專利名稱：一種用中低品位磷礦石制備黃磷的方法
技術領域：
本發明涉及黃磷生產的技術領域，更具體地說，本發明涉及釆用中低品 位磷礦石制備黃磷的方法。
背景技術：
黃磷(又稱白磷)是磷元素的同素異形體之一，為無色至淡黃色的蠟狀 固體。其主要用于制造肥料，還用于制造磷酸、煙火、火柴、殺蟲劑和洗滌 劑等，在人類生活中具有重要和廣泛用途。
迄今為止，生產黃磷的常用方法是電爐法，即磷礦石在電爐內，在高溫 條件下還原出磷蒸氣，得到高品質黃磷。但是，電爐法需要品位較高的磷礦
石為原料；生產過程中要耗.費大量的電；同時產生大量爐渣和含磷廢水又無 法利用，對生態環境負面影響極大。這是本領域中一個急待解決的技術難題。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足之處，提供一種新的黃磷生產方法。
本發明的目的通過下述技術方案予以實現。 除非另有說明，本發明中所采用的百分數均為重量百分數。 本發明提供了 一種用中低品位磷礦石制備黃磷的方法，該方法包括以下
步驟
(1) 使用豎窯為生產設備；
(2) 以中低品位的磷礦石為原料，磷礦石中五氧化二磷的含量低于
25%;
(3 )在原料中添加2% ~ 10%的礦化劑，所述的礦化劑選自硫或氟中一
種，或它們的混合物； '
(4)將步驟(3)所得物、硅石、焦炭按5.6 : 3: l的重量比混合，磨 粉至200目，均化，加入粘結劑，制成橢球狀原料球團，并烘干；(5) 用提升機將步驟(4)所得物加入豎窯，預熱至1100。C 120(TC, 進入還原段，升溫至124(TC 127(TC時，用引風機引出磷蒸氣，經重力沉降 除塵后，兩段降溫，分離，得到所需的黃磷產品，產品的質量為符合國家標 準GB7816-1998, —級品黃磷含量99.90%; 二級品黃磷含量99.50% ;
(6) 對產生的一氧化碳熱氣體進行回收，供步驟(4)烘干球團；產生 的爐渣作為水泥熟料使用。 .
其中，步驟(4)所述的粘結劑，選自優質粘土或膨潤土；所述的橢球 狀原料球團的尺寸為10 mm x 8 mm x 6 mm。
本發明的化學反應原理 Cal0 (P04) 6F2 +15C +9Si02 —1.5P4 + 15CO + 9CaOSi02 + Ca;F2
與現有技術相比，本發明具有以下突出的優點
1. 工藝簡單合理一一由于采用豎窯作為生產設備，豎窯的基本結構是一 個多層的密封體。配置好的物料置于密封的豎窯內，同氧氣無法接觸，磷蒸 氣還原出來以后，仍保持在一個還原環境內，可以直接收集磷蒸氣。磷的還 原率達90%以上，總回收率達80%以上。
2. 節約電能，充分利用磷礦資源一一面對電力資源緊缺，中高品位的磷 礦石曰益減少的現狀。本發明提供的技術方案，突破傳統的電爐法，采用密 封豎窯，磷礦石與空氣隔絕，不用保護層還原反應能順利進行。用燃氣作熱 能節約了大量的電能。磷礦石中五氧化二磷的含量低于25。/。仍可生產出優質 黃磷，使大量中低品位的磷礦資源得到有效利用。生產成本降低32 %~ 45°/。，提高了經濟效益。
3. 減少對生態環境的負面影響 一 一 現有技術中還原磷所需的溫度是 1350°C ~ 1400°C，而本發明加入礦化劑后，還原溫度可^爭至120(TC左右，爐 渣符合水泥熟料的要求。產生的一氧化碳氣體則回收用于烘干物料球團。生 產過程無含磷污水排放。有效避免"三廢"對環境的污染。
具體實施例方式
通過下面給出的具體實施例，可以進一步清楚地了解本發明。但它們并 不是對本發明保護范圍的限定。 實施例1以五氧化二磷含量22 %磷礦石為原料，在原料中添加5%的硫作礦化劑； 然后，將配好的物料、硅石、焦炭按5.6: 3: 1的重量比混合，磨粉至200 目，均化，加入優質粘土作粘結劑，制成橢球狀原料球團，球團尺寸10mm x 8 mm x6mm ,并烘干。用提升機將烘干的原料球團加入豎窯，預熱至 U5(TC,進入還原段，升溫至1250。C，用引風機引出磷蒸氣，經重力沉降除 塵后，兩段降溫，分離，得到所需的黃磷產品；對產生的一氧化碳熱氣體進 行回收，供烘干原料球團；產生的爐渣作為水泥熟料使用。磷的還原率為 92%,總回收率為81% ，產品的質量達到國家標準。
