按投入產(chǎn)出比分析,磷酸二氫鉀的相對價格反而很低,仍在農(nóng)民可接受范圍內(nèi)。
生產(chǎn)廠家和農(nóng)資部門對磷酸二氫鉀宣傳推廣不力。對于農(nóng)資部門來說,從碳銨到尿素再到復(fù)肥,都能規(guī)?;?jīng)營,惟獨磷酸二氫鉀仍小打小鬧,并不熱衷宣傳推介,經(jīng)營費用投入很少,當(dāng)然所獲利潤也很少。其次是大量假冒偽劣產(chǎn)品充斥市場,起到了極壞的負(fù)面作用。由于磷酸二氫鉀價格高,以假充真有巨大的暴利空間,一些不法廠商往往以廉價的硫酸鈉等作為填料,并假冒正規(guī)廠家的名義生產(chǎn)偽劣假冒產(chǎn)品,偽劣產(chǎn)品每噸成本不過800元左右,沖擊市場的能力可想而知。假冒偽劣產(chǎn)品不僅坑農(nóng)害農(nóng),同時也弄得農(nóng)民不敢使用磷酸二氫鉀。基于以上原因,磷酸二氫鉀在化肥市場上一直不被農(nóng)民認(rèn)可也就不足為怪了。
磷酸二氫鉀是鉀肥之王,價格是氯化鉀的近4倍,其利用率幾乎可達(dá)100%,兼具磷肥和鉀肥的雙重作用,增產(chǎn)效果驚人,施用磷酸二氫鉀可少投入多產(chǎn)出。我國磷酸二氫鉀較廣泛用于瓜果、蔬菜、煙草等作物的噴灌,這類消費多集中在東北、新疆、內(nèi)蒙古等地。目前我國84%土壤缺鉀,國家農(nóng)業(yè)部“九五”期間開始在全國實施補鉀工程,隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,農(nóng)民對高效肥料的使用會越來越重視,當(dāng)前影響磷酸二氫鉀的諸多因素正朝著積極的方向轉(zhuǎn)化,相信其市場空間將快速擴大。近幾年國內(nèi)磷酸二氫鉀需求量已逐年遞增,現(xiàn)年需求量已達(dá)80萬噸,預(yù)計今后二三年內(nèi)將超過100萬噸。
我國磷肥大都為鈣鎂磷肥、普鈣,鉀肥以氯化鉀為主?!熬盼濉逼陂g我國要大力發(fā)展無氯鉀肥及高效復(fù)合肥、混合肥,提高化肥利用率,促進(jìn)農(nóng)業(yè)單產(chǎn)的增加,滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。磷酸二氫鉀長期以來受價格、市場以及農(nóng)民認(rèn)可等多種因素制約,一直難于推廣開來。但隨著我國農(nóng)民收入逐年增加,購買力有所提高,加之科學(xué)種田知識大力普及,越來越多的農(nóng)民開始認(rèn)識并看好磷酸二氫鉀。盡管磷酸二氫鉀價格比尿素高不少,但因其有效含量高,合格品有效含量為92%,一等品則高達(dá)96%,按投入產(chǎn)出比分析,其優(yōu)勢十分突出,在促進(jìn)農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效的現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展中,磷酸二氫鉀推廣應(yīng)用正迎來大好機遇。
隨著我國經(jīng)濟穩(wěn)步、健康、持續(xù)發(fā)展,磷酸二氫鉀在、工業(yè)、醫(yī)藥及食品等行業(yè)中也得到了較快的發(fā)展,其生產(chǎn)和消費實現(xiàn)了快速增長,預(yù)計未來5年將出現(xiàn)新一輪發(fā)展高峰。隨著近年來魚飼養(yǎng)業(yè)的迅速發(fā)展,作為魚飼料添加劑的用量較快上升,磷酸二氫鉀在該領(lǐng)域的用量也將有所增加。全國在食品領(lǐng)域年消費磷酸二氫鉀約為1.5萬噸,預(yù)計在食品工業(yè)中磷酸二氫鉀的消費量也將呈逐年增加的趨勢。全國醫(yī)藥行業(yè)磷酸二氫鉀的年消費量約為1.2萬噸。預(yù)計今后5年醫(yī)藥行業(yè)磷酸二氫鉀的年消費量將達(dá)到2萬噸。我國磷酸二氫鉀在化學(xué)工業(yè)中的年消費量約為4.5萬噸。預(yù)計今后5年化學(xué)工業(yè)磷酸二氫鉀的用量將達(dá)到6萬噸。
6 發(fā)展建議
6.1 采用先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)
