电炉制磷的工艺流程及主要设备知识交流
磷酸生产工艺
磷酸生产工艺一、热法磷酸热法是用黄磷燃烧并水合吸收所生成的P4O10来制备磷酸，热法磷酸的制造方法，主要有：1.完全燃烧法(叉称一步法)将电炉法制磷时所得的含磷炉气直接燃烧，此时不仅磷氧化为五氧化二磷，一氧化碳也被氧化：反应放出大量的热，由于磷酸酐有强烈的腐蚀作用，此反应热实际不能利用，燃烧后的气体必须冷却。
以保证磷酸酐完全吸收。
由于气体温度高，磷酸酐与水作用时首先生成偏磷酸(HPO3)，冷却后再转化成为正磷酸：此法由于热能利用差，在工业上未被采用。
2.液态磷燃烧法(又称二步法)二步法有多种流程，在工业上普遍采用的有两种：第一种是将黄磷燃烧，得到五氧化二磷用水冷却和吸收制得磷酸，此法称为水冷流程。
第二种是将燃烧产物五氧化二磷用预先冷却的磷酸进行冷却和吸收而制成磷酸，此法称为酸冷流程。
这里简要介绍酸冷流程，见图4-7。
将黄磷在熔磷槽内熔化为液体，液态磷用压缩空气经黄磷喷咀喷入燃烧水合塔进行燃烧，为使磷氧化完全，防止磷的低级氧化物生成，在塔顶还需补充二次空气，燃烧使用空气量为理论量的1.6～2.0倍。
在塔顶沿塔壁淋洒温度为30～40℃的循环磷酸，在塔壁上形成一层酸膜，使燃烧气体冷却，同时P2O5与水化合生成磷酸。
塔中流出的磷酸浓度为86%～88%H3PO4，酸的温度为85℃，出酸量为总酸量的75%。
气体在85～110℃条件下进入电除雾器以回收磷酸，电除雾器流出的磷酸浓度为75%～77%H3PO4，其量约为总酸量的25%。
从水化塔和电除雾器来的热法磷酸先进入浸没式冷却器，再在喷淋冷却器冷却至30～35℃。
一部分磷酸送燃烧水化塔作为喷洒酸，一部分作为成品酸送储酸库。
3.优先氧化法在454～532℃条件下，与理论量120%～130%的空气混合，使磷蒸气和磷化氢氧化，而CO仅氧化了5.6%～7%，然后用稀磷酸吸收磷酸酐制成热法磷酸。
此法尚未工业化。
4.水蒸气氧化黄磷法用铂、镍、铜作催化剂，焦磷酸锆或偏磷酸铝作载体，在600～800℃温度下用水蒸气氧化黄磷制得磷酸并副产氢气。
大型制磷电炉的原料加工处理
大型制磷电炉的原料加工处理1大型制磷电炉的原料加工处理电热法制磷工业中，磷矿原料的优劣直接影响着产品的质量与磷收率、生产状况、耗电量以及对周边环境的污染程度。
因此，各国制磷科技人员都十分重视改善磷矿内在质量来满足生产、环保的要求。
欧美等国家的大型制磷电炉的入炉原料都采用热处理的方法，如烧结法、球团法、瘤结法、压制团化法等，不直接使用块矿入炉。
苏联经过数十年的研究开发，已掌握了使用于大型制磷电炉的多种原料预处理方法，并积累了各种物料在大型制磷电炉中长期稳定运行的经验。
然而原料预处理方法的选择，主要是取决于磷矿的物化特性与方法的经济性。
为了保证炉内气流分布均匀，使其发挥更有效的热传递，所以大规模生产黄磷企业一般很少采用天然块矿，而是将磷矿进行预处理后才入炉。
其目的是：（1）可将砂状或碎粉状磷矿成形为合适的粒度。
破碎筛分下来的粉矿、机械强度很差的风化矿，经过预处理都可用来生产黄磷。
（2）在磷炉尾气还没规模化回收利用前，使用廉价的热源进行热处理，降低单位成本消耗，并使成形后的物料具有满意的机械强度和物化特性。
（3）原料经热处理后，提高了入炉物料中磷的品味，减少了其中的杂质含量。
例如，一部分低熔点及碳酸盐的分解逸出率可达到95%以上，对减少泥磷量，提高磷收率，减轻对环境的污染起到了事半功倍的作用。
1.1 烧结法磷矿烧结过程就是将一定数量的焦粉（0~3mm）与磷矿粉（0~10mm）均匀混合，经喷水润湿造球后布料在烧结台车上，借助点火烧嘴将其中的燃料焦粉点燃，在抽风机的作用下形成负压，依靠从大气吸入粉尘的空气自发的继续燃烧，从而使烧结面由上往下逐渐推移直至底部。
