CN106495111A - 一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂 - Google Patents
一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106495111A CN106495111A CN201610830437.7A CN201610830437A CN106495111A CN 106495111 A CN106495111 A CN 106495111A CN 201610830437 A CN201610830437 A CN 201610830437A CN 106495111 A CN106495111 A CN 106495111A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electric furnace
- slag
- furnace process
- phosphorus production
- phosphorus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052656 albite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims abstract description 4
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WWTORYHTBNJMMT-UHFFFAOYSA-N potassium sodium oxygen(2-) Chemical compound [K+].[O-2].[Na+] WWTORYHTBNJMMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 29
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 19
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 13
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- OBSZRRSYVTXPNB-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus Chemical compound P12P3P1P32 OBSZRRSYVTXPNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- DLHONNLASJQAHX-UHFFFAOYSA-N aluminum;potassium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[K+] DLHONNLASJQAHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentoxide Inorganic materials O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical group [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910004014 SiF4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- VQLYBLABXAHUDN-UHFFFAOYSA-N bis(4-fluorophenyl)-methyl-(1,2,4-triazol-1-ylmethyl)silane;methyl n-(1h-benzimidazol-2-yl)carbamate Chemical compound C1=CC=C2NC(NC(=O)OC)=NC2=C1.C=1C=C(F)C=CC=1[Si](C=1C=CC(F)=CC=1)(C)CN1C=NC=N1 VQLYBLABXAHUDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- ARHMMDOXGIIARL-UHFFFAOYSA-N calcium;dihydroxy(dioxido)silane Chemical compound [Ca+2].O[Si](O)([O-])[O-] ARHMMDOXGIIARL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFIKIVSYJDVOOZ-UHFFFAOYSA-L calcium;fluoro-dioxido-oxo-$l^{5}-phosphane Chemical compound [Ca+2].