國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)和研究單位應(yīng)采用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù),逐步取代原有落后的工藝,加大對低成本生產(chǎn)技術(shù)直接法的開發(fā)力度,可采取引進(jìn)技術(shù)或合作開發(fā)的方式,盡快解決有關(guān)技術(shù)難題,實現(xiàn)該工藝的工業(yè)化生產(chǎn)。同時也要自主研究以工業(yè)氯化鉀和工業(yè)磷酸為基本原料的復(fù)分解法新工藝,該工藝原料利用率高,產(chǎn)品純度高,工藝流程簡單,由于氯化鉀和氫氧化鉀的價格相差很大,因此生產(chǎn)成本可大幅降低,經(jīng)濟效益比較顯著,且工藝為常壓操作,易控制、反應(yīng)溫度低、腐蝕性小、設(shè)備壽命長、投資較少、無污染,在工藝技術(shù)上具有一定的先進(jìn)性,這將大大提升磷酸二氫鉀的產(chǎn)品質(zhì)量,增強我國磷酸二氫鉀在國際市場上的競爭力。
6.2 加大市場宣傳推廣力度
長期以來,磷酸二氫鉀的推廣使用始終沒有得到像推廣測土施肥,緩控施肥一樣被充分重視,也沒有來自高層主管部門的實施規(guī)劃和資金支持。但磷酸二氫鉀具有較高性價比,長期看其市場空間極其廣闊。今后除了需要決策層大力扶持外,還要求包括生產(chǎn)、流通、農(nóng)技等領(lǐng)域共同培育和開拓農(nóng)資主渠道市場,引導(dǎo)消費,增加相關(guān)規(guī)劃覆蓋以及權(quán)威部門的大力宣傳推介,引起農(nóng)業(yè)領(lǐng)域充分重視,讓更多的農(nóng)民認(rèn)識這一品種,接受這~品種。作為國家緊缺的關(guān)系國計民生的資源,在目前國際發(fā)展低碳經(jīng)濟,保護(hù)生態(tài)環(huán)境的大背景及國內(nèi)節(jié)能減排,提高資源利用率的大背景下,有著諸多應(yīng)用優(yōu)勢的磷酸二氫鉀必定會后來居上成為化肥的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。
6.3 整肅市場秩序刻不容緩
磷酸二氫鉀當(dāng)前受假冒偽劣產(chǎn)品的沖擊最為嚴(yán)重,制假售假者為竭力壓低制假成本而不擇手段,從正規(guī)廠家購買少量磷酸二氫鉀,然后大比例地?fù)饺雰r格低廉的硫酸鈉、工業(yè)廢鹽等,再仿冒正規(guī)廠家的包裝,以低價批發(fā)給農(nóng)村零售商。假冒產(chǎn)品成本一般不及真貨成本的五分之一,獲利相當(dāng)豐厚,暴利驅(qū)使不法商人樂此不疲。這樣難免使部分農(nóng)民無從把握,漸失對磷酸二氫鉀的使用興趣,導(dǎo)致磷酸二氫鉀失去部分農(nóng)村市場,多年來一直沒有得到大規(guī)模推廣施用。磷酸二氫鉀的生產(chǎn)。銷售出現(xiàn)的混亂局面已引起業(yè)界人士極大擔(dān)憂,當(dāng)務(wù)之急是有關(guān)部門應(yīng)采取有力措施,打擊制假販假者,震懾非法廠商,拯救正規(guī)企業(yè),整肅市場秩序,保護(hù)農(nóng)民的切身利益。
【關(guān)鍵詞】 危險化學(xué)品 安全管理 企業(yè) 隱患
作為國民經(jīng)濟基礎(chǔ)行業(yè)的危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè),一般生產(chǎn)規(guī)模都比較大,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,自動化程度很高,以化學(xué)品為生產(chǎn)原料,生產(chǎn)出眾多的化學(xué)品產(chǎn)品。這些化學(xué)產(chǎn)品改善了人們的生活,給人們的工作、生活帶來了方便,成為人類生活中不可或缺的重要組成部分。
但是,一部分易燃、易爆、有毒、腐蝕和輻射的危險化學(xué)品,由于品種多、性質(zhì)復(fù)雜、穩(wěn)定性差,在生產(chǎn)、儲存、運輸過程中,如果受到外界日曬、雨淋、溫濕度變化或者相抵觸的物品相互接觸等條件的刺激,就會引起爆炸、燃燒、中毒、化學(xué)損傷、輻射傷害等事故,造成人身傷亡和環(huán)境安全及國家財產(chǎn)的重大損失。
同時,部分危險化學(xué)品相關(guān)企業(yè)的負(fù)責(zé)人和安全管理人員,對管理制度重視不夠,沒有對危險化學(xué)品加強管理、持續(xù)改進(jìn)和對安全條件不斷完善,增加了危險化學(xué)品的人身傷亡、環(huán)境安全好國家財產(chǎn)的重大損失。
1 危險化學(xué)品安全管理的必要性
化學(xué)工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的主要支柱產(chǎn)業(yè),各類危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存、經(jīng)營、使用、運輸和廢棄處置等從業(yè)單位30余萬戶,危險化學(xué)品有3823種。加強危險化學(xué)品安全管理,對于促進(jìn)化學(xué)工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展,保護(hù)廣大人民的生命財產(chǎn)安全具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
