一種黃磷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種黃磷的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 黃磷，又稱白磷，是一種白色至淺黃色的脆臘狀固體。黃磷可用來生產(chǎn)磷酸，利用 其易燃產(chǎn)生煙和霧的特性，在軍事上用來生產(chǎn)煙幕彈和燃燒彈等，用途廣泛。在貴州的黃磷 生產(chǎn)中，絕大部份生產(chǎn)廠家均采用無煙煤作還原劑，由于無煙煤中含有6~9%的有機物， 也就是通常所說的煤焦油。在黃磷生產(chǎn)還原反應(yīng)過程中，無煙煤中的易揮發(fā)物質(zhì)隨著爐氣 一道逸出，在冷卻塔內(nèi)與爐氣、粉塵一起被包裹沉積到受磷槽內(nèi)，沉積在受磷槽內(nèi)的料漿被 迅速的送入精制鍋精制，在精制鍋中立刻進(jìn)行漂洗，獲得黃磷產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計，采用現(xiàn)有的黃 磷生產(chǎn)方法生產(chǎn)黃磷，每生產(chǎn)It黃磷約副產(chǎn)泥磷0. 15t至0. 35t。泥磷中含磷量隨著黃磷生 產(chǎn)過程中精制程度不同而有所差異，一般含磷約35%至40%，其雜質(zhì)的主要成分為Si02、 Ca0、C、Fe203以及A1 203。隨著黃磷生產(chǎn)的進(jìn)行，泥磷堆積量逐年增加，其引發(fā)的環(huán)境問題日 漸突出，泥磷中還含有一定較大比例的單質(zhì)磷，若不予回收或處理，則將造成資源的極大浪 費。如何減少泥磷的排放量以及對泥磷進(jìn)行有效利用，是目前黃磷生產(chǎn)中迫切需要解決的 技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種黃磷的制備方法，以解決現(xiàn)有黃磷生產(chǎn)方法 中排放的泥磷量較大而帶來的環(huán)境問題以及資源浪費問題。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：
[0005] 一種黃磷的制備方法，將磷礦石、無煙煤與硅礦石分別進(jìn)行洗選以及烘干，然后將 上述原料按照一定的比例送入電爐內(nèi)混合，在一定的溫度下進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，獲得爐氣 和爐渣，將爐氣送入冷卻塔中，在噴淋水的作用下冷卻后，獲得的料漿進(jìn)入受磷槽中進(jìn)行第 一次沉降，沉降時間為30~60min，接著將料漿送入精制鍋中進(jìn)行第二次沉降，沉降時間 為40~60min，然后在精制鍋中用蒸汽加熱、攪拌、澄清后，在鍋底沉積純磷，將純磷冷卻成 型后得黃磷產(chǎn)品，將分離出純磷后的料漿送入泥磷池中進(jìn)行第三次沉降，沉降時間為60~ 80min，再進(jìn)行液固分離獲得黃磷。
[0006] 所述的黃磷的制備方法，包括以下步驟：
[0007] (1)洗選、烘干：將磷礦石、無煙煤以及硅礦石分別送入洗礦系統(tǒng)進(jìn)行洗選，除去 磷礦石、無煙煤以及硅礦石中的粉塵，使其含塵量均為0~3%，再將磷礦石、無煙煤以及硅 礦石分別送入烘干機中，采用400~450°C的溫度烘10~15min;
[0008] (2)混合反應(yīng)：將磷礦石、無煙煤與硅礦石的細(xì)粉按照1 : (0. 25~0. 35) : (0. 15~ 〇. 2)的質(zhì)量比送入電爐內(nèi)混合，控制溫度為1400~1500°C，反應(yīng)時間為1~2h，獲得爐氣 和爐渣；
[0009] (3)冷卻：將爐氣送入冷卻塔中，在噴淋水的作用下冷卻后，獲得料漿，其中，爐氣 與噴淋水的體積比為（〇. 6~0. 8) : 1 ;
[0010] (4)沉降：將料漿送入受磷槽中，確保受磷槽內(nèi)料漿與受磷槽內(nèi)空間的體積比為 (60~80) :100,使料漿在受磷槽中沉降40~50min;接著將料漿送入精制鍋中，確保精 制鍋內(nèi)料漿與精制鍋內(nèi)空間的體積比為（60~80) :100,并使料漿在精制鍋中沉降50~ 60min，然后在精制鍋中用200~220°C的蒸汽加熱、攪拌、澄清后，在鍋底沉積純磷，將純磷 冷卻成型后得黃磷產(chǎn)品；將分離出純磷后的料漿送入泥磷池中，確保泥磷池內(nèi)料漿與泥磷 池內(nèi)空間的體積比為（60~80) :100,沉降時間為65~75min，將液固分離后獲得泥磷。
[0011] 所述磷礦石中P2〇5的含量為30~32%。
[0012] 所述娃礦石中3;102的含量為96~98%。
[0013] 所述無煙煤中固定碳的含量為75~78%。
