电炉制磷的工艺流程及主要设备.doc

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1、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

2、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

3、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、CO222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｝+〔CO2〕料×｛3200÷〔(P

4、2O5)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年份

5、年平均kW.h/t混合料中含量%计算电耗kW.h/t差值误差%P2O5Fe2O3CO219811982198319841985198619871988198915525147351464514439141681402214114143741480322.523.6523.3523.8824.3924.5923.6622.8922.580.870.980.890.850.860.880.980.951.05.463.713.652.531.981.782.462.713.82150891437314440140381377613685141611448414902－435－362－2

6、05－401－392－33747110992.802，461.402.782.772.400.330.770.6722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,mm10～5010-～50CO2含量,%35～4035～40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)

7、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