(1)加強危險化學(xué)品安全管理是實現(xiàn)企業(yè)安全發(fā)展,保證社會和諧穩(wěn)定的需要。
企業(yè)安全發(fā)展是建立在安全保障能力不斷增強、安全生產(chǎn)狀況持續(xù)改善、勞動者生命安全和身體健康得到切實保證的基礎(chǔ)上。危化品事故具有突發(fā)性、復(fù)雜性和長期性等特點,三廢污染嚴(yán)重,事故一旦發(fā)生將隨之帶來嚴(yán)重的社會問題,因此危險化學(xué)品安全管理問題不僅是從業(yè)單位自身生產(chǎn)發(fā)展及管理問題,更是關(guān)系社會公共安全的大問題。做好?;钒踩芾硎巧鐣捕ǖ男枰?,是構(gòu)建社會主義和諧社會的必然要求。
(2)加強危險化學(xué)品安全管理問題是企業(yè)自身生存發(fā)展的內(nèi)在動力和客觀需要。
化工企業(yè)是高危行業(yè),安全、穩(wěn)定、長周期、滿負(fù)荷運行是化工企業(yè)實現(xiàn)發(fā)展的基本要求,是企業(yè)的生命線,化工企業(yè)往往在一定區(qū)域范圍內(nèi)集聚大量的生產(chǎn)裝置,對硬件設(shè)備的依賴程度很高,工藝復(fù)雜、條件苛刻,一旦發(fā)生事故,輕則導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)停止,生產(chǎn)中斷,影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益,重則若發(fā)生大范圍的火災(zāi)爆炸,將使企業(yè)毀于一旦。因此,為了能使企業(yè)有的放矢地避免事故發(fā)生,更好更快發(fā)展,必須多角度、全方位加強危險化學(xué)品的安全管理。
(3)加強危險化學(xué)品安全管理是推進(jìn)城市轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要。隨著煤炭、油氣等傳統(tǒng)資源逐漸枯竭、環(huán)境承載能力有限的情況下,新興的煤化工、磷化工等高技術(shù)、高附加值的化工產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大,但危險化學(xué)品品種數(shù)量不斷增多,潛在的風(fēng)險和隱患也隨之不斷顯現(xiàn)。加強危險化學(xué)品安全管理是以人為本的發(fā)展理念的要求,是可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求,能夠為經(jīng)濟社會發(fā)展保駕護(hù)航,實現(xiàn)發(fā)展和安全生產(chǎn)“雙贏”的目標(biāo)。
2 目前危險化學(xué)品安全問題與成因
2.1 管理體制與法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)
2.1.1 法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系滯后
近年來,針對化工行業(yè)危險化學(xué)品安全管理,頒布了《危險化學(xué)品安全管理條例》等一系列法律法規(guī),但這些法多為單行法,缺乏系統(tǒng)性,執(zhí)法標(biāo)準(zhǔn)操作性不強,危險化學(xué)品事故責(zé)任劃分不明確對責(zé)任人員處罰力度過輕等。
2.1.2 行業(yè)管理功能弱化
化工行業(yè)發(fā)展水平還很原始、落后,很多地方?jīng)]有化工發(fā)展整體規(guī)劃,一大批不符合產(chǎn)業(yè)政策、污染重、能耗高、生產(chǎn)安全沒有保障的化工企業(yè)出現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)修訂工作停滯,導(dǎo)致化工行業(yè)市場準(zhǔn)入條件低,低標(biāo)準(zhǔn)開工投產(chǎn),造成慘痛事故教訓(xùn)。
2.2 企業(yè)安全責(zé)任
2.2.1 安全意識淡薄
危險化學(xué)品企業(yè)觀念落后,重生產(chǎn)、輕安全傾向仍然存在,忽視安全,漠視生命,沒有把企業(yè)的發(fā)展真正建立在安全發(fā)展的基礎(chǔ)之上,個別企業(yè)甚至違法、非法生產(chǎn)和建設(shè),削減安全設(shè)施。
