CN111675200A - 一种利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，包括以下步骤：①收集磷矿粉:收集后的磷矿粉要求含水量在10%以下；②粉碎：球磨后要求磷矿粉的粒度小于180目；③备料：按以下质量份备料，磷矿粉50～100份、氧化镁10～20份、粘接剂2～7份、调整剂5～15份和还原剂20～30份；④混料；⑤压球：将制得制团原料在10～15MPa的压力下将制团原料压制成生球，生球的直径大小为10～20mm；⑥烘干：将制得的生球送入到干燥机中进行烘干处理。不仅可以利用废弃的磷矿粉废料，增加废弃资源的利用率，而且降低磷矿生产成本，取得了良好的效果。本方法制得的球团粒度均匀，具有还原性好、轻度高、透气性好的优点。
Description
技术领域
本发明属于磷化工技术领域，具体涉及一种利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法。
背景技术
黄磷是一种重要的化工原料，可用于生产各种磷化物和磷酸盐，用途广泛。我国黄磷生产主要采用电炉工艺，通常用的原料是磷矿块矿，然而我国磷矿中块矿磷矿仅占总磷储量的五十分之一，多数为磷矿粉料。同时，在块矿破碎加工的过程中，会产生大量磷矿粉
矿，特别是在利用风化型磷矿粉矿时，产生的微粉矿通常达到20％以上，这部分微粉矿由于需要进行加工处理才能够进入黄磷电炉工艺，所以大部分企业并不愿意增加投资和成本，致使这些磷矿微粉料得不到合理利用。然而，随着我国磷工业的快速发展，生产黄磷所需高品质的块矿已经所剩不多，难以满足黄磷生产的需求。根据电炉法黄磷生产工艺要求，目前，碎磷矿或磷矿粉成型入炉主要采用的是“成型-烧结”工艺，是将碎磷矿或磷矿粉加粘结剂后成球或静压成型，再进行高温煅烧后作为电炉法黄磷生产原料，这不仅可降低磷炉生产能耗，亦可扩大黄磷生产原料种类。在“成型-烧结”工艺中，最重要的工序是磷矿粉球团的制备，球团质量好坏直接影响烧结的质量和效率。目前也有部分黄磷生产企业尝试采用磷矿粉加黏土或水玻璃作为粘结剂后造球烘干的工艺，此方法是将碎磷矿与磷酸充分搅拌混合后进行陈化，再用改良后的对滚煤球机作为成球机将陈化后的碎磷矿成型，此研究操作简单，得到的型球具有一定的热稳定性与抗压强度，但磷酸价格高，对于工业生产来讲并不能真正地降低生产成本，若大规模生产则不经济；也有成型方法是使用有机复合粘结剂，但是也存在热强度低，操作不便，返粉率高的问题。因此，研制开发一种生产过程简单、操作方便、成本低、球团成球率高、粘接剂用量少、既能大幅提高磷矿粉的入炉品味、又能实现废弃资源利用率的利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法是客观需要的。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供种生产过程简单、操作方便、成本低、球团成球率高、粘接剂用量少、既能大幅提高磷矿粉的入炉品味、又能实现废弃资源利用率的利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法。
本发明所述利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于，包括以下步骤：
①收集磷矿粉:磷矿粉是指开采过程中产生的磷矿粉或是生产加工过程中产生的磷矿粉，收集后的磷矿粉要求含水量在10%以下；
②粉碎：将步骤①收集后的磷矿粉送入到球磨机中，球磨后要求磷矿粉的粒度小于180目；
③备料：按以下质量份备料，磷矿粉50～100份、氧化镁10～20份、粘接剂2～7份、调整剂5～15份和还原剂20～30份；
④混料：按步骤③中所述配比将磷矿粉、氧化镁、粘接剂、调整剂和还原剂加入混料机中，持续搅拌20～30min得到混合料，之后向混合料中加入冷水，并持续搅拌5～10min得到制团原料，所述冷水的添加质量占制团原料质量的10～15%；
⑤压球：将步骤④制得制团原料加入到压球机中，在10～15MPa的压力下将制团原料压制成生球，生球的直径大小为10～20mm；
