[发明专利]一种黄磷生产用磷矿粉的脱碳工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种黄磷生产用磷矿粉的脱碳工艺，属于磷化工技术领域。

技术背景

碳酸盐作为磷矿伴生物之一，在黄磷生产过程中，遇到700℃左右温度时会最先分解成CO₂，造成块状磷矿破裂成细颗粒物，这些细颗粒物极易堵塞磷炉内反应生成的磷炉气的出口通道，严重时造成磷炉内大幅塌料而无法维持生产；随磷炉气一起进入冷凝系统的细颗粒物，作为冷凝的“晶核”粒子被磷包裹回收之后，即成为包裹型泥磷；这种泥磷的产生降低了黄磷产品的成品率，作为危险固体废弃物，泥磷的后续处理存在极大的环境安全风险。

国内中小型磷炉由于受资金、设备和技术水平的诸多限制，简单地采用烘干块矿入炉的工艺技术，不对磷矿中伴生的碳酸盐进行预处理，只能选用二氧化碳含量低于5%的磷矿原料，否则就会对中小型磷炉的正常运行造成极大影响。因此不利于碳酸盐含量较高的磷矿原料的使用。对于碳酸盐含量较高的磷矿原料，现有工艺技术主要采用经破碎、筛分、烘干预处理后，再经球磨至粒度为≤0.1mm，添加粘土作为粘结剂，经圆盘造粒机内造粒，高温焙烧，磷矿原料中碳酸盐在高温下分解而部分脱除，制成满足磷炉入炉要求的磷矿球团。该技术的脱碳率一般仅达60%左右，且降低了磷矿原料中P₂O₅的含量，增加了SiO₂的含量，不适合高硅磷矿粉使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种黄磷生产用磷矿粉的脱碳工艺，其利用二水物法湿法磷酸生产中的中间产物酸渣制成的粘结剂，与经过预处理的磷矿粉按比例均匀搅拌混合后，经压球成型，利用磷炉尾气，采用独特的预热干燥、焙烧和空气冷却工艺，生产出供黄磷生产使用的磷矿球团。该方法有效地克服了现有技术存在的缺陷，提出了一种提高脱碳率的新的技术方案。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种黄磷生产用磷矿粉的脱碳工艺，磷矿经破碎、筛分、烘干和均化预处理后，制成重量百分水分为5%～8%，粒度≤10mm的磷矿粉，送入混合机，其与现有技术的突出区别在于：加入二水物法湿法磷酸生产的中间产物酸渣制成的固形物重量百分含量为15%～60%，P₂O₅的重量百分含量为35%～46%的粘合剂，粘合剂与磷矿粉重量比的配比为3～4：6～7，均匀搅拌4～6分钟，得到重量百分水分为9%～12%的混合料，送入压球机压成直径20～50mm的圆球，用温度为100～200℃的热风预热干燥，时间为25～30分钟，防止生球破裂，送入回转窑，利用磷炉尾气，在850～950℃温度下焙烧，时间为30～35分钟，分解部分碳酸盐和挥发物质，经空气冷却降温至100℃以下，即制成供黄磷生产使用的磷矿球团。

预热干燥、焙烧、冷却产生的废气经除尘、洗涤后达标排放，细颗粒物及粉尘返回搅拌机再次使用。

本发明充分利用生产流程的中间产物作为辅料直接回用于生产流程，即用二水物法湿法磷酸生产工艺的中间酸渣制成生产磷矿粉球团所用的粘结剂，与经过预处理的磷矿粉按比例均匀搅拌混合后，经压球成型，利用磷炉尾气，采用独特的预热干燥、焙烧和空气冷却工艺，生产出供黄磷生产使用的磷矿球团。脱碳率大幅提高，磷炉的运行安全稳定，黄磷生产中的泥磷量大幅减少，环境安全风险降低，提高黄磷的成品率。

附图说明

附图1为本发明的生产示意图。

具体实施方式

下述实施例旨在进一步详细描述和解释本发明，而不是以任何方式限定本发明。本领域普通技术人员对本发明所作的任何简单改进和替换，均应落入本发明的保护范围之内。

实施例1

一种黄磷生产用磷矿粉的脱碳工艺，磷矿经破碎、筛分、烘干和均化预处理后，制成重量百分水分为5%，粒度≤10mm的磷矿粉，送入混合机，其与现有技术的突出区别在于：加入二水物法湿法磷酸生产的中间产物酸渣制成的固形物重量百分含量为15%，P₂O₅的重量百分含量为46%的粘合剂，粘合剂与磷矿粉重量比的配比为3： 7，均匀搅拌5分钟，得到重量百分水分为9%的混合料，送入压球机压成直径30mm的圆球，用温度为120℃的热风预热干燥，时间为26分钟，防止生球破裂，送入回转窑，利用磷炉尾气，在850℃温度下焙烧，时间为30分钟，分解部分碳酸盐和挥发物质，经空气冷却降温至70℃以下，即制成供黄磷生产使用的磷矿球团，脱碳率达91.9%。

实施例2