2.2.2 工藝設(shè)備落后
危險化學(xué)品生產(chǎn)設(shè)備往往有特殊要求,生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施呈大型化、集約化和一體化,而不少化工企業(yè)普遍設(shè)計不合理、工藝技術(shù)落后、裝置水平低、設(shè)備老化等問題。缺少必要的溫度、壓力、流量、液位及可燃、有毒氣體泄漏報警設(shè)施或防超壓、超溫安全裝置,容易造成跑、冒、滴、漏,在投料試生產(chǎn)過程就發(fā)生安全事故,教訓(xùn)十分深刻。
2.2.3 從業(yè)人員素質(zhì)不高
從業(yè)人員素質(zhì)低,危險作業(yè)崗位操作人員不具備基本化工專業(yè)知識,操作人員違章作業(yè)、冒險蠻干造成不少事故的發(fā)生。化工產(chǎn)品多樣化、生產(chǎn)工藝復(fù)雜化、生產(chǎn)裝置科技化,對安全管理水平和從業(yè)人員素質(zhì)提出了更高要求。儀器儀表方面的專業(yè)人才特別缺乏。
2.2.4 使用、倉儲不合理
(1)企業(yè)員工在使用易燃易爆的液體過程中,僅簡單了解化學(xué)品特性,不夠重視、專業(yè),使用中不能夠及時密封, 也疏忽自身的安全防護(hù), 往往貪圖一時的方便, 增加了工作場所的危險性。對于氧氣瓶和乙炔瓶等高壓氣體的使用,為了方便操作經(jīng)常會將兩個氣瓶并排放置,增加了氣瓶使用的危險性。
(2)危險化學(xué)品企業(yè)倉庫在氣溫、干濕、防漏、防雷、倉庫結(jié)構(gòu)、倉庫位置、消防滅火設(shè)施等配置上很少達(dá)到要求。有時,基于倉庫空間限制,或每一類危險品量少,而未分類分庫存放,導(dǎo)致一旦起火很難及時采取合理措施滅火。
3 企業(yè)危險化學(xué)品安全管理對策
3.1 建立健全、嚴(yán)格執(zhí)行各項規(guī)章制度
危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存、運輸具有高危的特點,操作必須標(biāo)準(zhǔn)化。相關(guān)企業(yè)必須嚴(yán)格遵守有關(guān)的法律、法規(guī)、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn),建立、健全符合本單位情況的安全生產(chǎn)管理制度,完善的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序。
3.2 重視安全識別與臺帳建立
危險化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營單位對本單位所涉及的危險化學(xué)品,包括原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品的危險特性,先進(jìn)行燃燒、爆炸、有毒、有害或腐蝕性等危險特性和重大危險源等屬性的識別。并建立規(guī)范、完整的危險化學(xué)品安全臺帳,每種危險化學(xué)品都有化學(xué)品安全技術(shù)說明書和化學(xué)品安全標(biāo)簽。明火作業(yè)許可證、設(shè)備內(nèi)作業(yè)許可證、高處作業(yè)許可證不可缺少。作業(yè)前,一定要進(jìn)行相關(guān)安全管理部門的檢查、檢測和審查,通過后方可進(jìn)行作業(yè)。
3.3 推行安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理
危險化學(xué)品企業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)化必須達(dá)到包括負(fù)責(zé)人與職責(zé)、風(fēng)險管理、法律法規(guī)與管理制度、培訓(xùn)教育、生產(chǎn)設(shè)施及工藝安全、作業(yè)安全、產(chǎn)品安全與危害告知、職業(yè)危害、事故與應(yīng)急、檢查與自評等10個方面的一級考核要素要求和與之相關(guān)的53個二級考核要素要求,把安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化與隱患排查治理及自動化改造工作結(jié)合起來,把不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的生產(chǎn)布局、工藝流程、設(shè)施設(shè)備等作為標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)的重要內(nèi)容,持續(xù)改進(jìn)安全生產(chǎn)績效。