⑥烘干：将步骤⑤制得的生球送入到干燥机中进行烘干处理，烘干后自然堆放3～7天后即可制得磷矿粉球团。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明工艺简单，操作方便，采用特定的粘结剂实现磷矿粉的一次成型，强度高，成型率好，热强度好，高温下完全不粉化，且得到的磷矿粉球团品味高，与开采的磷矿品味相当，便于电炉生产。
2、本发明在原有的工艺基础上，根据添加原料的物性，合理的优化的制作工艺，制得制得的磷矿粉球团中矿物结构强度显著提高，在满足生产的高温下不返粉，不破碎，不仅满足了生球倒运过程的强度要求和入炉强度较低的冶炼炉要求，而且还能满足了入炉强度高冶炼炉要求。
3、本发明使用的其原材料来源广泛，市场价格低廉、制取工艺简单，环保、适用范围广。
综上，本发明不仅可以利用废弃的磷矿粉废料，增加废弃资源的利用率，而且降低磷矿生产成本，取得了良好的效果。本方法制得的球团粒度均匀，具有还原性好、轻度高、透气性好的优点，能产生良好的经济效益和社会效益，易于推广使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
实施例1：
本实施例1所述利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，包括以下步骤：
①收集磷矿粉:磷矿粉是指开采过程中产生的磷矿粉或是生产加工过程中产生的磷矿粉，收集后的磷矿粉要求含水量在9%；
②粉碎：将步骤①收集后的磷矿粉送入到球磨机中，球磨后要求磷矿粉的粒度为179目；
③备料：按以下质量份备料，磷矿粉50份、氧化镁10份、粘接剂2份、调整剂5和还原剂20，所述粘接剂包括有机粘接剂和无机粘接剂，所述有机粘接剂和无机粘接剂的质量比为1：0.5，调整剂为石灰石，所述还原剂为细粒煤粉，其固定碳含量为65％，粒度小于150目；
④混料：按步骤③中所述配比将磷矿粉、氧化镁、粘接剂、调整剂和还原剂加入混料机中，持续搅拌20min得到混合料，其固定碳含量为65％，粒度小于150目，之后向混合料中加入冷水，并持续搅拌5min得到制团原料，所述冷水的添加质量占制团原料质量的10%；
⑤压球：将步骤④制得制团原料加入到压球机中，在10MPa的压力下将制团原料压制成生球，生球的直径大小为10mm；
⑥烘干：将步骤⑤制得的生球送入到干燥机中进行烘干处理，生球采用带式干燥机上进行烘干，生球料层的高度控制在80mm，干燥的温度控制在250℃，干燥的风速为0.8m/s，干燥的时间为10min，烘干后自然堆放3天后即可制得磷矿粉球团。
本实施例1不仅可以利用废弃的磷矿粉废料，增加废弃资源的利用率，而且降低磷矿生产成本，取得了良好的效果，本实施1制得的磷矿粉球团品味高，且球团外观完好，无粉化和碎裂，经试验确定，球团的金属化率能达到97.02％，抗压强度达到26MPa，孔隙率达到32%，废弃的磷矿粉回收率达到83%，球团含磷量及强度指标完全能达到了入炉要求。
实施例2
本实施例2所述利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于，包括以下步骤：
①收集磷矿粉:磷矿粉是指开采过程中产生的磷矿粉或是生产加工过程中产生的磷矿粉，收集后的磷矿粉要求含水量在6%；
②粉碎：将步骤①收集后的磷矿粉送入到球磨机中，球磨后要求磷矿粉的粒度为150目；
③备料：按以下质量份备料，磷矿粉80份、氧化镁15份、粘接剂5份、调整剂10份和还原剂25份，所述粘接剂包括有机粘接剂和无机粘接剂，所述有机粘接剂和无机粘接剂的质量比为1.5：0.8，调整剂为工业纯碱，所述还原剂为细粒煤粉，其固定碳含量为70％，粒度小于150目；
④混料：按步骤③中所述配比将磷矿粉、氧化镁、粘接剂、调整剂和还原剂加入混料机中，持续搅拌25min得到混合料，之后向混合料中加入冷水，并持续搅拌8min得到制团原料，所述冷水的添加质量占制团原料质量的12%；
⑤压球：将步骤④制得制团原料加入到压球机中，在12MPa的压力下将制团原料压制成生球，生球的直径大小为15mm；
⑥烘干：将步骤⑤制得的生球送入到干燥机中进行烘干处理，生球采用带式干燥机上进行烘干，生球料层的高度控制在120mm，干燥的温度控制在300℃，干燥的风速为1m/s，干燥的时间为12min，烘干后自然堆放5天后即可制得磷矿粉球团。
本实施例2不仅可以利用废弃的磷矿粉废料，增加废弃资源的利用率，而且降低磷矿生产成本，取得了良好的效果，本实施2制得的磷矿粉球团品味高，且球团外观完好，无粉化和碎裂，经试验确定，球团的金属化率能达到98.01％，抗压强度达到28.6MPa，孔隙率达到30%，废弃的磷矿粉回收率达到84%，球团含磷量及强度指标完全能达到了入炉要求。
