[实用新型]热法炼磷设备

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金设备领域，尤其是涉及一种热法炼磷设备。

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。

由于顶吹枪浸入熔体渣液面以下，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。

实用新型内容

本实用新型旨在至少克服现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提供一种热法炼磷设备，利用该热法炼磷设备，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。

根据本实用新型的热法炼磷设备包括：用于将磷矿石熔融成熔体的熔融炉，所述熔融炉具有加料口和熔体出口；和还原氧化炉，所述还原氧化炉包括炉体和喷枪，所述炉体具有熔体进口、出渣口和烟气出口，其中所述熔体进口与所述熔体出口相连，且所述喷枪的一端插入到所述炉体内。

根据本实用新型的热法炼磷设备，分别在独立分体的熔融炉和还原氧化炉内进行磷矿石的熔融和还原氧化，因此磷矿石熔融产生的烟气与还原氧化产生的烟气不会混在一起，因此氧化后含气态五氧化二磷的烟气的杂质成分少，五氧化二磷的提取容易，降低了成本，提高了纯度。解决了在同一炉内进行熔融、还原和氧化反应、熔融时产生的烟气与还原氧化时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，由于磷矿石首先经过熔融炉熔融，然后通过熔体进口加入到还原氧化炉内，因此不需要使用喷枪喷射磷矿石，因此对磷矿石的粒度要求低，成本降低。

根据本实用新型的热法炼磷设备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所述炉体的顶部插入到所述炉体内且始终位于所述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所述炉体内且位于熔体进口下方。

由于顶吹喷枪从所述炉体的顶部插入所述炉体内且始终位于所述炉体内的渣液面上方，即顶吹喷枪的下端没有浸没到所述炉体内的渣液面内(由此又称为“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所述炉体内的一端。

由于在侧吹喷枪插入到所述炉体内的一端的下方设有下出渣口，因此在需要更换侧吹喷枪时，能够通过下出渣口排放渣将所述炉体内的渣液面降到低于侧吹喷枪插入到所述炉体内的一端就可以更换侧吹喷枪，无需停炉，因此提高了效率，降低了成本。

所述炉体上方设有限定顶吹喷枪下端插入到所述炉体内的深度的限位部件。

通过所述限位部件能够限制顶吹喷枪向下插入的深度，从而避免顶吹喷枪插入到所述炉体内的渣液面内。