[0014] 所述步驟（1)中，采用洗礦系統(tǒng)對磷礦石、無煙煤與硅礦石分別洗選后，磷礦石的 粒度為3~30mm，無煙煤的粒度為2~10mm，娃礦石的粒度為5~30mm〇
[0015] 所述步驟（1)中，采用烘干機對磷礦石、無煙煤與硅礦石分別烘干后，磷礦石的水 分含量為〇. 5~1. 5%、無煙煤的水分含量為0. 5~1. 5%、娃礦石的水分含量為0. 5~4%。
[0016] 所述步驟（2)中，磷礦石、無煙煤與硅礦石的質(zhì)量比為1:0. 3:0. 2。
[0017] 所述步驟⑶中，爐氣與噴淋水的體積比為0.7:1。
[0018] 所述步驟⑷中，將料漿送入受磷槽中，確保受磷槽內(nèi)料漿與受磷槽內(nèi)空間的體 積比為70 :100,使料漿在受磷槽中沉降45min;接著將料漿送入精制鍋中，確保精制鍋內(nèi)料 漿與精制鍋內(nèi)空間的體積比為70:100,并使料漿在精制鍋中沉降55min，然后在精制鍋中 用210°C的蒸汽加熱60~lOOmin，在加熱過程中不斷攪拌，接著澄清60~lOOmin后，在鍋 底沉積純磷，將純磷在0~30°C的溫度下冷卻成型后得黃磷產(chǎn)品；將分離出純磷后的料漿 送入泥磷池中，確保泥磷池內(nèi)料漿與泥磷池內(nèi)空間的體積比為70 :100,沉降時間為70min， 再進(jìn)行液固分離獲得泥磷。
[0019] 本發(fā)明的有益效果在于：通過控制黃磷生產(chǎn)過程中爐氣與噴淋水的體積比，增大 噴淋水的用量，顯著提高了爐氣的冷卻效果。將料漿進(jìn)行三次沉降，在沉降過程中嚴(yán)格控 制沉降的空間以及時間，使得料漿得以最大限度的沉降，提高了黃磷產(chǎn)品的產(chǎn)量，取得顯著 的經(jīng)濟效益，同時，大大降低了泥磷的排放量，取得顯著的環(huán)保效益。本公司制磷車間從 2014年2月份至10月份，按照本發(fā)明的制備方法進(jìn)行黃磷的生產(chǎn)，經(jīng)30多次的試驗并取 樣分析，分析結(jié)果如下：黃磷生產(chǎn)過程中排放的污水中元素磷含量為1 %以下，泥磷中磷含 量從2013年的37. 5%下降到現(xiàn)在的27%以下，泥磷排放量從2013年的生產(chǎn)一噸黃磷副產(chǎn) 300kg泥磷，下降到現(xiàn)在生產(chǎn)一噸黃磷副產(chǎn)180kg以下泥磷，大大減少了泥磷的排放量。
【具體實施方式】
[0020] 為了方便本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。 實施例僅僅是對該發(fā)明的舉例說明，不是對本發(fā)明的限定，實施例中未作具體說明的步驟 均是已有技術(shù)，在此不做詳細(xì)描述。
[0021] 實施例一
[0022] 一種黃磷的制備方法，其是將磷礦石、無煙煤以及硅礦石分別送入洗礦系統(tǒng)進(jìn)行 洗選，除去磷礦石、無煙煤以及硅礦石中的粉塵，使磷礦石、無煙煤以及硅礦石的含塵量均 為3 %，再將磷礦石、無煙煤以及硅礦石分別送入烘干機中，采用400°C的溫度烘15min，磷 礦石的水分含量為1. 5%、無煙煤的水分含量為1. 5%、娃礦石的水分含量為4%，接著將 磷礦石、無煙煤與硅礦石的細(xì)粉按照1 :〇. 25 :0. 15的質(zhì)量比送入電爐內(nèi)混合，控制溫度為 1400°C，反應(yīng)時間為lh，獲得爐氣和爐渣，爐渣通過電爐排出，將爐氣送入冷卻塔中，在噴淋 水的作用下冷卻后，獲得料漿，其中，爐氣與噴淋水的體積比為0.6:1，將料漿送入受磷槽 中，確保受磷槽內(nèi)料漿與受磷槽內(nèi)空間的體積比為60 :100,使料漿在受磷槽中沉降40min， 接著將料漿送入精制鍋中，確保精制鍋內(nèi)料漿與精制鍋內(nèi)空間的體積比為60 :100,并使料 漿在精制鍋中沉降50min，然后在精制鍋中用200°C的蒸汽加熱60min，在加熱過程中不斷 攪拌，接著澄清60min后，在鍋底沉積純磷，將純磷在0°C的溫度下冷卻成型后得黃磷產(chǎn)品， 將分離出純磷后的料漿送入泥磷池中，確保泥磷池內(nèi)料漿與泥磷池內(nèi)空間的體積比為60 : 100,沉降時間為65min，將液固分離后獲得泥磷和污水。
[0023]所述磷礦石中P205的含量為30 %，所述硅礦石中SiOj^含量為96%，所述無煙煤 中固定碳的含量為76%。
[0024]將上述排放的污水和泥磷取樣分析，污水中元素磷含量為0. 9%，泥磷中磷含量為 27%，每生產(chǎn)一噸黃磷副產(chǎn)180kg泥磷。
[0025] 實施例二
[0026] 一種黃磷的制備方法，其是將磷礦石、無煙煤以及硅礦石分別送入洗礦系統(tǒng)進(jìn)行 洗選，除去磷礦石、無煙煤以及硅礦石中的粉塵，使磷礦石、無煙煤以及硅礦石的含塵量均 為2 %，再將磷礦石、無煙煤以及硅礦石分別