[O-]P([O-])(F)=O GFIKIVSYJDVOOZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L dimagnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].OP([O-])([O-])=O MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000395 dimagnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KCIDZIIHRGYJAE-YGFYJFDDSA-L dipotassium;[(2r,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl] phosphate Chemical compound [K+].[K+].OC[C@H]1O[C@H](OP([O-])([O-])=O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O KCIDZIIHRGYJAE-YGFYJFDDSA-L 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052652 orthoclase Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000009491 slugging Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012932 thermodynamic analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/02—Preparation of phosphorus
- C01B25/027—Preparation of phosphorus of yellow phosphorus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂,是为了克服现有电炉法黄磷生产工艺以硅石作助熔剂,反应和排渣温度高,导致黄磷生产成本中能耗占比过高的实际,用钠长石或霞石替换硅石作电炉法黄磷生产造渣助熔剂,在不改变原有电炉法黄磷生产工艺和磷转化率的情况下,降低电炉法黄磷生产反应温度和炉渣熔融温度,从而降低黄磷生产能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂,属于矿产资源综合利用和节能降耗技术领域。
背景技术
黄磷生产工艺为电炉法,将符合生产工艺要求的磷矿石、硅石和焦炭(白煤)破碎后满足料度要求,分别由储仓按一定比例分批放出,然后配成均匀的混合料输送至电炉料仓。混合料通过均匀分布的连接电炉体与料仓的七根下料管连续送入密闭微正压电炉内。电炉的三相电极(三根或六根)在其额定功率左右工作,使进入电炉的混合料在1400-1500℃下发生还原反应。生成的炉渣和磷铁定期从炉底排出,磷铁在渣道处回收,炉渣进入化渣池(或水淬冲渣池),并及时抓起运走。生成的黄磷、CO、四氟化硅等呈炉气从反应熔区逸出,在经过炉内上部连续补充的混合料时,携带一部分混合料中的粉尘,通过导气管进入串联的三个吸收塔,经浊度较低、温度和压力适宜的循环污水喷淋冷却,黄磷凝聚成液滴与粉尘一起进入塔底受磷槽中,即为粗磷。粗磷在精制锅中,用蒸汽加热、搅拌、澄清后,在锅底沉积纯磷,之后进入冷凝池,冷却成型后即得产品黄磷,最后再对成品磷进行计量包装。CO等气体(即尾气),经总水封分成两路,一路是经过进一步净化后作为燃料或用作碳一化工生产原料,但大多数采用放空处理。
电炉法黄磷生产的原材料为:磷矿石、焦炭(白煤)、硅石,焦炭(白煤)在电炉法生产黄磷中既是还原剂又是导电体;硅石是助熔剂,用于降低炉渣熔点,便于出渣。磷矿石的主要化学成份为氟磷酸钙,其通式为Ca5F(PO4)3。磷矿石的品位(以P2O5含量表示),要求一般是含P2O5≥28%,Fe2O3<1.5%,CO2<5%,(以上指标均以干基计算,下同)。磷矿石入炉时H2O<2%,粒度为5-35mm,焦炭(白煤)中固定碳含量一般要求大于80%,且机械强度较好,焦炭(白煤)入炉时H2O<2%,粒度为3-25mm,硅石含SiO2应大于97%,入炉时粒度为5-35mm。
电炉法制黄磷生产的主要化学反应为:
4Ca5F(PO4)3+21SiO2+30C → 3P4↑+30CO↑+SiF4↑+20CaSiO3;
