CN101973536B - 磷精矿粉造球生产黄磷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磷精矿粉造球生产黄磷的制备方法，以生产1000kg黄磷原料组分为：磷精矿粉7100～8500kg、焦炭粉1800～2000kg、硅石粉1800～3300kg、腐植酸130kg、氢氧化纳65kg，制备方法为：将配方组分一起经球磨机润磨加入由腐植酸和氢氧化纳组合制成的粘结剂搅拌均匀，经压球成球机加工为复合球团，并经链板干燥机干燥处理，送入黄磷电炉中制成黄磷成品，本发明充分利用了粉磷矿石和低品位磷矿石，通过选矿得到的磷精矿粉经粘结剂生产为球团由电炉制为黄磷，与现在磷矿石制磷相比，成本下降1倍，一氧化碳排放减少35％左右，电耗下降40％左右，产能提高2倍，且用料减少近40％，是解决当前我国黄磷生产高耗能、高排放、高污染现状的极好加工方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种黄磷的加工方法，具体的说是一种磷精矿粉造球生产黄磷的制备方法。
背景技术
黄磷是制造赤磷、磷酸、五氧化二磷、三氯化磷、五硫化二磷、三氯硫磷和磷的其他化合物，可用于干燥剂、农药、香料、染料、磷酸酯等有机合成工业，在机械、纺织和国防工业等多个领域均有应用，而目前的黄磷加工均以磷矿石为主要原料，在与焦炭、硅石混合破碎后，再经电炉生产出黄磷，由于矿石破碎后大小不匀和有害碳酸盐含量过高，导致吸收热能分解不匀，使之电耗和原料损耗过大，加热过程中化学反应时间长、产能低、成本过大，特别是在破碎和加热过程中，粉尘和一氧化碳排放严重，现在的黄磷加工生产企业已成为我国的高耗能、高排放、高污染三高的企业，是当前重点整顿企业之一。
发明内容
本发明的目的在于解决上述存在的技术上不足，提供一种磷精矿粉造球生产黄磷的制备方法。利用选矿过程中产生的磷精矿粉，通过粘结剂制作成大小均匀的复合球团，经干燥后通过电炉制为黄磷成品。具有产能高、耗能低和减少原材料消耗、成本成倍下降的特点。
本发明包括磷精矿粉、焦炭粉、硅石粉和粘结剂所需的原料腐植酸及氢氧化纳，所采用的技术方案在于：原料组分以每生产1000Kg黄磷成品，所需的重量计算如下：
磷精矿粉 7100～8500Kg
焦炭粉 1800～2000Kg
硅石粉 1800～3300Kg
腐植酸 130Kg
氢氧化纳 65Kg
本发明具体制备方法分以下步骤进行：
步骤1：按生产1000Kg黄磷成品所需的组分按配方重量一起放入球磨机润磨并混合均匀；
步骤2：将腐植酸和氢氧化纳混合后加入清水五倍搅拌均匀，即：1000Kg升温至90～98℃，成为粘结剂待用；
步骤3：将润磨混合后的半成品送入双轴搅拌机加入粘结剂搅拌均匀；
步骤4：将上述半成品放入搅笼式输送器输送到压球成球机加工为大小均匀的复合球团；
步骤5：将加工好的复合球团送入造球圆盘，滚动抛光；
步骤6：将抛光好的复合球团送入链板干燥机进行干燥处理，干燥后的含水率≤0.5％，固结后的承压强度≥200Kg；
步骤7：将干燥后的复合球团放入振动筛，筛滤出粉尘；
步骤8：将步骤6半成品经漏斗式提料机送入耐高温材料制作的容器内，再经热风炉通过热风保持干燥；
步骤9：将保持干燥的半成品，送入黄磷电炉中制成为黄磷成品。
上述配方中的磷精矿粉其五氧化二磷含量≥32％，焦炭粉的固定炭含量≥80％，硅石粉的二氧化硅含量≥99％。
在制备方法中：
步骤4中的所述的加工为复合球团，其球团的直径为20mm。
步骤6中的干燥处理，其链板干燥机的温度分为四段，一段为50℃、二段100℃、三段150℃、四段300℃。