焦粉燃烧产生的热量将混合料加热到1250℃左右，完成物料的脱水，并使其中的碳酸盐、有害杂质等逸出，形成强度较高含低共熔点化合物的烧结料。
要使烧结料起到预处理的目的，必须确保两个条件：一是单位面积上的通风量；二是点火烧嘴的燃烧高温条件必须足以是台车上的物料烧透。
我国磷化工生产的工艺设备选型及维护
浅析我国磷化工生产的工艺设备选型及维护摘要：在磷化工生产中，其工艺设备的选型及维护的科学与合理性直接影响整个生产过程的顺利进行和经济效益，进行高效率、低能耗、少污染的工艺设备选型与维护对磷化工生产具有非常重要的意义。
本文首先介绍了磷化工产业的基本特点及组成工艺，然后对磷酸料浆泵与湿法磷酸淤渣分离设备的选型进行了具体介绍与分析。
关键词：磷化工工艺选型一、磷化工产业介绍1.磷、磷肥、磷酸盐工业磷是一种用途十分广泛的化工原料性产品，在国民经济中占有重要地位。
黄磷性质活泼，化合性强，可生产出多种产品，目前全世界一半以上的黄磷主要用于制成磷酸和磷酸盐，应用于肥料工业、洗涤剂、食品工业、医药工业、农药和电子工业、纺织、玻璃、冶金和陶瓷等行业，对磷酸盐的需求也日益增加。
此外，黄磷的化合物可制成燃烧弹和烟幕弹等，在国防上占有一定地位。
2.磷酸的生产工艺2.1热法磷酸生产热法磷酸生产流程可简化为：电炉制磷→黄磷燃烧→吸收并水解→磷酸。
2.1.1完全燃烧法：（一步法）电炉出来的含元素磷的炉气直接燃烧，炉气中co也一起燃烧此法因热利用差（磷酸酐强腐蚀，大量反应热无法利用）工业上未被采用2.1.2液态磷燃烧法（二步法）工业常用流程，第一种：黄磷燃烧→五氧化二磷→水冷却、吸收→磷酸，又称水冷流程；第二种：黄磷燃烧→五氧化二磷→冷磷酸冷却、吸收→磷酸，又称酸冷流程。
热法磷酸一般含>85％磷酸，浓度高、质量纯，是食品、医药工业用磷酸的主原料。
热法磷酸用元素磷生产，1吨元素磷(可产1.38吨100％磷酸)，需耗电12500～15000kwh，属高能耗产业。
2.2湿法磷酸生产用无机酸分解磷矿制得：常用硝酸、盐酸、硫酸、氟硅酸。
由于硫酸钙溶解度很小，容易和磷酸分离，所以湿法磷酸实际上是指硫酸分解磷矿制得的磷酸。
随料浆温度、磷酸浓度、硫酸用量等条件不同，硫酸钙水合物有三种形态：，生产流程有如下几种：2.2.1二水物流程：分多槽或单槽流程，无回浆和有回浆流程，真空冷却和空气冷却流程。
磷酸生产工艺
第一部分 概论
易氧化物过高 （1）间歇停车 ，黄磷燃烧不充分；（2）由于压缩空 气不足，或二次补风不足，造成黄磷燃烧不完全，致使 酸的易氧化物含量高 。
第三部分 磷酸生产——湿法磷酸
定义
从广义的来说，凡是由酸性较强的无机酸或酸 式盐分解磷矿而生产出的磷酸，都可以称为湿法 磷酸。常用的无机酸和酸式盐有硫酸、硝酸、盐 酸、氟硅酸、硫酸氢铵等。
第三部分 磷酸生产——湿法磷酸
➢湿法磷酸生产过程中的化学反应 硫酸分解磷矿粉的主要化学反应为： Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + nH2O ====3H3PO4 + 5CaSO4·nH2O + HF 式中n可以等于0、1/2、2。
➢上述反应实际上是分两个阶段完成的。 第一阶段是返磷酸将磷矿粉分解生成磷酸 一钙溶液； 第二阶段是硫酸与磷酸一钙反应生成磷酸 和硫酸钙（即磷石膏）。
第一部分 概论
热法 湿法 窑法
窑法 燧道窑法磷酸是采用隧道窑为主反应器，以中低品位磷
矿和选矿后的尾矿为原料，通过配料、粉磨、成型，将料坯 做成建筑材料的形状，进入窑炉烧结，含P2O5的窑气用水 合塔吸收，制取工业级磷酸，并回收尾气中的氟，副产氟硅 酸钠，脱磷后的固体残渣直接以建筑用砖形式出窑。
第一部分 概论