在炉底形成的炉渣主要是硅酸一钙和硅酸二钙的低共熔物,其化学组成为:w(CaO)47%-5l%、w(SiO2)38%-43%、w(Fe203)0.1%-0.3%、w(A1203)3.O%-5.O%、w(P205)O.8%-2.5%、w(MgO)0.5%-2.8%,随着炉料中磷矿石、硅石、焦炭的组成及配料的变化,磷炉渣的组成也随之变化。从黄磷电炉中流出的l350-l450℃熔融渣,由于多采用水淬骤冷方式,水渣矿物相结晶度较差,主要是无定型的玻璃体结构,外观呈灰白色,粒度在0.5-1.0mm,相对密度为0.8-1.3的粒状炉渣,因其具有潜在的反应活性,是用于制备建筑材料实现大宗化利用主要依据。
钠长石外观一般为白色、灰白色,硬度为6-6.5,密度为 2.61-2.64 g/cm3,熔点为1100℃左右,钠长石的化学分子式为:Na2O·Al2O3·6SiO2,其理论化学组成为Na2O:11.8%、Al2O3:19.4%、SiO2:68.8%,钠长石在加热过程中,其理论熔点为1100℃。钾钠含量介于钾长石与钠长石之间最具代表性的矿物是霞石,霞石产于富Na2O而缺少SiO2的碱性岩中,主要见于与正长石霞石有关的侵入岩、火山岩及伟晶岩中。它是在SiO2不饱和的条件下形成,因此在同一岩石中,霞石和石英不能同时出现。霞石呈无色或白色,有时也呈灰色、绿色或红色,有玻璃光泽,断口呈脂肪光泽,化学组成为KNa3(AlSiO4)4,其理论成分为SiO2 :41.1%、Al2O3:34.93%、Na2O:15.92%、K2O:8.05%。
刘河云提出“用铝矾土代替硅石生产黄磷,提高制磷炉渣活性”,入炉试验表明,采用Al2O3质量含量为83%-86%的铝矾土替代硅石,炉渣的活性系数m(Al2O3)/m(SiO2)由原来的0.096提高到0.3,从而提高了磷炉渣的活性和质量,是制磷炉渣有效利用和增加用量的最佳途径。当制磷炉渣中W(Al2O3)在11%左右时,制磷炉渣熔点降低,可使黄磷电炉电耗下降,成本下降,由此说明,利用其它矿物替代传统硅石作电炉法黄磷生产的造渣助熔剂可行。
CN 101585521A 提供了磷矿石和钾长石生产磷酸及可溶性钾盐的方法,该方法包括下述步骤:选用含P2O5为15-30%的磷矿石,钾长石以K2O计含量为10-18%,与焦炭一起经破碎、球磨、加水成球、干燥,在温度1100-1400℃下煅烧10-30分钟,之后, 将煅烧产物在1~5%柠檬酸溶液中浸泡12小时,浸泡温度为室温至60℃,分离出的滤液 经结晶提纯,得到可溶性钾盐;磷矿石中的P2O5被还原成磷蒸气并挥发,在料层的上方磷蒸气被引入炉内的空气氧化成P2O5气体,在水化装置中P2O5气体被吸收得到磷酸。本发明解决了磷酸生产的废渣、废气排放问题,还缓解了我国可溶性钾资源依赖进口的现状,经济环保。
CN103466576A 涉及一种用磷矿、钾长石生产磷酸联产碱性肥料的方法,包括如下步骤:将磷矿石、钾长石和焦炭进行配料、粉磨、制球、高炉煅烧得到炉渣和高炉气,高炉气先通过水浴冷却回收粗磷和泥磷,水浴冷却后的高炉气再经除尘回收泥磷;所述的粗磷和泥磷经氧化燃烧后经水吸收五氧化二磷气体制备磷酸;所述的炉渣经水淬、烘干、粉磨即可得到作物可吸收的碱性肥料;步骤简单,得到的碱性肥料养分多样、丰富;通过加入钾长石做助剂和反应物,在生产磷酸的同时还能联产碱性肥料和合成氨,巧妙的对各种原料进行了综合利用,提升了工艺的整体价值。
CN103910348A 涉及一种钾长石的利用方法,该方法不仅能够利用钾长石制取磷酸氢二钾,而且还可同时制取到其他的有价副产品。该方法步骤包括:1)将含有钾长石、磷矿石、石灰石、白云石和焦炭的原料破碎并混合后投入电炉进行反应,反应过程中产生的钾的碳酸盐伴随黄磷气体从电炉排出;2)将上述炉气保持在黄磷露点温度以上、碳酸钾沸点温度以下进行收尘,气固分离出的黄磷气体进入后续的磷酸制取工序;3)将上述电炉产生的炉渣、回收的钾的碳酸盐以及制取的磷酸分别传送至同一反应容器内搅拌混合反应,对反应后的液相进行浓缩过滤,然后再将滤液结晶并脱液得到磷酸氢二钾产品,对反应后的下部浆体脱液制得含磷酸氢钙和磷酸氢镁的复合物。
CN103496683A 涉及一种用磷矿、钾长石生产磷酸联产碱性肥料、合成氨的方法,包括如下步骤:将磷矿石、钾长石和焦炭进行配料、粉磨、制球、高炉煅烧得到炉渣和高炉气,高炉气先通过水浴冷却回收粗磷和泥磷并得到高炉尾气;粗磷和泥磷经氧化燃烧后水吸收五氧化二磷气体制备磷酸;炉渣经水淬、烘干、粉磨制得碱性肥料;高炉尾气经变换、脱硫、脱碳、气体精制后合成氨。本发明直接将回收泥磷后的尾气净化后作为合成氨的原料,对物料全面综合利用,杜绝尾气排放污染环境;解决了以往磷蒸汽氧化时易发生爆炸的问题;得到的煅烧产物炉渣不需再次提纯,经过简单的水淬、烘干、粉磨即可得到作物可吸收的碱性肥料,步骤简单,得到的碱性肥料养分多样、丰富。
综上所述,用铝土矿替代传统硅石作电炉法黄磷生产的造渣助熔剂可行,同时还可提高炉渣的反应活性系数,利用磷矿石与钾矿石或其它矿石共混后采用焙烧法、电炉法生产磷酸、黄磷副产钾肥已有报导,但以钠长石、霞石作黄磷生产的造渣助熔剂,用于降低反应温度和出渣温度还未见文献资料报导。
发明内容