實施例2
重復實施例l，有以下不同點原料的五氧化二磷含量18 %,在原料中 添加2%的氟作礦化劑，加入粘土作粘結劑，預熱至IIO(TC，升溫至124(TC。 磷的還原率為90%,總回收率為8%。
實施例3
重復實施例l，有以下不同點原料的五氧化二磷含量14 %,在原料中 添加10%的硫作礦化劑，加入粘土作粘結劑，預熱至1200°C，升溫至1270 。C。磷的還原率為94%,總回收率為83% 。
實施例4
重復實施例l，有以下不同點原料的五氧化二磷含量15%,在原料中添 加10%的硫作礦化劑，加入優質粘土作粘結劑，預熱至1130 °C,升溫至 1250°C。磷的還原率為94%，總回收率為82% 。每公斤黃磷的生產成本為 4.55元，比現有的電爐法降低43.12%。
實施例5
重復實施例l,有以下不同點原料的五氧化二磷含量13%,在原料中添 加5%的硫作礦化劑，加入優質粘土作粘結劑，預熱至1170'C,升溫至1240 匸。磷的還原率為92%,總回收率為81% 。
實施例6
重復實施例l，有以下不同點原料的五氧化二磷含量11%，在原料中添 加3%的硫作礦化劑，加入膨潤土作粘結劑，預熱至lll(TC,升溫至1260 。C。磷的還原率為90%，總回收率為80% 。
權利要求
1. 一種用中低品位磷礦石制備黃磷的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)使用豎窯為生產設備；(2)以中低品位的磷礦石為原料，磷礦石中五氧化二磷的含量低于25％；(3)在原料中添加2％～10％的礦化劑，所述的礦化劑選自硫或氟中一種，或它們的混合物；(4)將步驟(3)所得物、硅石、焦炭按5.6∶3∶1的重量比混合，磨粉至200目，均化，加入粘結劑，制成橢球狀原料球團，并烘干；(5)用提升機將步驟(4)所得物加入豎窯，預熱至1100℃～1200℃，進入還原段，升溫至1240℃～1270℃時，用引風機引出磷蒸氣，經重力沉降除塵后，兩段降溫，分離，得到所需的黃磷產品；(6)對產生的一氧化碳熱氣體進行回收，供步驟(4)烘干球團；產生的爐渣作為水泥熟料使用。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)所述的粘結劑， 選自粘土或膨潤土。
3.根據權利要求l所述的方法，其特征在于步驟(4)所述的橢球狀原 料球團的尺寸為10 mm x 8 mm x 6 mm 。
全文摘要
本發明公開了一種用中低品位磷礦石制備黃磷的方法。旨在解決現有技術耗電量大，原料品位要求高，對生態環境負面影響極大的技術難題。本發明使用豎窯為生產設備；磷礦石中五氧化二磷的含量低于25％；在原料中添加2％～10％的礦化劑。將物料、硅石、焦炭按5.6∶3∶1的重量比混合，磨粉至200目，均化，加入粘結劑，制成橢球狀原料球團，并烘干；然后加入豎窯，預熱至1100℃～1200℃，進入還原段，升溫至1240℃～1270℃時，用引風機引出磷蒸氣，經重力沉降除塵后，兩段降溫，分離，得到所需的黃磷產品；產生的一氧化碳熱氣體用于烘干球團；產生的爐渣作為水泥熟料使用。
文檔編號C01B25/00GK101531351SQ20091009423
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月17日 優先權日2009年3月17日
發明者曾繁端, 程梅華, 車建青 申請人:車建青;曾繁端