第一部分 概论
➢磷酸根离子具有很强的配合能力，能与许多 金属离子生成可溶性的配合物。如Fe3+与PO43可以生成无色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和 [Fe(HPO4)2]-，利用这一性质，分析化学上常 用PO43-掩蔽Fe3+离子。
磷的制作工艺
磷的制作工艺
磷的制作工艺因其用途和需求不同而有所差异。
以下是一些常见的磷的制作工艺：
-黄磷的生产过程主要包括三个步骤：原料处理、制磷反应和精制工序。
-在原料处理过程中，需要对磷矿石、硅石和焦炭或白煤进行粉碎、筛分，确保原材料的质量符合标准。
-在制磷反应过程中，将符合标准的原料按一定比例加入电炉中，通过电流、热量和电弧的作用加热至1300-1500摄氏度，进行反应。
在此过程中，需要控制系统压力为49-147Pa，尾气压力为20~79Pa，以达到最佳的反应效果。
-在主反应中，硅石起到助熔作用，副反应比较复杂，与原料带入的成分有关。
最终得到的产物是磷蒸汽，也称为磷气体，通过电炉内的半熔层和生料层过滤，通过导气管进入洗气塔。
-硫酸湿法：以磷灰石为原料，经过矿选、研磨、浸出、沉淀、烘干、磷酸提取、再沉淀、烘干、筛分等工艺步骤制备而成。
以上是关于磷的制作工艺的介绍，不同的制作工艺在原料、设备和工艺流程等方面可能存在差异。
磷肥生产工艺流程
磷肥生产工艺流程磷肥，是一种重要的农用化肥，广泛应用于农田中，以提高作物的产量和质量。
下面将介绍磷肥的生产工艺流程。
磷肥的生产工艺可以分为两个主要步骤：磷矿石的提取和磷肥的制造。
首先是磷矿石的提取。
磷矿石是磷肥的原材料，它通常存在于地下，需要通过开采和矿山运输设备来获取。
一旦磷矿石被开采出来，它会经过物理和化学处理。
物理处理的第一步是矿石的破碎和粉碎。
磷矿石经过破碎机和粉碎机的处理，分解成较小的颗粒。
然后，矿石会通过浸泡来去除其中的杂质。
在这个过程中，矿石会与水进行反应，通过溶解或悬浮的方式，将杂质从矿石中分离出来。
当矿石被去除杂质后，它就成为了磷酸盐浆。
磷酸盐浆会经过旋转分离机，通过离心力的作用，将其中的水分分离出来，得到湿酸磷石。
接下来是磷肥的制造。
湿酸磷石是制造磷肥的重要原材料。
制造磷肥的工艺可以分为两种：硫酸法和磷酸法。
硫酸法是最常用的制造方法之一。
在这个过程中，湿酸磷石会与硫酸反应，形成磷酸二氢盐溶液。
然后，这个溶液会通过浓缩和结晶，得到磷酸盐结晶物。
磷酸盐结晶物会进一步处理，通过干燥、研磨和筛分的操作，得到磷酸盐粉末。
这个粉末就是我们常见的磷肥。
另一种制造磷肥的方法是磷酸法。
在这个过程中，湿酸磷石会与磷酸反应，形成磷酸盐溶液。
然后，这个溶液会通过浓缩和结晶，得到磷酸盐结晶物。
与硫酸法不同的是，在磷酸法中，磷酸盐结晶物不需要进一步处理，它就是最终的磷肥产品。
最后，制造好的磷肥会经过包装和质检，然后被运输到农田中使用。
总结起来，磷肥的生产工艺流程包括磷矿石的提取和磷肥的制造。
磷矿石经过破碎、粉碎、浸泡和离心分离等处理，得到湿酸磷石。
湿酸磷石经过硫酸法或磷酸法的处理，最终得到磷酸盐粉末或磷酸盐结晶物，这就是磷肥的最终产品。
磷肥的生产工艺为农田提供了重要的肥料来源，促进了农作物的生长和发育。
(能源化工行业)磷化工概论