本发明是为了克服现有电炉法黄磷生产熔渣熔融温度高,致使黄磷生产电耗成本占比过高的实际,采用钠长石或霞石替换传统助熔助硅石,充分利用其富含硅、铝和碱金属的特点,与磷矿分解产物-氧化钙形成低共熔物,低温液相物提供反应媒介,从而提高反应速率、降低炉渣排渣的温度,达到节能降耗的目的。
本发明所述钠长石、霞石是指以硅铝为主,富含碱金属氧化物的矿石,其中氧化钠质量含量不低于8%,钠钾氧化物质量比不低于1.0。
以化学纯物质模拟实际反应,热力学分析,当采用硅石作造渣助熔剂时,T=1195℃即1468K时,ΔGT=0,即反应温度高于此温度时,反应进行;当采用钠长石作造渣助熔剂时,在T=845℃即1118K时,ΔGT=0,即反应温度高于此温度时,反应进行;当采用霞石作造渣助熔剂时,在T=912℃即1185K时,ΔGT=0,即反应温度高于此温度时,反应进行。上述分析表明:用钠长石、霞石替代硅石,可大大降低电炉法黄磷生产的起始温度,达到节能降耗目的。以氧化钙代替磷矿分解产物,以SiO2/CaO质量比为0.85(实际生产在0.75~0.85之间)进行配料,用质量相等的硅石、钠长石和钠钾比为1.2的霞石分别与氧化钙进行灰锥熔融特征温度实验,其流动温度分别为1356℃、1195℃和1215℃,由此可见,钠长石、霞石与硅石相比,其生成的高温熔融体流动温度更低。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
(1)降低电炉法生产的反应温度;
(2)降低熔融渣流动温度;
基于上述两个原因,可降低现有电炉法黄磷生产的综合能耗,降低生产成本,提高国内企业与国外企业的市场竞争优势。
具体实施方式
将磷矿石、焦炭、硅石、钠长石、霞石分别粉磨过100目筛筛余量小于5%,按实际比例分别称量后放入研钵中混合均匀,再放入内径38mm,外径46mm,高度150mm的石墨坩埚中,将石墨坩埚置于带进出气孔的上下橡胶堵头的刚玉管内,用工业一氧化碳作保护气体,采用高频炉进行加热,模拟电炉法黄磷生产过程。
为便于比较分析,实施例同时用硅石作助熔剂进行实验。
对比实施例:分别称取磷矿粉100g、焦炭20g、硅石33g,在研钵中混合均匀后转入经一氧化碳保护高温恒重的石墨坩埚中。将装有物料的石墨坩埚置于刚玉管内,调整加热位置于合适高度,塞上堵头并连接好保护气体管道,按2L/min气速通入一氧化碳,10min后用缓慢升温,从室温至300℃用时20min,300℃至800℃用时20min,800℃至1200用时20min,然后快速升温至工业生产平均温度1450℃,维持该温度60min后关闭加热系统,自然降温至环境温度后取出称重,计算残渣质量,并对残渣进行磷含量分析;结果表明,磷分解率为96.32%;残渣用玛瑙研磨至过180目筛,制成灰锥,经测定,流动温度为1273℃。
实施例1
分别称取磷矿粉100g、焦炭20g、钠长石33g(钠长石中氧化钠含量为11.5%,钠钾氧化物质量比38),在研钵中混合均匀后转入石墨坩埚中,置于刚玉管内,调整加热位置于合适高度,塞上堵头并连接好保护气体管道,按2L/min气速通入一氧化碳,10min后用缓慢升温,从室温至300℃用时20min,300℃至800℃用时20min,800℃至1200用时20min,然后快速升温至1250℃,维持该温度60min后关闭加热系统,自然降温至环境温度后取出称重,经残渣磷含量分析,磷分解率为97.47%,残渣用玛瑙研磨至过180目筛,制成灰锥,经测定,流动温度为1048℃。
实施例2
分别称取磷矿粉100g、焦炭20g、钠长石33g(钠长石中氧化钠含量为9.5%,钠钾氧化物质量比2.7),在研究钵中混合均匀后转入经一氧化碳保护高温衡重的石墨坩埚中。将装有物料的石墨坩埚置于刚玉管内,调整加热位置于合适高度,塞上堵头并连接好保护气体管道,按2L/min气速通入一氧化碳,10min后用缓慢升温,从室温至300℃用时20min,300℃至800℃用时20min,800℃至1200用时20min,然后快速升温至1250℃,维持该温度60min后关闭加热系统,自然降温至环境温度后取出,称重,计算残渣质量,并对残渣进行磷含量分析;结果表明,磷分解率为96.67%,残渣用玛瑙研磨至过180筛,制成灰锥,经测定,流动温度为1087℃。
实施例3
分别称取磷矿粉100g、焦炭20g、霞石33g(钠长石中氧化钠含量为8.7%,钠钾氧化物质量比1.1),在研钵中混合均匀后转入经一氧化碳保护高温衡重的石墨坩埚中。将装有物料的石墨坩埚置于刚玉管内,调整加热位置于合适高度,塞上堵头并连接好保护气体管道,按2L/min气速通入一氧化碳,10min后用缓慢升温,从室温至300℃用时20min,300℃至800℃用时20min,800℃至1200用时20min,然后快速升温至1300℃,维持该温度60min后关闭加热系统,自然降温至环境温度后取出称重,计算残渣质量,并对残渣进行磷含量分析。结果表明,磷分解率为96.88%,残渣用玛瑙研磨至过180目筛,制成灰锥,经测定,流动温度为1097℃。