本发明所通过上述技术方案，利用了选矿产生的磷精矿粉，通过粘结剂经压球成型为复合球团，由于大小均匀一致，磷矿粉有害碳酸盐杂质含量低且无粉尘，在送入电炉中加热时，热能可以充分均匀的渗透到内层，化学反应速度快，使之炉气压力稳、磷泥少、炉料不易结壳和塌料，与传统技术相比，产能按万吨炉/年计算，每小时可产3000Kg成品，比传统技术每小时1000Kg提高工效2倍左右，电耗由原来的每吨黄磷16000～20000Kw/h，下降到10000～13000Kw/h，原材料消耗由原16～18吨生产1吨，下降到10吨左右生产1吨成品，生产成本由原14000元/吨下降到8000元/吨左右，且废渣中的五氧化磷含量由原2.5％下降到0.5％左右，生产过程中产生的一氧化碳排放由原来2500～3000m3/吨，下降到1500～2000m3/吨，同时，通过本技术方案，电炉的电极使用不易损坏，炉料入炉后熔融时间短，具有产量高、成本低、耗能少和减少污染排放的显著效果，非常符合我国现行的黄磷加工企业整顿的产业政策，是今年黄磷生产必用的先进技术。
具体实施方式
实施例1：以生产黄磷成品300kg备料如下：磷精矿粉2130Kg、焦炭粉540Kg、硅石粉750Kg，粘结剂所需的原料：腐植酸39Kg、氢氧化纳19.5Kg。
上述原料中：磷精矿粉的五氧化二磷含量为35％，焦炭粉中的固定炭含量为84％，硅石粉的二氧化硅含量为99％。
制备方法如下：
步骤1：将组分原料一起放入球磨机润磨并混合均匀；步骤2：在上述加工生产过程中所用的粘结剂，是采用配方中的腐植酸与氢氧化纳混合后加入清水5倍Kg，搅拌均匀，再加热到92°以上时获得；步骤3：将润磨后的半成品送入双轴搅拌机，加入粘结剂搅拌均匀；步骤4：将上述半成品放入搅笼式输送器输送到压球成球机加工成大小均匀的复合球团；步骤5：将加工好的复合球团放入造球圆盘，滚动抛光；步骤6：将抛光后的复合球团送入链板干燥机进行干燥处理，经检验含水率为0.4％，固结后的承压强度为220Kg；步骤7：将干燥后的复合球团放入振动筛，筛滤出粉尘；步骤8：将上述半成品经漏斗式提料机送入耐高温材料制作的盒体内，再通过热风炉吹入热风使其保持干燥；步骤9：将保持干燥的半成品，送入黄磷电炉中制成黄磷成品300Kg。
步骤4中所加工的复合球团，其球团的直径为大小均匀，直径为20mm的球体。
步骤6中的干燥处理，其链板干燥机的温度分为四段设置，其中，一段为50℃、二段100℃、三段150℃、四段300℃，通过四段由低到高的温度设置，使复合球团逐步升温干燥，使之固结强度稳定，承压强度在210Kg。
实施例2：以生产黄磷成品500kg备料如下：磷精矿粉4250Kg、焦炭粉950Kg、硅石粉1650Kg，粘结剂所需的原料：腐植酸65Kg、氢氧化纳32.5Kg。
上述原料中：磷精矿粉的五氧化二磷含量为32％，焦炭粉中的固定炭含量为84％，硅石粉的二氧化硅含量为99％。
制备方法如下：
步骤1：将组分原料一起放入球磨机润磨并混合均匀；步骤2：在上述加工生产过程中所用的粘结剂，是采用配方中的腐植酸与氢氧化纳混合后加入清水5倍Kg，搅拌均匀，再加热到92°以上时获得；步骤3：将润磨后的半成品送入双轴搅拌机，加入粘结剂搅拌均匀；步骤4：将上述半成品放入搅笼式输送器输送到压球成球机加工成大小均匀的复合球团；步骤5：将加工好的复合球团放入造球圆盘，滚动抛光；步骤6：将抛光后的复合球团送入链板干燥机进行干燥处理，经检验含水率为0.5％，固结后的承压强度为200Kg；步骤7：将干燥后的复合球团放入振动筛，筛滤出粉尘；步骤8：将上述半成品经漏斗式提料机送入耐高温材料制作的盒体内，再通过热风炉吹入热风使其保持干燥；步骤9：将保持干燥的半成品，送入黄磷电炉中制成黄磷成品500Kg。
步骤4中所加工的复合球团，其球团的直径为大小均匀，直径为20mm的球体。