（能源化工行业）磷化工概论磷化工基础第一章绪论一、磷化工的发展简史二、磷化工在国民经济中的地位和作用1、在农业中的应用2、在饲料工业中的应用3、在食品加工中的应用4、在工业水处理中的应用5、在合成洗涤剂中的应用6、在金属表面处理中的应用7、在建材工业中的应用8、在医药中的应用9、在颜料中的应用10、在塑料添加剂中的应用三、我国磷化工概况第二章磷矿石一、磷矿的分类1、磷灰石型磷酸盐矿2、含铝磷酸盐矿二、磷矿石品位三、磷矿的性质1、磷矿的物理、化学性质2、磷矿的活性四、制磷、磷酸和磷肥对磷矿石的质量要求五、我国磷矿资源的特点第三章黄磷一、黄磷的性质和用途1、磷的物理化学性质2、磷的用途二、电炉法生产黄磷的基本原理三、电炉法制磷工艺条件的控制1、对原料的要求3、电炉正常操作条件3、粗磷的精制4、安全四、电炉法制磷生产工艺流程五、电炉制磷的主要设备1、电炉2、除尘器3、冷凝塔4、受磷槽5、精制锅六、黄磷生产中的物料消耗七、红磷生产的原理及工艺第四章磷酸一、磷酸的性质和用途二、热法磷酸1、热法磷酸制备原理2、生产方法及工艺控制途径3、典型工艺流程及主要设备4、产品质量和用途三、湿法磷酸1、湿法磷酸生产的理论基础2、湿法磷酸生产的工艺流程3、工艺条件的选择和操作4、湿法磷酸的浓缩与净化第五章磷酸盐一、磷酸钠盐1、磷酸钠盐的品种和性质2、生产原理3、生产方法4、磷酸钠盐生产的主要设备5、产品质量标准1、磷酸锌盐品种与性质2、生产方法3、用途与质量标准三、磷酸钙盐1、磷酸钙盐品种和性质2、制备化学反应原理3、饲料级磷酸钙的生产〈1〉水萃取普钙法〈2〉湿法磷酸法4、脱氟磷酸钙5、活性磷酸钙6、产品用途和质量标准第六章、聚磷酸盐一、聚磷酸盐的分类和结构二、聚磷酸盐的重要化学性质1、焦磷酸钠2、焦磷酸钙四、三聚磷酸钠1、结构和性质2、制备原理3、生产方法4、生产的主要设备5、三聚磷酸钠技术改造6、产品质量标准和用途第七章磷肥一、磷肥的品种和性质1、磷肥的分类2、磷肥的品种和性质3、磷肥的性质二、磷酸铵1、磷酸铵的性质2、磷酸铵生产中的化学反应3、生产工艺条件4、磷酸铵生产工艺流程5、产品质量和消耗定额三、过磷酸钙1、过磷酸钙的组成和性质2、普通过磷酸钙3、重过磷酸钙四、钙镁磷肥1、钙镁磷肥的组成和性质2、钙镁磷肥生产的基本原理3、钙镁磷肥生产的工艺流程4、消耗定额和质量标准第八章、三废的治理和利用一、三废对环境的影响1、氟化物对人体的影响2、氟化物对动物的影响3、氟化物对植物的影响二、含氟废气的治理和利用三、含氟废水的治理和利用四、粉尘、废渣的治理和利用第一章绪论磷化学工业是以磷矿石为原料，经过物理化学加工制得各种含磷制品的工业。
磷的工业制备原理
磷的工业制备原理磷是一种重要的化学元素，广泛应用于农业、军事、化工等领域。
磷的工业制备主要有两种方法：磷矿石的炉法冶炼和电解法。
一、炉法冶炼炉法冶炼是传统的磷的工业制备方法之一，其基本原理是通过高温还原磷矿石中的氧化物，使其转化为金属磷。
下面详细介绍炉法冶炼的原理和过程。
（一）磷矿石的选择炉法冶炼需要选择合适的磷矿石作为原料。
一般选择含有磷酸盐矿石，如磷灰石（Ca10(PO4)6F2）和磷矿石（Ca3(PO4)2）等。
这些矿石中含有较高的磷含量，是工业制备磷的理想原料。
（二）石英管炉法石英管炉法是炉法冶炼中常用的方法之一。
具体过程如下：1. 制备原料：将磷矿石与焦炭按一定比例混合，并加入适量的石英沙作为助燃剂。
2. 加热升温：将混合物放入石英管中，将石英管放入电炉中，通过外部电源加热。
逐渐升高温度，使磷矿石中的磷酸盐逐渐还原。
3. 分离冷却：通过管道引入冷水或冷空气，冷却石英管，使磷蒸汽冷凝，固化成棕色结晶状的磷。
4. 精炼分离：将磷和其他杂质分离，得到纯度较高的磷。
（三）其他炉法冶炼方法除了石英管炉法，还有其他炉法冶炼方法，如高炉法、电子辅助炉法等。
这些方法的原理大体相同，差异在于炉型和工艺参数的不同。
二、电解法电解法是另一种常用的磷的工业制备方法。
其原理是通过电解磷酸铵溶液，将其转化为磷和氨气。
下面详细介绍电解法的原理和过程。
（一）磷酸铵的选择和制备电解法需要选择合适的磷酸铵溶液作为原料。