Claims (3)
1.一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂,其特征在于,用钠长石或霞石替换硅石用于传统电炉法黄磷生产的造渣助熔剂,在不改变原有电炉法黄磷生产工艺的情况下,降低电炉法黄磷生产反应温度和炉渣熔融温度,从而降低黄磷生产能耗。
2.根据权利要求1所述的用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂,其特征在于:钠长石或霞石是指以硅铝为主,富含碱金属氧化物的矿石。
3.根据权利要求2所述的用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂,其特征在于:钠长石或霞石中氧化钠质量含量不低于8%,钠钾氧化物质量比不低于1.0。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610830437.7A CN106495111B (zh) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | 一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610830437.7A CN106495111B (zh) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | 一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106495111A true CN106495111A (zh) | 2017-03-15 |
CN106495111B CN106495111B (zh) | 2018-09-28 |
Family
ID=58291454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610830437.7A Active CN106495111B (zh) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | 一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106495111B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109369026A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-22 | 昆明理工大学 | 电炉法生产黄磷同时制备高钙复相微晶玻璃的方法 |
CN111302318A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-19 | 武汉工程大学 | 一种利用中低品位磷矿粉制备黄磷生产用磷矿球团的方法 |
CN111792632A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-20 | 昆明理工大学 | 一种降低电炉法黄磷生产炉渣中磷铁的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101585521A (zh) * | 2009-07-08 | 2009-11-25 | 昆明理工大学 | 磷矿石和钾长石生产磷酸及可溶性钾盐的方法 |
CN103466576A (zh) * | 2013-09-16 | 2013-12-25 | 山东金正大生态工程股份有限公司 | 一种用磷矿、钾长石生产磷酸联产碱性肥料的方法 |
CN103910348A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-07-09 | 成都易态科技有限公司 | 钾长石的利用方法 |
CN105217589A (zh) * | 2015-09-16 | 2016-01-06 | 黄钰雪 | 黄磷联产钾盐、碳酸钠和氧化铝的节能方法 |
-
2016
- 2016-09-19 CN CN201610830437.7A patent/CN106495111B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101585521A (zh) * | 2009-07-08 | 2009-11-25 | 昆明理工大学 | 磷矿石和钾长石生产磷酸及可溶性钾盐的方法 |
CN103466576A (zh) * | 2013-09-16 | 2013-12-25 | 山东金正大生态工程股份有限公司 | 一种用磷矿、钾长石生产磷酸联产碱性肥料的方法 |