在推行安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理過程中,應(yīng)以企業(yè)風(fēng)險管理為基礎(chǔ),強調(diào)風(fēng)險意識,注重事前預(yù)防,開展以班組、崗位達(dá)標(biāo)、專業(yè)達(dá)標(biāo)和企業(yè)達(dá)標(biāo)為主要內(nèi)容的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),根據(jù)生產(chǎn)特點從制度、規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)、操作、檢查等各方面制定具體規(guī)范,將安全生產(chǎn)責(zé)任逐一落實到每個操作崗位和每個工種、每個作業(yè)人員,建立自我約束、持續(xù)發(fā)展的安全管理機制,促進(jìn)企業(yè)安全管理水平上等級、上臺階,使企業(yè)的全部生產(chǎn)經(jīng)營活動實現(xiàn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。
通過開展標(biāo)準(zhǔn)化活動從根本上解決基層基礎(chǔ)問題,固本強基,有效消除事故隱患,引導(dǎo)企業(yè)采用安全、可靠的設(shè)備、工藝和先進(jìn)技術(shù),使生產(chǎn)始終處于良好的安全運行狀態(tài),達(dá)到和保持安全生產(chǎn)許可制度所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),滿足高危企業(yè)安全準(zhǔn)入條件。
3.4 實施安全技術(shù)措施
危險化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營單位需要在遵守執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上,不斷地研究和獲取新技術(shù)、新工藝等,同時通過采取適當(dāng)?shù)陌踩夹g(shù)措施,消除或降低危險化學(xué)品的危害和風(fēng)險,從而確保生產(chǎn)安全。
(1)提高工藝技術(shù)水平:在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中,積極研究和獲取先進(jìn)的工藝技術(shù),加強技術(shù)改造,淘汰落后工藝,不斷優(yōu)化工藝指標(biāo)和流程,完善和提高生產(chǎn)、使用的危險化學(xué)品的技術(shù)水平。同時,在原材料的應(yīng)用上,通過對有毒、高毒、可燃物等進(jìn)行處理,尋找替代品,進(jìn)而在一定程度上減少危險化學(xué)品對人體造成的傷害或引發(fā)火災(zāi)爆炸等。
(2)提高自動化控制水平:企業(yè)要結(jié)合危險化學(xué)品自身的工藝特點、裝置規(guī)模和可控程度等,設(shè)置建立自動化控制系統(tǒng),進(jìn)而對化學(xué)品的溫度、壓力、流量、流速、液位、物料比等指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確控制?;虿捎弥悄茏詣踊瘍x表、緊急停車系統(tǒng)(ESD)、安全儀表系統(tǒng)(SIS)等自動控制系統(tǒng),不斷降低現(xiàn)場人工操作,避免接觸,提高企業(yè)的安全自動控制水平,確保裝置的平穩(wěn)運行。
(3)提高安全設(shè)施水平:根據(jù)物料特性、設(shè)備性能、工藝指標(biāo)等要求,科學(xué)、合理設(shè)置安全閥、防爆膜、壓力表、液位計等具備安全功能的附件。同時,相應(yīng)的設(shè)置超限報警裝置,對安全聯(lián)鎖、溫度、壓力、液位等進(jìn)行管理,可燃、有毒氣體濃度監(jiān)測報警,自動泄壓、緊急切斷、緊急聯(lián)鎖停車等裝置,有效提高裝置防御異常狀況的能力。
3.5 加強企業(yè)員工安全知識教育
危險化學(xué)品企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行安全培訓(xùn)教育制度,確立終身教育的觀念和全員培訓(xùn)的目標(biāo),強調(diào)人人參與,定期識別安全培訓(xùn)教育需求,根據(jù)實際需要制定并實施培訓(xùn)教育計劃,包括安全生產(chǎn)意識、規(guī)章制度、崗位風(fēng)險管理、崗位技術(shù)技能、應(yīng)急等方面內(nèi)容。確定“崗位達(dá)標(biāo)”標(biāo)準(zhǔn),通過理論考試、實際操作考核、評議等方法,全面客觀地反映每個從業(yè)人員的崗位技能情況,實現(xiàn)崗位達(dá)標(biāo)。
