[发明专利]一种利用反射炉与立窑相结合生产磷酸的方法

说明书

本发明公开一种利用反射炉和立窑相结合生产磷酸的方法，包括以下步骤：对反射炉进行预热，将反射炉的热气体往立窑方向输送，并对立窑进行预热；将原料磷矿石、硅石和焦炭按比例混合，送入立窑，原料在立窑内得到预热；预热后的原料进入反射炉进一步升温，在反射炉内，发生还原、氧化反应，生成五氧化二磷和二氧化碳，含五氧化二磷、二氧化碳、惰性气体、其他气体的高温混合窑气从反射炉进入立窑，对进入立窑的原料预热；将得到的混合窑气引出至吸收塔，进行常规水合吸收，制得磷酸，并回收处理好尾气。本发明首次利用立窑与反射炉相结合制备磷酸，生产效率比常规窑法磷酸提高10％以上，时间减少20％以上，磷收率提高3％以上。

技术领域

本发明涉及磷酸生产技术领域，具体涉及一种利用反射炉和立窑相结合生产磷酸的方法。

背景技术

磷酸是制取各种工业和农业用磷制品的基础原料，是国民经济的重要物资之一。

工业化生产磷酸主要方法有湿法磷酸、热法磷酸、窑法磷酸。这些方法均存在一定的弊端。湿法磷酸的生产需高品位的磷矿及硫酸，生产过程产生大量的磷石膏，治理使用困难，成本高，得到的产品杂质含量大。热法磷酸存在电能消耗大，排出的气体中含有大量的氟化物，造成空气污染，大量的一氧化碳气体燃烧排空，造成资源、热能的浪费，在燃烧含磷炉气时，生成的气体体积较大，燃烧及冷凝气体以及捕集气体中的酸雾，均需要容积很大的设备。

窑法磷酸同样存在缺陷。1、回转窑：这是一种重载、大扭矩、多支点、筒状中空窑炉运行系统，球状物料在窑内随着窑体的旋转而运动；磷的还原在还原区进行，磷的氧化在氧化区进行，还原区和氧化区都在窑体内，燃料在窑内燃烧直接供热。该技术有很多不足之处：氧化区与还原区的分隔很困难，物料中的还原炭容易被氧化而出现早燃现象，因此炭用量大，同时影响磷的还原；此外回转窑窑内结圈现象严重，影响窑的正常运转而难以实现工业化生产。2、隧道窑：这是一条长的直线型隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行着窑车，燃烧设备设在隧道窑的中部两侧；采用隔烟或明焰烧成物料放在窑车上，经过预热带、高温带和冷却带。该技术虽然解决了物料在窑内的翻滚破碎和结圈等问题，但还存在氧化区和还原区有效隔离的问题，同时也存在设备体积庞大、机械化程度低，生产过程复杂、还原反应时间长、还原率低、难实现大型工业化生产的问题。3、锟道窑：这是隧道窑技术的的一种改进，相对于隧道窑虽然磷矿反应时间缩短，自动化程度提高，但仍然存在体积庞大，成产过程复杂的问题。4、环底窑：环底窑结构复杂，操作繁琐，高温下容易发生堵赛现象。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种利用反射炉和立窑相结合生产磷酸的方法。本发明的磷酸制备方法，操作简单，耗时少，成本低，效率高，生产效率比常规窑法磷酸提高10％以上，时间减少20％以上，磷收率提高3％以上，具有很好的经济效益，适合推广应用。

本发明通过以下技术方案实现：

一种利用反射炉和立窑相结合生产磷酸的方法，包括以下步骤：

(1)反射炉、立窑预热：对反射炉进行预热，保持反射炉内的温度为1000～1500℃，利用引风机，将反射炉的热气体往立窑方向输送，并对立窑进行预热至400～900℃；

(2)原料预热：将原料磷矿石、硅石和焦炭按比例混合，从立窑的上部入口送入立窑，原料在立窑内与从反射炉上升的热气体相遇，得到预热；

(3)原料还原、氧化反应：预热后的原料从立窑底部进入反射炉进一步升温，在反射炉的高温下，原料处于熔融状态并进行还原反应；还原反应产生的磷单质气体与一氧化碳气体上升至反射炉的上部气体空间，与反射炉上部通入的干燥空气发生氧化反应，生成五氧化二磷和二氧化碳，含五氧化二磷、二氧化碳、惰性气体、其他气体的高温混合窑气从反射炉进入立窑，对进入立窑的原料预热；

(4)磷酸制备：将步骤(3)得到的混合窑气引出至吸收塔，进行常规水合吸收，制得磷酸，并回收处理好尾气。