电炉制磷的工艺流程及主要设备

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磷酸生产工艺

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。

电炉法黄磷生产火灾危险性

电炉法黄磷生产火灾危险性

进行火灾危险性分析对我们的防火灭火工作大有帮助。
1 黄磷生产的工艺流程
首先,将磷矿石、硅石、焦丁破碎送往烘干炉,烘干原
料按一定比例配料均匀混合后提升人料柜,混合料顺料柜
中的下料管进人电炉。
黄磷电炉的动力由变压器将电压降至工作电压提高,
输人的三相电流分别输入三根石墨电极,电极以电阻热为
主要形式产生高温,将炉料形成熔融状态并进行反应,原
磷矿石 硅石

顶变
破碎机
焦炭
排空燃烧
料压 柜器
水 循
冷冷冷

筛分机 筛分机
水封 凝 凝 凝
电炉
使
塔塔塔

烘干机 皮带运输机
CO 回收使用
受磷槽 精制槽
预沉降槽 集渣池
料柜
成品槽
地下槽
污水处 理系统
配料秤 吊料桶
图1
包装
泥磷处 理系统
成品出库
黄磷
电炉法生产黄磷工艺流程图
2 主要火灾危险因素分析 通过对电炉法生产黄磷工艺流程、原料和产物进行分 析,在此生产过程中将火灾危险性因素分为三类: 2.1 火灾危险性物质(表 1) 以上介绍了在黄磷生产 过程中所涉及到的火灾危险性物质,其中除了介绍了物质 的理化性质外还介绍了各物质的毒性,这有利于在有效的 开展灭火救援的同时做好个人防护,避免不必要的伤害。 2.2 火灾危险性岗位 回转烘干机岗位、电炉岗位、黄 磷精制岗位、成品磷包装岗位、磷渣(磷铁)排放岗位和泥
热水由锅炉蒸汽直接加热。经加热、保温、漂洗沉降后,粗
磷分离成泥磷和成品黄磷,黄磷即可计量包装。
精制过后剩余的泥磷存于泥磷池中。泥磷可用泵抽人
旋转加热窑中,以磷炉尾气为热源加热,使泥磷中所含元

三聚磷酸钠的生产工艺

三聚磷酸钠的生产工艺

三聚磷酸钠的生产工艺
三聚磷酸钠由磷酸经纯碱中和成正磷酸钠,再经缩合而成。

生产磷酸的方法有湿法和热法两种。

湿法是将磷矿和无机酸(通常用硫酸,近来已有用盐酸的)反应后,经萃取、精制后即得磷酸。

热法是在电炉中将磷矿与焦炭和硅石一起焙烧,磷矿物还原成磷,然后氧化、水合,即得磷酸。

由正磷酸盐制取三聚磷酸钠的工艺则比较简单,流程短,控制操作方便。

主要有两种方法。

①喷雾干燥-转炉缩聚二段法:喷雾干燥器为一圆筒,上部与带有气体喷嘴的卧式燃烧器相接。

温度为400~500℃的气体经燃烧器通入喷雾干燥塔的上部,同时用高压(4.2MPa)泵将正磷酸盐的溶液喷入。

含水 5%以下的干燥产品不断从干燥器下部取出。

正磷酸盐混合物在旋转炉中脱水缩聚成三聚磷酸钠。

此法特点是产品无需进行粉碎,喷雾干燥器干燥效率高,干燥物料很均匀,不会发生分层现象;缺点是干燥与缩聚分两段进行,直接加热脱水时粉尘损失大。

②干燥-脱水一段法:将料浆喷入旋转炉,炉内用喷嘴送入热气或燃烧石油以加热。

环状挡板将炉分成火焰段和加热段。

在加热段中,物料最终脱水缩聚而转化成三聚磷酸钠。

冷却筒与旋转炉连成一体,由冷却筒出来的粒状产品在研磨机中磨细,从炉中带出的少量粉料在旋风分离器中回收。

此法将干燥、脱水和冷却结合在一个单元设备内进行,使流程大为简化,热利用率较高,而且可以减少基建投资,改善劳动条件。

磷酸生产工艺

磷酸生产工艺
湿法磷酸精制装置只能提供基本原材料,工业或食品 级磷酸产品没有下游精细磷化工产品附加价值高,而成本 往往受到原材料价格、技术水平、装置规模、污染物治理 、管理水平等因素影响。此外,湿法磷酸精制涉及到磷矿 选矿和粗酸加工,需要配套硫磺制酸、余热发电等装置, 生产的净化磷酸也还需要考虑进一步深加工。
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
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。

