[发明专利]高炉制磷工艺

说明书

本发明涉及一种制取黄磷的工艺，特别是一种不直接用电、而是利用高炉制取黄磷及磷酸的技术。

现有技术中，一般是用电炉法生产黄磷，这种方法需要使用品位比较高的磷矿石，对于中低品位的矿石，则产生不了好的经济效益，另外电炉法的每吨磷成品约耗电15000度，仅电耗就占去了黄磷成本的2/3；淬取法磷酸还要解决常规磷酸生产过程中的除砷、除重金属等技术难题；

本发明的目的是将磷矿石与无烟煤等制成球后放入高炉内燃烧，经过提取装置的提取提出黄磷；这种工艺不但可以充分利用目前还难于利用的大量中低品位的磷矿和无烟煤，而且其对黄磷的生产成本只有用电炉法生产黄磷的3/5；特别要指出的是，在本发明提供的工艺中，使用了北京海润篁石净化粉有限公司生产的“篁氏净化粉”作为催化剂，经试验证明大大提高了产品的质量、使得生产成本更加低廉。

本发明的另一目的在于生产磷酸，其生产的磷酸的生产成本比用常规的硫酸淬取法低20％，节约了大量的硫铁矿资源、避免了硫酸生产过程中带来的环境污染，免除了用常规工艺生产时需要解决除砷、除重金属等技术难题。

本发明提供的技术具有较好的经济、社会及环境效益。

本发明是这样实施的：将磷矿石、无烟煤(也称白煤)与硅矿石破碎后混合、筛分进入炉内燃烧、进行氧化还原反应，得到的含有少量粉尘及磷蒸汽的炉气经干法除尘和湿法除尘装置处理，将磷、尘混合物进行分离，粗磷进入精制系统制为成品黄磷，而提取粗磷后的泥磷进入泥磷制酸装置，生产浓度各异的磷酸；具体的讲，是这样实施的：将磷矿石、无烟煤(也称白煤)与硅石粉碎成40--80目，再按照磷矿石∶无烟煤∶硅石＝1∶0.7--1∶0.08--0.18的比例混合后(重量百分比)、筛分成为直径为20--40MM的块料，进入炉内燃烧、反应温度为摄氏1350--1500度，进行氧化还原反应，得到的炉气经干法除尘和湿法除尘装置处理后得粗制磷；最佳的工艺过程是：将磷矿石、无烟煤(也称白煤)与硅石粉碎成40--80目，再按照磷矿石∶无烟煤∶硅石＝1∶0.8∶0.1 3的比例混合后得混合物，按照混和物：“篁氏净化粉”＝1.93∶0.01--0.05的比例混合后(重量百分比)再将其制成直径为40MM的球体，进入炉内燃烧、反应温度为摄氏1350--1500度，进行氧化还原反应，得到的炉气经干法除尘和湿法除尘装置处理后得粗制磷。

与现有技术相比，本发明可以充分利用目前还难于利用的大量中低品位的磷矿和无烟煤进行生产，使得生产成本更加低廉；它对黄磷的生产成本只有用电炉法生产黄磷的3/5，其生产的磷酸的生产成本也比用常规的硫酸淬取法低20％，节约了大量的硫铁矿资源、避免了硫酸生产过程中带来的环境污染，免除了用常规工艺生产时需要解决除砷、除重金属等技术难题；特别要指出的是：在本发明提供的工艺中，使用了北京海润篁石净化粉有限公司生产的“篁氏净化粉”作为催化剂，经试验证明大大提高了产品的质量、使得生产成本更加低廉；本发明提供的技术具有较好的经济、社会及环境效益，达到了发明目的。

本发明的实施例1：将P2O5含量为13--22％的磷矿石、固定碳含量为62--72％的无烟煤(也称白煤)与SiO2含量为93--98％的硅矿石粉碎成50目，再按照(重量百分比计算)磷矿石∶无烟煤∶硅矿石＝1∶0.8∶0.13的比例混合后得混合物，筛分后成为直径为40MM的块料，进入高炉内燃烧、反应温度为摄氏1350--1500度，进行氧化还原反应，得到的炉气经干法除尘装置和湿法除尘装置处理后将磷、尘混合物进行分离得粗磷，在炉料反应完毕后分别取样测得球体和炉渣中的平均含磷量，经过计算，磷的还原率为50％--80％粗磷进入精制系统制为成品黄磷，而提取粗磷后的泥磷进入泥磷制酸装置，按照常规生产工艺生产出磷酸。

本发明的实施例2：将P2O5含量为18％的磷矿石、固定碳含量为62--72％的无烟煤(也称白煤)与SiO2含量为95％的硅矿石粉碎成60目，再按照(重量百分比计算)磷矿石∶无烟煤∶硅矿石＝1∶0.7∶0.08的比例混合后得混合物，再按照混和物：“篁氏净化粉”＝1.93∶0.03的比例混合后(重量百分比)将其制成直径为20MM的球体，进入炉内燃烧、反应的温度为摄氏1350--1500度，进行氧化还原反应，待炉料反应完毕得到的炉气经重力除尘装置和湿法除尘装置处理后得粗制磷，在炉料反应完毕后分别取样测得球体和炉渣中的平均含磷量，经过计算，磷的还原率达75％--90％；这时将粗磷进入精制系统按常规工艺制为成品黄磷，而提取粗磷后加泥磷进入泥磷制酸装置，按照常规生产工艺生产出磷酸。

在本发明提供的工艺中，使用了北京海润篁石净化粉有限公司生产的“篁氏净化粉”作为催化剂，该催化剂已经上市销售。