[发明专利]热法炼磷的还原氧化炉

说明书

技术领域

本发明属于冶金设备领域，尤其是涉及一种热法炼磷的还原氧化炉。

背景技术

利用磷矿石炼磷的方法主要有湿法和热法(如电炉法、窑法等)两类，湿 法是用磷矿石与无机酸(主要是硫酸)反应，经分离磷石膏及杂质后制成粗磷 酸；热法是先将磷矿石加热还原得到气态单质磷，再经氧化、水合而得到 磷酸。

湿法具有低能耗的特点，但却存在得到的磷酸纯度不够，需要进一步 提纯的缺陷；而采用热法，如电炉法，存在矿石熔融困难、耗电大的问题， 并且对磷矿石品位的要求高，对于贫矿无法处理；对于窑法，则存在反应 速度慢、容易结圈的缺点，导致设备利用率低，难以实现规模化生产。此 外，传统热法中，氧化后的气态五氧化二磷混在烟气中，烟气的成分复杂， 因此从烟气中分离出五氧化二磷困难，纯度降低、成本高。

中国专利申请CN1160018A公开了一种热法磷酸及磷酸盐工艺，该工 艺将喷射冶金技术、熔融还原技术和煤气、元素磷氧化燃烧制备磷酸技术 结合为一体，即煤-氧-矿复合喷吹，在熔融条件下完成元素磷的还原并在同 一个反应器内完成元素磷的氧化燃烧，进而制取磷酸或磷酸盐。但是上述 技术存在以下问题：

由于在同一反应器中同时进行磷矿石的熔融、还原和氧化，导致熔融 时产生的烟气与还原氧化时产生的烟气混杂在一起，使得烟气中的杂质成 分多，提取五氧化二磷比较困难，纯度低。

由于磷矿石通过顶吹枪喷入还原氧化炉体内，因此对于磷矿石的粒度 要求高、成本增加。

由于顶吹枪浸入渣液面以下，因此顶吹枪因热腐蚀而自耗严重，而且 必须增大顶吹压力。另外，进入渣液面下方的顶吹枪不适于用水冷却，否 则一旦发生漏水，水混入到渣内，容易发生爆炸，导致安全事故。

由于在还原氧化炉的底部设有向熔体中喷射煤粉和氧气的底吹枪，因 此在更换底吹枪时，必须停炉后将熔体排放完之后才能进行换枪操作。

由于在还原氧化炉的顶部设有熔剂入口，在使用过程中需要不断地打 开和密封，操作复杂，密封困难。

发明内容

本发明旨在至少克服现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明 的目的在于提供一种热法炼磷的还原氧化炉，利用该热法炼磷的还原氧化 炉，含气态五氧化二磷的烟气中的杂质成分少，五氧化二磷的提取容易， 降低了成本，提高了纯度。

根据本发明的热法炼磷的还原氧化炉包括：炉体和喷枪，其中所述炉 体具有出渣口、烟气出口、和用于将熔融的磷矿石熔体加入到炉体内的熔 体进口，其中所述喷枪的一端插入到炉体内。

根据本发明的热法炼磷的还原氧化炉，由于是将已经熔融的磷矿石形 成的熔体加入到炉体内。换言之，在炉体内不再进行磷矿石的熔融而直接 对已经熔融的熔体进行还原和氧化，因此磷矿石熔融产生的烟气与还原和 氧化产生的烟气不会混在一起，故氧化后含气态五氧化二磷的烟气中的杂 质成分少，五氧化二磷的提取容易，降低了成本，提高了纯度。解决了在 同一炉体内进行熔融、还原和氧化反应的情况下，熔融产生的烟气与还原 氧化产生的烟气混杂在一起，导致五氧化二磷的提取困难、纯度低、成本 高的问题。

此外，由于磷矿石在炉外预先被熔融，然后通过熔体进口加入到炉体 内，因此不需要用喷枪向炉体内喷射磷矿石，因此对磷矿石的粒度要求低， 成本降低。

根据本发明的热法炼磷的还原氧化炉还具有如下附加技术特征：

所述喷枪包括顶吹喷枪和侧吹喷枪，所述顶吹喷枪的下端从炉体的顶 部插入到炉体内且始终位于炉体内的渣液面上方，所述侧吹喷枪的一端从 炉体的侧面插入到炉体内且位于熔体进口下方。

由于顶吹喷枪从炉体的顶部插入炉体内且始终位于炉体内的渣液面上 方，即顶吹喷枪的下端没有浸没到炉体内的渣液面内(由此，顶吹喷枪又 称为“非浸没式顶吹喷枪)，因此顶吹喷枪不会因热腐蚀而自耗，同时可以 延长顶喷枪使用寿命，降低成本，而且顶吹喷枪还可以用水冷却，不会发 生浸没式顶吹喷枪用水冷却容易发生的爆炸，不但冷却效率高，而且安全 性提高。

所述出渣口包括上出渣口和位于上出渣口下面的下出渣口，其中下出 渣口的位置低于所述侧吹喷枪插入到炉体内的一端。