步骤6中的干燥处理，其链板干燥机的温度分为四段设置，其中，一段为50℃、二段100℃、三段150℃、四段300℃，通过四段由低到高的温度设置，使复合球团逐步升温干燥，使之固结强度稳定，承压强度在210Kg。
实施例3：以生产黄磷成品1500kg备料如下：磷精矿粉12000Kg、焦炭粉2850Kg、硅石粉3900Kg，粘结剂所需的原料：腐植酸195Kg、氢氧化纳97.5Kg。
上述原料中：磷精矿粉的五氧化二磷含量为33％，焦炭粉中的固定炭含量为85％，硅石粉的二氧化硅含量为99.5％。
制备方法如下：
步骤1：将组分原料一起放入球磨机润磨并混合均匀；步骤2：在上述加工生产过程中所用的粘结剂，是采用配方中的腐植酸与氢氧化纳混合后加入清水5倍Kg，搅拌均匀，再加热到92°以上时获得；步骤3：将润磨后的半成品送入双轴搅拌机，加入粘结剂搅拌均匀；步骤4：将上述半成品放入搅笼式输送器输送到压球成球机加工成大小均匀的复合球团；步骤5：将加工好的复合球团放入造球圆盘，滚动抛光；步骤6：将抛光后的复合球团送入链板干燥机进行干燥处理，经检验含水率为0.45％，固结后的承压强度为250Kg；步骤7：将干燥后的复合球团放入振动筛，筛滤出粉尘；步骤8：将上述半成品经漏斗式提料机送入耐高温材料制作的盒体内，再通过热风炉吹入热风使其保持干燥；步骤9：将保持干燥的半成品，送入黄磷电炉中制成黄磷成品1500Kg。
步骤4中所加工的复合球团，其球团的直径为大小均匀，直径为20mm的球体。
步骤6中的干燥处理，其链板干燥机的温度分为四段设置，其中，一段为50℃、二段100℃、三段150℃、四段300℃，通过四段由低到高的温度设置，使复合球团逐步升温干燥，使之固结强度稳定，承压强度在210Kg。
实施例4：以生产黄磷成品2000kg备料如下：磷精矿粉16800Kg、焦炭粉3700Kg、硅石粉6000g，粘结剂所需的原料：腐植酸260Kg、氢氧化纳130Kg。
上述原料中：磷精矿粉的五氧化二磷含量为32％，焦炭粉中的固定炭含量为82％，硅石粉的二氧化硅含量为99％。
制备方法如下：
步骤1：将组分原料一起放入球磨机润磨并混合均匀；步骤2：在上述加工生产过程中所用的粘结剂，是采用配方中的腐植酸与氢氧化纳混合后加入清水5倍Kg，搅拌均匀，再加热到92°以上时获得；步骤3：将润磨后的半成品送入双轴搅拌机，加入粘结剂搅拌均匀；步骤4：将上述半成品放入搅笼式输送器输送到压球成球机加工成大小均匀的复合球团；步骤5：将加工好的复合球团放入造球圆盘，滚动抛光；步骤6：将抛光后的复合球团送入链板干燥机进行干燥处理，经检验含水率为0.4％，固结后的承压强度为240Kg；步骤7：将干燥后的复合球团放入振动筛，筛滤出粉尘；步骤8：将上述半成品经漏斗式提料机送入耐高温材料制作的盒体内，再通过热风炉吹入热风使其保持干燥；步骤9：将保持干燥的半成品，送入黄磷电炉中制成黄磷成品2000Kg。
步骤4中所加工的复合球团，其球团的直径为大小均匀，直径为20mm的球体。
步骤6中的干燥处理，其链板干燥机的温度分为四段设置，其中，一段为50℃、二段100℃、三段150℃、四段300℃，通过四段由低到高的温度设置，使复合球团逐步升温干燥，使之固结强度稳定，承压强度在210Kg。
实施例5：以生产黄磷成品3000kg备料如下：磷精矿粉22500Kg、焦炭粉5850Kg、硅石粉6200Kg，粘结剂所需的原料：腐植酸390Kg、氢氧化纳195Kg。
上述原料中：磷精矿粉的五氧化二磷含量为35％，焦炭粉中的固定炭含量为85％，硅石粉的二氧化硅含量为99％。
制备方法如下：
