一种低品位磷矿转底炉法生产黄磷的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102689882A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102689882A(43)申请公布日2012.09.26(21)申请号201210220998.7(22)申请日2012.06.29(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人吕学伟扈玫珑潘成李东海陈攀袁秋刚刘梅(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人张先芸(51)Int.Cl.C01B25/027(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书66页页附图附图11页(54)发明名称一种低品位磷矿转底炉法生产黄磷的方法(57)摘要本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体指一种低品位磷矿转底炉法生产黄磷的方法，该方法包括步骤：1）磷矿粉、煤粉和硅石按一定配比均匀混合后造球，球团粒度-200目的在总球团数中占80%以上；2）球团干燥20min；3）经过干燥的球团通过布料装置均匀地布于转底炉料床上形成料层，所述球团随转底炉料床移动先进入转底炉加热区加热到1000～1200℃，再进入转底炉温度在1200～1500℃还原区进行还原30～40分钟；4）经过还原反应产生CO或/和CO2、磷蒸汽和炉渣，CO或/和CO2及磷蒸汽从转底炉排出进入冷凝器进行沉积得到黄磷。由于炉渣无需熔融，因此冶炼温度低，能耗小，同时无需用水冲渣减少水资源的消耗。CN102689ACN102689882A权利要求书1/1页1.一种低品位磷矿转底炉法生产黄磷的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）磷矿粉、煤粉和硅石均匀混合后造球，其中按重量份磷矿粉100～200，煤粉20.5～48.4，硅石0～38.2，所述磷矿粉、煤粉和硅石混合造球的球团粒度-200目的在总球团数中占80%以上；2）所述球团干燥20～30分钟；3）经过干燥的球团通过布料装置均匀地布于转底炉料床上形成料层，所述球团随转底炉料床移动先进入转底炉加热区加热到1000～1200℃温度之间，再进入转底炉温度在1200～1500℃之间的还原区进行还原，还原时间为30～40分钟；4）所述球团在转底炉还原区经过还原反应产生CO或/和CO2、磷蒸汽和炉渣，所述CO或/和CO2及磷蒸汽从转底炉中排出进入冷凝器进行沉积得到黄磷。2.根据权利要求1所述的一种转底炉法生产黄磷的方法，其特征在于，所述步骤4）得到炉渣进入精制系统，所述精制系统用于对炉渣中的泥磷进行二次回收。3.根据权利要求1所述的转底炉法生产黄磷的方法，其特征在于，所述球团在步骤2）中干燥4小时，所述步骤3）中球团进入转底炉在转底炉加热区加热到1000℃,转底炉还原区的温度为1200℃，球团在还原区的还原时间为40分钟。2CN102689882A说明书1/6页一种低品位磷矿转底炉法生产黄磷的方法技术领域[0001]本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体指一种低品位磷矿转底炉法生产黄磷的方法。背景技术[0002]转底炉煤基直接还原技术是一种用来焙烧含碳矿料球团的煤基直接还原技术，其工艺特点是：将含金属氧化物物料与固体煤粉混合造球，使之以薄料层的形态均匀布于转底炉环形料床上，然后在1200～1400℃的高温下敞焰加热，实现物料的快速还原以获得还原产物。[0003]黄磷生产属高能耗产业。据1995年全国19个生产厂统计，每克黄磷的电能消耗为12941～19070kwh，平均为15780kwh。黄磷是一种高能耗产品，其平均综合能耗为9.177t标煤。黄磷生产高耗能的主要原因是：1、现有技术中，黄磷的生产在电炉中进行，电炉以原料电阻和电机电弧的形式将电能转换成热能，使炉料熔融，消耗大量的电能，另外黄磷生产中产生大量高温炉渣，这些高温炉渣的热能被全部或部分浪费，这是导致电炉生产黄磷工艺能耗高的主要部分，现有技术中降低电炉生产黄磷的能耗的改进也主要集中在提高对高温炉渣热能的利用上；2、由于原料的加工和输送、混合中的碰撞和摩擦以及化学反应中一些组份在高温时的挥发，尤其在生产操作不正常时，将会产生大量粉尘，进而会有许多粉尘进入炉气而被带入冷凝系统，形成大量的泥磷，减低了磷的产量，为降低泥磷的量，提高磷的产量，使粉尘进过除尘后再进入冷凝系统，但同时又增加了能耗。[0004]随着高品位磷矿的减少，低品位磷矿的应用提到议事日程。如果仍然采用现有的电炉法冶炼黄磷，通过上面分析可知，其能耗非常高，同时由于采用的是低品位磷矿，磷矿中杂质多，其能耗会更高；如果采用选矿工艺，首先将磷矿富集后采用电炉冶炼，但这又增加了生产流程、设备投资，而且资源的回收率也难获高值。发明内容[0005]针对现有技术存在的上述问题，本发明解决的技术问题是：如何直接利用低品位磷矿，尽可能地降低制磷操作工艺中的耗能，同时提高磷回收率。[0006]解决该技术问题