磷酸铵可通过磷酸和氨气反应得到，具体反应如下：H3PO4 + 3NH3 →(NH4)3PO4（二）电解槽磷酸铵溶液通过电解槽进行电解。
电解槽由两个电极和电解液组成。
电解液中含有磷酸铵和其他助剂，如HCl、HF等。
（三）电解过程电解过程中，通过外部电源施加电流，使电解槽中的磷酸铵发生氧化还原反应。
具体反应如下：4(NH4)3PO4 →P4 + 12NH3 + 3O2正极：4OH- →4e- + 2H2O + O2负极：4(PO4)3- + 6H2O + 22e- →P4 + 12OH- + 18H2O（四）生成和收集磷电解过程中，磷在负极析出，通过物理方式收集和提取。
磷酸生产工艺培训知识(PPT52张)
两种流程的对比
第二部分 磷酸生产——热法磷酸
磷酸外观不合格 （1）黄磷质量差；（2）燃磷量太大，处理方法是控制 燃磷量并同时降低循环酸温度；（3）酸中未加氧化剂处 理，处理方法是加入双氧水或硝酸。 烟囱有黄烟排出 （1）循环磷酸泵已坏，需要停车修理；（2）文丘里 除雾器喷液量不够，需要调节阀门加大喷液量。 易氧化物过高 （1）间歇停车 ，黄磷燃烧不充分；（2）由于压缩空 气不足，或二次补风不足，造成黄磷燃烧不完全，致使 酸的易氧化物含量高 。
第一部分 概论
二、磷酸的种类及理化指标
工业磷酸
食品磷酸
电子级磷酸
工业级磷酸理化指标
第一部分 概论
食品级磷酸理化指标
第一部分 概论
电子级磷酸理化指标
第一部分 概论
第一部分 概论
三、磷酸的主要用途
肥料 饲料添加剂 工业磷酸盐 食品添加剂 精细磷化学品 电镀，医药
磷酸的主 要用途
磷矿
湿法磷酸
净化 正磷酸 次磷酸
第一部分 概论
磷酸根离子具有很强的配合能力，能与许多 金属离子生成可溶性的配合物。如Fe3+与PO43可以生成无色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和 [Fe(HPO4)2]-，利用这一性质，分析化学上常 用PO43-掩蔽Fe3+离子。 磷酸受强热时脱水 ，依次生成焦磷酸、 三磷酸和多聚的偏磷 酸。三磷酸是链状结 构，多聚的偏磷酸是 环状结构。
磷酸生产工艺
磷酸生产工艺一、热法磷酸热法是用黄磷燃烧并水合吸收所生成的P4O10来制备磷酸，热法磷酸的制造方法，主要有：1.完全燃烧法(叉称一步法)将电炉法制磷时所得的含磷炉气直接燃烧，此时不仅磷氧化为五氧化二磷，一氧化碳也被氧化：反应放出大量的热，由于磷酸酐有强烈的腐蚀作用，此反应热实际不能利用，燃烧后的气体必须冷却。
以保证磷酸酐完全吸收。
由于气体温度高，磷酸酐与水作用时首先生成偏磷酸(HPO3)，冷却后再转化成为正磷酸：此法由于热能利用差，在工业上未被采用。
2.液态磷燃烧法(又称二步法)二步法有多种流程，在工业上普遍采用的有两种：第一种是将黄磷燃烧，得到五氧化二磷用水冷却和吸收制得磷酸，此法称为水冷流程。
第二种是将燃烧产物五氧化二磷用预先冷却的磷酸进行冷却和吸收而制成磷酸，此法称为酸冷流程。
这里简要介绍酸冷流程，见图4-7。
将黄磷在熔磷槽内熔化为液体，液态磷用压缩空气经黄磷喷咀喷入燃烧水合塔进行燃烧，为使磷氧化完全，防止磷的低级氧化物生成，在塔顶还需补充二次空气，燃烧使用空气量为理论量的 1.6～2.0倍。
在塔顶沿塔壁淋洒温度为30～40℃的循环磷酸，在塔壁上形成一层酸膜，使燃烧气体冷却，同时P2O5与水化合生成磷酸。
塔中流出的磷酸浓度为86%～88%H3PO4，酸的温度为85℃，出酸量为总酸量的75%。
气体在85～110℃条件下进入电除雾器以回收磷酸，电除雾器流出的磷酸浓度为75%～77%H3PO4，其量约为总酸量的25%。
从水化塔和电除雾器来的热法磷酸先进入浸没式冷却器，再在喷淋冷却器冷却至30～35℃。