步骤1：将组分原料一起放入球磨机润磨并混合均匀；步骤2：在上述加工生产过程中所用的粘结剂，是采用配方中的腐植酸与氢氧化纳混合后加入清水5倍Kg，搅拌均匀，再加热到92°以上时获得；步骤3：将润磨后的半成品送入双轴搅拌机，加入粘结剂搅拌均匀；步骤4：将上述半成品放入搅笼式输送器输送到压球成球机加工成大小均匀的复合球团；步骤5：将加工好的复合球团放入造球圆盘，滚动抛光；步骤6：将抛光后的复合球团送入链板干燥机进行干燥处理，经检验含水率为0.5％，固结后的承压强度为230Kg；步骤7：将干燥后的复合球团放入振动筛，筛滤出粉尘；步骤8：将上述半成品经漏斗式提料机送入耐高温材料制作的盒体内，再通过热风炉吹入热风使其保持干燥；步骤9：将保持干燥的半成品，送入黄磷电炉中制成黄磷成品3000Kg。
步骤4中所加工的复合球团，其球团的直径为大小均匀，直径为20mm的球体。
步骤6中的干燥处理，其链板干燥机的温度分为四段设置，其中，一段为50℃、二段100℃、三段150℃、四段300℃，通过四段由低到高的温度设置，使复合球团逐步升温干燥，使之固结强度稳定，承压强度在210Kg。
本发明在加工过程中所涉及的各种设备均为常规设备，其中步骤8中所述的耐高温材料制作的容器，可采用金属材料或水泥混凝土材料加工，并在容器的四周设置分布均匀的多个小孔，由此可让热风炉吹出的热风能够由小孔进入容器内，使内装的复合球团能保持干燥，在本发明中，所述粘结剂，粘结强度高，但在生产过程中，很易吸收空气中的水份，为了保持半成品的干燥程度，有利进入电炉加热时能够确保各项质量指标，为此必须在进入电炉前，对半成品采用热风方式保持干燥。
在具体实施本发明技术方案时，所述原料的组分配比取值，可视各地磷精矿粉中的五氧化二磷的含量多少进行各种配值，即：如果磷精矿粉的五氧化二磷和二氧化硅含量较高，硅石粉配比可调低，而焦炭粉主要考虑其固定炭的含量多少进行数值调整，如果含量较低，则要调高配比量，由此可保证热能在渗透时，能将磷精粉中的五氧化二磷被碳快速还原成元素磷，各种原料的配值，可在本发明的数值范围根据上述配值方法任意取值，均可达到本发明的目的和效果。
Claims (4)
1.一种磷精矿粉造球生产黄磷的制备方法，包括磷精矿粉、焦炭粉、硅石粉和粘结剂所需的原料腐植酸及氢氧化纳，其特征在于：以每生产1000Kg黄磷成品所需的原料重量组分如下：
磷精矿粉 7100～8500Kg
焦炭粉 1800～2000Kg
硅石粉 1800～3300Kg
腐植酸 130Kg
氢氧化纳 65Kg
制备方法如下：
步骤1：按生产1000Kg黄磷成品所需的组分按配方重量一起放入球磨机润磨并混合均匀；
步骤2：将腐植酸和氢氧化纳混合后加入清水五倍搅拌均匀，即：1000Kg升温至90～98℃，成为粘结剂待用；
步骤3：将润磨混合后的半成品送入双轴搅拌机加入上述粘结剂搅拌均匀；
步骤4：将上述半成品放入搅笼式输送器输送到压球成型机加工为大小均匀的复合球团；
步骤5：将加工好的复合球团送入造球圆盘，进行滚动抛光；
步骤6：将抛光好的复合球团送入链板干燥机进行干燥处理，干燥后的含水率≤0.5％，固结后的承压强度≥200Kg；
步骤7：将干燥后的复合球团放入振动筛，筛滤出粉尘；
步骤8：将步骤6半成品经漏斗式提料机送入耐高温材料制作的容器内，再通过热风炉经热风保持干燥；
步骤9：将保护干燥的半成品，送入黄磷电炉中制成为黄磷成品。
2.根据权利要求1所述的磷精矿粉造球生产黄磷的制备方法，其特征在在于：所述配方中的磷精矿粉其五氧化二磷含量≥32％，焦炭粉的固定炭含量≥80％，硅石粉的二氧化硅含量≥99％。
3.根据权利要求2所述的磷精矿粉造球生产黄磷的制备方法，其特征在在于：步骤4中所述的加工为复合球团，其球团的直径为20mm。
4.根据权利要求2所述的磷精矿粉造球生产黄磷的制备方法，其特征在在于：步骤6中的干燥处理，其链板干燥机的温度分为四段，一段为50℃、二段100℃、三段150℃、四段300℃。
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