电炉冶炼工艺流程

电炉冶炼工艺流程

电炉冶炼工艺流程电炉冶炼是一种利用电力将金属矿石或废旧金属加热融化的冶炼方法。

相比于传统的高炉冶炼,电炉冶炼具有能耗低、环境污染小、操作灵活等优点,因此在现代冶金工业中得到广泛应用。

下面将介绍电炉冶炼的工艺流程。

1. 矿石准备在电炉冶炼之前,首先需要对金属矿石进行准备工作。

这包括矿石的选矿、破碎、磁选等处理过程。

选矿是将原矿中的有用金属矿物与杂质进行分离,破碎是将原矿破碎成适当大小的颗粒,磁选是利用磁性差异将矿石中的磁性矿物与非磁性矿物进行分离。

2. 炉料配制根据冶炼的要求,将选矿后的金属矿石与其他辅助材料进行混合配制。

辅助材料包括炉渣调节剂、还原剂、熔剂等。

炉渣调节剂用于调节炉渣的成分和性质,使其有利于冶炼过程。

还原剂用于将矿石中的金属氧化物还原为金属,熔剂用于调节熔融体的粘度和热导率,促进金属分离。

3. 加热熔化将配制好的炉料送入电炉中,通过电阻加热使炉料加热至熔化温度。

电炉内的电极通电产生电流,通过炉料的电阻加热使其温度逐渐升高。

加热过程中,炉料中的金属矿石逐渐熔化,形成熔体。

熔体中的金属逐渐沉积在炉底,炉渣则浮在金属表面。

4. 氧化还原反应在炉内,金属矿石与还原剂发生氧化还原反应。

还原剂将矿石中的金属氧化物还原为金属,同时自身被氧化。

氧化反应产生的氧气与矿石中的非金属元素发生反应,形成气体产物排出炉外。

氧化还原反应的进行使金属得到分离和提纯。

5. 精炼处理在金属熔体中,通过精炼处理进一步提高金属的纯度。

精炼处理主要包括脱硫、脱磷、脱碳等过程。

这些过程中,通过控制温度、炉渣成分和添加适当的药剂,使金属中的杂质被吸附到炉渣中,从而实现金属的纯化。

6. 浇铸成型在金属冶炼完成后,将熔融的金属从电炉中倒出,并进行铸造成型。

铸造过程中,将熔融的金属倒入铸模中,待冷却凝固后取出,得到所需形状的金属制品。

铸造可以根据需要采用不同的方法,如连续铸造、压铸、砂型铸造等。

7. 后续处理冶炼完成后,还需要进行后续处理。

磷酸生产操作规程

磷酸生产操作规程

磷酸生产操作规程
一、准备工作
1.生产车间要保持整洁,工作区域要划分清晰,设置好安全警示标识,并配备相应的消防设施。

2.确保所用设备、容器等设施的清洁、完好,经过必要的检查和维修。

3.检查原材料的质量和数量,确保原材料符合要求并能满足生产需求。

二、主要生产操作步骤
1.原料投料:按配方要求准确称量所需的磷矿石、硫酸、水等原料,
并进行质量检验。

2.研磨搅拌:将磷矿石进行破碎、研磨,然后与适量的水进行搅拌,
形成磷酸浆料。

3.反应:将磷酸浆料加入反应釜中,加入适量的硫酸,在适宜的温度
和压力下进行反应,保持一定的反应时间。

4.过滤:将反应后的磷酸浆料进行过滤,获得含有磷酸的过滤液。

5.蒸发:将过滤液进行蒸发浓缩,使其浓度达到要求。

6.精制:对浓缩后的磷酸进行精制处理,去除杂质和有害物质。

7.冷却:将精制后的磷酸进行冷却,使其达到合适的温度。

8.包装:将冷却后的磷酸装入合适的包装容器中,进行封装。

三、清理工作
1.在生产结束后,将所有残留的磷酸、磷酸盐等废物进行分类收集,并妥善处理。

2.将生产过程中使用的设备、容器等进行清洗,确保其干净无残留。

3.检查工作区域是否有泄漏情况,如有必要进行清理和处理。

4.对生产车间进行彻底清扫,确保整个生产区域的清洁卫生。

以上是一份磷酸生产操作规程的主要内容,通过合理的操作和规范的管理,可以提高生产效率并确保产品的质量和安全。

在实际生产中,还应该根据具体情况进行调整和完善,并严格按照规程执行,确保生产过程安全可靠。

黄磷工艺说明

黄磷工艺说明

黄磷生产工艺1 产品说明黄磷分子式P4、原子量30.9738,分子量123.8952,分子结构式如下所示:PPP P2 物理性质2.1 外观:纯品磷是白色腊状有光泽的固体,由于光、热作用和杂质的影响而呈浅黄色、微黄绿色、黄绿色、棕绿色等。

2.2 气味:纯品磷是无气味的,但由于空气中氧的作用则生成臭氧和磷的低级氧化物,故经常有蒜臭味。

2.3比重:黄磷的比重随温度的升高而减小,常温固体的黄磷比重为1.83g/cm3,44.1℃液体黄磷的比重为1.75g/cm3,281℃沸点时,黄磷的比重为1.53g/cm3。

2.4 溶解度:黄磷在水中的溶解度很小,每100g水中只溶解0.003g,难溶于酒精、甘油中,能溶于苯、甲苯、醚及松节油中,最易溶于二硫化碳中,液氨、液态二氧化硫也是较好的溶剂。

2.5 熔点:黄磷的熔点为44.1℃,沸点为281℃。

2.6 自燃性:黄磷的自燃点为35—45℃,暴露于空气中一般会自燃着火,因此,在贮存和运输过程中应放置水面以下,以便使黄磷与空气隔绝,防止其自燃。

2.7 毒性:黄磷剧毒,对人的致死量为0.1g,人经常吸入磷蒸气和它的低级氧化物,能引起慢性中毒。

2.8 同素异形体:黄磷有四种同素异形体,α—白磷,β—白磷,赤磷,黑磷。

3 化学性质3.1 磷溶解在热的碱溶液中生成磷化氢和磷酸盐,如磷在KOH水溶液中加热生成磷化氢气体和次磷酸钾。

P4+3KOH+3H2O△PH3↑+3KH2PO23.2 磷易被空气氧化,磷在干燥空气中充分燃烧生成磷酸酐(P2O5)P4+5O燃烧2P2O53.3 磷能直接和卤素(F、Cl、Br、I)作用生成正三价和正五价两个系列的卤化物。

P4+6Cl2=4PCl3(三氯化磷)当氯气过量时,PCl3+ Cl2=PCl5或P4+10 Cl2=4PCl53.4 磷能和氢化合生成PH3(气体),P2H4(液体)和P12H16(固体),将磷和氢在密闭中加压,加热可制得磷化氢。

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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。

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