一部分磷酸送燃烧水化塔作为喷洒酸，一部分作为成品酸送储酸库。
3.优先氧化法在454～532℃条件下，与理论量120%～130%的空气混合，使磷蒸气和磷化氢氧化，而CO仅氧化了5.6%～7%，然后用稀磷酸吸收磷酸酐制成热法磷酸。
此法尚未工业化。
4.水蒸气氧化黄磷法用铂、镍、铜作催化剂，焦磷酸锆或偏磷酸铝作载体，在600～800℃温度下用水蒸气氧化黄磷制得磷酸并副产氢气。
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第一节电炉制磷的工艺流程及主要设备一、电炉法生产对炉料的要求电炉法制磷生产的主要原料是磷矿、焦碳和硅石。
生产上原料的品位、粒度及杂质含量都有一定的要求。
（一）磷矿对磷矿品位P2O5的要求，一般而言，品位愈高则生产每t黄磷的电耗就愈低，不过这种说法尚不够全面。
磷矿中除了P2O5组分外，还有CaO、SiO2、Fe2O3、AL2O3、CO2、F等组分。
SiO2是参与磷矿还原反应的有用成分之一。
根据SiO3-CaO-Al2O3三元体系的熔点图和生产实践，在炉料中控制炉渣的酸度指标SiO2/CaO（质量比）在0．75 -0．85范围内。
可以使炉料有较低的熔融温度，促使反应向生成磷的方向进行。
在配料时通常需要添加硅石以补充磷矿石中SiO2含量的不足。
一般磷矿和硅石的混合料中P2O5含量达22%-25%即可满足生产要求。
但是，P2O5每降低1%，每T黄磷将增加电耗400kW·h左右。
某些含硅石高的中低品位磷矿，对酸法生产磷肥是不太适应，但却是制磷的好原料。
这是中低品位磷矿的利用途径之一。
磷矿必须有适宜的粒度才能确保电炉的正常运行。
如粒度过大，易引起料管堵塞，并在炉内发生离析现象，呈现局部的焦炭“不足”或“过多”，影响还原反应进行。
如粒度过细，则增加料层阻力，妨碍炉气逸出，炉内容易结拱、塌料引起操作不稳，炉气中粉尘含量大，泥磷量增多，使磷的得率降低。
通常磷矿石的机械强度和热稳定性也有一定的要求。
在贮存、运输、加工过程中要有足够的强度而不致粉碎；在加热时不发生爆裂和软化发粘的现象。
但磷矿石的机械强度和热稳定性，至今还没有建立统一的质量检验指标，通常是在选用某种磷矿石作原料之前，经试生产考核后才能确定其适用与否。
中国制磷工作者综合参考了磷矿石中P2O5、Ca02、SiO2、Fe2O3、CO2等五个主要组分在电炉内参与化学反应的热效应，根据生产经验推导出评价磷矿的电耗计算公式，可以计算每生产1t黄磷的电炉用电量：W=170000÷〔(P2O5)料-0.5〕+〔Fe2O3〕料×｛7750÷〔(P2O5)料-0.5〕-76｝+〔C O2〕料×｛3200÷〔(P2O5)料-3.5〕+8｝+6000式中 W—每t黄磷电炉耗电量，kW.h/t;[P2O5 ]料—磷矿和硅石混合料中P2O5含量,%;[Fe2O3]料--磷矿和硅石混合料中Fe2O3含量,%;[CO2 ]料--磷矿和硅石混合料中CO2含量,%;根据上述计算公式,对不同的磷矿可估算出生产每t黄磷的电耗值,依此就能初步判断是否适用于黄磷生产.如计算出电炉耗电<14000kW.h/t,就可认为是适用以黄磷生产的优质磷矿。
常用的磷矿其计算的电炉耗电数据，与按上述计算公式所得的结果进行比较（见表1），其平均误差为1.82%。
可见此公式具有一定的指导生产作用。
表1某黄磷厂历年生产电耗与计算值对比前苏联电炉制磷工厂使用的磷矿石质量指标如下：（ΓOCT11901-66）一级二级一级二级P2O5含量,% ≧25.3 ≧23.0 筛分组成,mm 10～50 10-～50CO2含量,% 35～40 35～40 通过10mm筛的细粉含量，% ≦5 ≦5Fe2O3含量,% ≦2.5 ≦3.0(二)硅石硅石的主要成分是SiO2。