危險化學(xué)品操作人員必須經(jīng)過崗前培訓(xùn),建立“安全第一”意識,遵守化學(xué)危險品管理制度,了解所使用的化學(xué)危險品性質(zhì),切實掌握防護(hù)用具的正確使用方法,消除和控制人的不安全行為。學(xué)習(xí)化學(xué)品安全使用說明書,熟知應(yīng)急處理及急救措施,通過考核合格上崗操作。工作過程中,穿著防靜電服,禁止穿釘鞋等,定期檢查員工操作方法是否合規(guī)。
通過員工危險化學(xué)品知識、安全教育培訓(xùn),提高員工防范事故的能力和員工的安全文化素質(zhì),降低事故發(fā)生的可能。
3.6 加強企業(yè)應(yīng)急管理能力建設(shè)
危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)事故發(fā)生概率大,潛在危害嚴(yán)重。因此,必須遵守國家應(yīng)急救援相關(guān)規(guī)定。必須建立自己的應(yīng)急救援體系,制定危險化學(xué)品事故應(yīng)急救援預(yù)案,成立事故應(yīng)急救援專業(yè)隊伍。在事故發(fā)生時,可以在第一時間啟動,能有效減少各方面的損失。應(yīng)急救援體系必須充分,主要做到:救援知識的培訓(xùn)、定期的演練、內(nèi)容的更新、設(shè)施的保障等。同時,加大應(yīng)急資源投入儲備力度。充足的資金、物資和技術(shù)資源是企業(yè)危機管理的基礎(chǔ)和應(yīng)急救援的根本保障,應(yīng)急資源的匱乏不僅會降低生產(chǎn)單位初期應(yīng)對事故的能力,還會擴大事故的危害程度。
3.7 加強隱患整改的后期追蹤,嚴(yán)格事故調(diào)查處理和責(zé)任追究
危險化學(xué)品企業(yè)需要頻繁接觸有毒有害的化學(xué)物質(zhì),使用高溫高壓的特種設(shè)備,必須堅持定期安全檢查,發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的隱患時,要及時通知、及時整改、及時落實。防止事故出了、原因找到了、整改進(jìn)行了、事故還是發(fā)生了。因此,對隱患整改落實的后期追蹤工作必須加強,一定要重視后期的追蹤工作,使得整改工作落到實處,善始善終,以減少事故的再次發(fā)生。
危險化學(xué)品企業(yè)的事故多發(fā)確實是是我國現(xiàn)階段化工行業(yè)發(fā)展中面對的一個現(xiàn)實問題,從客觀上講,發(fā)生事故在所難免,是經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程中必須付出的代價。同時,事故不僅會促進(jìn)法律標(biāo)準(zhǔn)體系的完善,也能夠促進(jìn)企業(yè)安全管理水平的提高。
“事故調(diào)查的主要任務(wù)就是找出事故原因,總結(jié)事故教訓(xùn),制定和落實預(yù)防事故、改進(jìn)工作的措施,這是事故調(diào)查的精髓所在,是事故預(yù)防的根本途徑。”
4 結(jié)語
危險化學(xué)品的安全管理在我國工業(yè)化迅速推進(jìn)的今天,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠重視,使得我國化工企業(yè)安全生產(chǎn)事故頻發(fā)、形勢嚴(yán)峻。加強企業(yè)的危險化學(xué)品的管理,制定科學(xué)合理的管理制度、操作規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、方案等,規(guī)范危險化學(xué)品的生產(chǎn)、使用、儲存、運輸?shù)拳h(huán)節(jié),努力實現(xiàn)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化,提高本質(zhì)安全水平,才能為企業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高以及環(huán)境保護(hù)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]國務(wù)院令591號, 危險化學(xué)品安全管理條例2011(5).