实施例3：
本实施例3所述利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于，包括以下步骤：
①收集磷矿粉:磷矿粉是指开采过程中产生的磷矿粉或是生产加工过程中产生的磷矿粉，收集后的磷矿粉要求含水量在5%；
②粉碎：将步骤①收集后的磷矿粉送入到球磨机中，球磨后要求磷矿粉的粒度为100目；
③备料：按以下质量份备料，磷矿粉100份、氧化镁20份、粘接剂7份、调整剂15份和还原剂30份，所述粘接剂包括有机粘接剂和无机粘接剂，所述有机粘接剂和无机粘接剂的质量比为2：1，调整剂为石灰石和工业纯碱的混合物，所述还原剂为细粒煤粉，其固定碳含量为78％，粒度小于150目；
④混料：按步骤③中所述配比将磷矿粉、氧化镁、粘接剂、调整剂和还原剂加入混料机中，持续搅拌30min得到混合料，之后向混合料中加入冷水，并持续搅拌10min得到制团原料，所述冷水的添加质量占制团原料质量的15%；
⑤压球：将步骤④制得制团原料加入到压球机中，在15MPa的压力下将制团原料压制成生球，生球的直径大小为20mm；
⑥烘干：将步骤⑤制得的生球送入到干燥机中进行烘干处理，生球采用带式干燥机上进行烘干，生球料层的高度控制在150mm，干燥的温度控制在350℃，干燥的风速为1.2m/s，干燥的时间为15min，烘干后自然堆放7天后即可制得磷矿粉球团。
本实施例3不仅可以利用废弃的磷矿粉废料，增加废弃资源的利用率，而且降低磷矿生产成本，取得了良好的效果，本实施1制得的磷矿粉球团品味高，且球团外观完好，无粉化和碎裂，经试验确定，球团的金属化率能达到96.8％，抗压强度达到27.3MPa，孔隙率达到30.3%，废弃的磷矿粉回收率达到80.6%，球团含磷量及强度指标完全能达到了入炉要求。
Claims (5)
1.一种利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于，包括以下步骤：
①收集磷矿粉:磷矿粉是指开采过程中产生的磷矿粉或是生产加工过程中产生的磷矿粉，收集后的磷矿粉要求含水量在10%以下；
②粉碎：将步骤①收集后的磷矿粉送入到球磨机中，球磨后要求磷矿粉的粒度小于180目；
③备料：按以下质量份备料，磷矿粉50～100份、氧化镁10～20份、粘接剂2～7份、调整剂5～15份和还原剂20～30份；
④混料：按步骤③中所述配比将磷矿粉、氧化镁、粘接剂、调整剂和还原剂加入混料机中，持续搅拌20～30min得到混合料，之后向混合料中加入冷水，并持续搅拌5～10min得到制团原料，所述冷水的添加质量占制团原料质量的10～15%；
⑤压球：将步骤④制得制团原料加入到压球机中，在10～15MPa的压力下将制团原料压制成生球，生球的直径大小为10～20mm；
⑥烘干：将步骤⑤制得的生球送入到干燥机中进行烘干处理，烘干后自然堆放3～7天后即可制得磷矿粉球团。
2.根据权利要求1所述的一种利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于：在步骤③中，所述粘接剂包括有机粘接剂和无机粘接剂，所述有机粘接剂和无机粘接剂的质量比为（1～2）：（0.5～1）。
3.根据权利要求1所述的一种利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于：在步骤③中，所述调整剂为石灰石和工业纯碱中的一种或两种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于：在步骤③中，所述还原剂为细粒煤粉，其固定碳含量为65～78％，粒度小于150目。
5.根据权利要求1所述的一种利用磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于：在步骤⑥中，生球采用带式干燥机上进行烘干，生球料层的高度控制在80～150mm，干燥的温度控制在250～350℃，干燥的风速为0.8～1.2m/s，干燥的时间为10～15min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200918 |