制磷炉料所用的硅石通常要求SiO2含量大于96%，Fe2O3含量小于 1.5%。
对硅石的机械强度和热稳定性的要求与磷矿石相同。
硅石的粒度控制在3～30mm范围内为宜。
(三)焦炭或其他还原剂焦炭是电炉制磷生产常用的还原剂。
焦炭的类型、用量和粒度是影响炉料导电性的主要因素，并且在一定的功率负荷和电压下,影响着电极的工作位置。
焦炭粒度过大，炉内反应接触面小，反应不易完全，造成电极消耗多，炉内易积存大粒度焦炭，会恶化操作。
焦炭用量过多，会增加炉料导电能力，使电极工作位置上移，炉气中含尘量增加，炉底温度降低导致出渣困难。
适当地减小焦炭粒度，有利于反应的进行，增加炉料的比电阻，能适应电炉提高操作电压的趋势。
但焦炭粒度也不能过小，粒度过小会降低炉料透气性，易被炉气带至下一工序。
冶金焦和土焦都能用于电炉制磷生产，但固定碳含量大于80%，挥发分含量小于3%，Fe2O3含量小于1.5,焦炭的转鼓指数不低于280kg.焦炭的用量一般控制为炉料中P2O5、Fe2O3、CO2等组分还原需碳量理论值的103%～105%。
焦炭的粒度在13mm左右时，其电阻率为最小，故制磷生产中适用的焦炭粒度为3～15mm。
曾有人研究过用石油焦、石墨、无烟煤、木碳、沥青等碳元素材料代替焦炭作还原剂，其中以无烟煤较为合适。
中国的一些黄磷生产厂家曾用过无与焦炭混合作还原剂生产黄磷，目前贵州基本上以无烟煤作为主要的还原剂生产黄磷，其成本比用焦炭低得多。
一、原料的预处理确定炉料的预处理工艺和设施，主要取决于所采原料的物理和化学性质。
如果能够得稳定供应的硬质磷块岩，其机械强度高、热稳定性好、挥发分量低，经破碎、筛分、干燥等简单加工就能满足磷炉的供料要求，则是简单而经济的预处理方案。
美国TVA采用佛罗里达砾粒磷矿，前苏联古比雪夫制磷厂采用卡拉—塔乌块状磷矿都有长期生产黄磷的经验。
中国的大都数中小型制磷工厂都采用破碎、筛分、干燥块矿直接入炉的工艺。
在磷矿的开采、精选、运输、加工、贮存等过程中不可避免地产生一部分粉屑。
如将这部分碎屑矿用作生产黄磷的原料，就必须增加磷矿造块胡预处理设施。
另有很多磷矿因强度不够活热稳定性差，亦必须经过造块预处理后才能用于制磷生产。
特别是用于大型制磷电炉的炉料，更应该注重造块预处理。
常用的磷矿造块预处理工艺有下列几种。
（一）球团法对碎屑状原料磷矿或精选磷矿粉采用球团法加工时，磷矿先经过干燥、磨细至60%～80%通过200目筛，在圆盘造球机或圆筒造球机中添加一定量的粘土浆作为粘结剂，制成粒度为10～20mm的生球，然后经过干燥、预热、焙烧、冷却等工序即制得磷矿球团。
常用的焙烧设备有链箅机和回转窑两类。
典型的生产厂有德国Knapsack、荷兰Vlissingen、中国昆明三聚磷酸钠厂，采用的是焙烧设备有链箅机与冷却链箅机串联工艺；还有德国Piessteritz 厂，采用的是链链箅机干燥、预热。
进回转窑焙烧的工艺流程。
球团法的优点是；生产工艺成熟；球团矿形状规则，料层透气性好；对磷矿物化性能变化具有较大适应性；返料量小于其他方法。
其缺点是：磷矿需要干燥和磨粉，增加了投资和动力消耗；对含碳酸盐较高的磷矿，由于CO2脱除率低，黄磷电耗相应较高。
（二）烧结法将磷矿破碎至0～7mm，加入6%左右的焦炭粉，在圆筒混合机中加水混匀，并造成细小团粒。
将混合料均匀铺入烧结机的台车上，经过点火器由煤气烧嘴的火焰将表层中的焦粉燃，在高温下磷矿开始烧结。
台车沿着轨道在风箱上移动，烧结机上卸下烧结矿，经冷却、破碎、筛分后得到合格粒度的炉料用矿。
筛下胡粉料返回到混合机中，作为返料利用。
采用烧结工艺的典型生产厂为前苏联新江布尔制磷厂。
该厂年产24.0万t黄磷的8台大型磷炉全部采用烧结矿为原料，建有3套312mm2的大型磷矿烧结机的原矿预处理车间，年产合格烧结磷矿270.0万吨。
中国云南磷肥工业公司建成投产的年产6.0万吨黄磷装置，也采用烧结法工艺处理原料磷矿。
烧结法的优点是：适用于原矿加工，不必将磷矿磨成细粉；磷矿中CO2、有机质、结合水等含量较高时，经过烧结后大部分可被脱除，有利于降低黄磷的电耗。
缺点是：烧结过程热耗较高，要消耗一定的焦粉；返料细粉量达30%左右；烧结贮运过程中对设备的磨损较大。
（三）瘤结法碎屑磷矿在回转窑中与1200～1400℃高温下煅烧，使得矿石粒子相互粘聚成为球体。
同时矿石中的有机物、二氧化碳和10%～30%的氟在煅烧过程中被排出。
经冷却、破碎、筛分后得到合格粒的瘤结料。
筛下的细料返回系统中重新煅烧。
该方法对磷矿的适应性较大，不需预先成球过程，加工工艺成熟。
缺点是物料在回转窑内结圈和结窑皮时很难处理，且劳动条件差，热利用率低，燃料消耗大，电炉尾气只能满足燃料需要量的一半左右，因此处理费用较高。
60年代新建设装置，基本上不采用该工艺。
磷矿造块的方法除上述介绍的几种之外，还有压块、挤压、低温造球等多种方法。
但没有一种方法可以适用于各种不同的磷矿，所以选定适宜的预处理工艺应由技术经济综合因素决定。
三、制磷生产流程及主要设备各国电炉法制磷的生产流程大体相似，基本上可以归纳成：供料系统、供电系统、制磷电炉、除尘装置和收磷系统等五个组成部分。
由原料预处理装置加工合格的磷矿、硅石和焦炭，按生产工艺确定的配比，分别称重计量后混合均匀，然后将混合炉料送入电炉顶料仓，经下料管连续均匀地加入炉中。
电网中的电能经电炉变压器、二次短网和电极输入电炉。
在炉内电能以电阻的形式转化成热能，加热熔融炉料，温度达到1350～1450℃。
炉料在高温下发生还原反应，反应产物磷蒸气和一氧化碳从导气管中引出。
炉渣与磷铁定期或连续地从电炉渣口和铁口排出。
炉气的主要成分是一氧化碳和磷蒸气，以及少量的CO2、N2、SiF4、PH3、H2等。
另外好夹带一部分粒径小于2μm的细小粉尘，在回收磷以前需要用电除尘器将粉尘从炉气中排除。
经除尘后的炉气，在收磷系统中以水为冷却介质进行冷却冷凝，磷蒸气冷凝而得粗磷。
粗磷经磷过滤器分离磷泥中的磷蒸发成气态磷而予以回收，残余灰渣与电除尘灰一并处理。
电炉制磷工艺流程见工艺流程图（一）供料系统由炉料预处理装置加工合格的混合炉料，经提升运输设备送入炉顶高位料仓。
为防止炉料各组分在流动中发生离析现象，倆仓宜设计成细高形的分隔仓，每仓有一下料管与电炉连通。
炉料借自重连续加入电炉。
下料管与电炉炉体间要求绝缘，并采取断磁措施，以减少电磁损失。
因电炉为微正压操作，少量炉气通过料管向顶料仓逸出。
因此，大型电炉一般采用氮封措施，中小型电炉采取加强炉顶料层作业取的通风措施。
以防止发生CO中毒事故。
(二)供电系统电炉变压系统由磷炉变压器和二次断网两部分组成。
磷炉变压器是供电的主要设备。
为了适应电炉制磷操作的特殊要求，磷炉变压器的参数必须专门设计。
通常，磷炉变压器的二次电压较低（一般不超过几百V），而负荷电流则随变压器容量增大而增大（一般可达数千甚至数万A）。
按电炉的工作特性，二次电压要求在适当的范围内加以调节改变。
为了提高电炉的作业率，大中型电炉的变压器均采用有载调压。
电炉在操作过程中可能出现短时间负荷，甚至短路，以及由于切断电路而引起的过电压。
因此，磷炉变压器必须具有足够的机械强度和点气绝缘。
磷炉变压器的类型有三相和单相两种。
中小型电炉从布置及经济观点出发，一般都采用一台三相变压器。
但是对大功率电炉而言，由于考虑短网布置紧凑与均衡减少感应损耗、提高功率因数，以及大型三相变压器结构复杂。