CN103910348A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-07-09 | 成都易态科技有限公司 | 钾长石的利用方法 |
CN105217589A (zh) * | 2015-09-16 | 2016-01-06 | 黄钰雪 | 黄磷联产钾盐、碳酸钠和氧化铝的节能方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109369026A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-22 | 昆明理工大学 | 电炉法生产黄磷同时制备高钙复相微晶玻璃的方法 |
CN111302318A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-19 | 武汉工程大学 | 一种利用中低品位磷矿粉制备黄磷生产用磷矿球团的方法 |
CN111302318B (zh) * | 2020-03-11 | 2023-04-07 | 武汉工程大学 | 一种利用中低品位磷矿粉制备黄磷生产用磷矿球团的方法 |
CN111792632A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-20 | 昆明理工大学 | 一种降低电炉法黄磷生产炉渣中磷铁的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106495111B (zh) | 2018-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102107895B (zh) | 一种处理含铝原料的改良碱石灰烧结的方法 | |
CN101585521B (zh) | 磷矿石和钾长石生产磷酸及可溶性钾盐的方法 | |
CN101186281B (zh) | 一种磷石膏制硫酸过程中降低磷石膏分解温度的方法 | |
CN101708826B (zh) | 一种用硫磺还原分解磷石膏的方法 | |
CN103086779B (zh) | 一种用磷矿尾矿或低品位磷矿高炉法生产碱性肥料的方法 | |
CN103466576B (zh) | 一种用磷矿、钾长石生产磷酸联产碱性肥料的方法 | |
CN105238938A (zh) | 一种铜精矿连续生产阳极铜的三连炉工艺 | |
CN106495111B (zh) | 一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂 | |
CN104946899B (zh) | 一种边缘传动顶吹转炉—贫化沉降炉联合处理铅浮渣的方法 | |
CN105217589B (zh) | 黄磷联产钾盐、碳酸钠和氧化铝的节能方法 | |
CN111606583B (zh) | 一种以液态钢渣为原料生产水泥的设备及方法 | |
CN113502164A (zh) | 一种利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石生产矿物质土壤调理剂的方法及产品 | |
Ando | Thermal phosphate | |
CN103086778B (zh) | 一种用不溶性含钾岩石窑炉法生产碱性肥料的方法 | |
CN103496683B (zh) | 一种用磷矿、钾长石生产磷酸联产碱性肥料、合成氨的方法 | |
CN103897737A (zh) | 一种全氧竖炉炼磷联产合成气的方法和用于炼磷联产合成气的装置 | |
CN114686643A (zh) | 转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂及其制备和使用方法 | |
CN114478077A (zh) | 一种利用活化硅钙制作钙镁磷肥的方法 | |
CN1683238B (zh) | 一种制备黄磷同时制备水泥熟料或电石的方法 | |
CN111548019A (zh) | 一种“煤气-黄磷-建材”联产一体化的方法 | |
CN105217588B (zh) | 黄磷联产钾盐、氧化铝、分子筛、矿渣水泥和建筑型材的循环清洁生产方法 | |
CN115286266B (zh) | 一种利用磷石膏的负碳熟料及其制备方法 | |
CN103014470B (zh) | 普通石渣用于硅锰合金冶炼调渣剂的方法 | |
CN105130222B (zh) | 用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法 | |
CN101275096B (zh) | 一种新型燃煤锅炉固结脱硫燃烧剂 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |