文档介绍：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、FezO3、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)-。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、SQ2、Fe2O3、CO2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〕+〔Fe2O3〕料^{7750-:(P2O5)料〕-76}+〔CO?〕料^{3200-:(P2O5)料〕+8}+6000式中 W—每t黄磷电炉耗电量,t;[P2O5]料一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vt,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%。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年平均t混合料中含量%计算电耗t差值误差%P2O5FezO3CO2198**********—43519821473514373—3622,19831464514440—2054619841443914038—40119851416813776—39219861402213685—3371987141141416147198814374144841101989148031490299前苏联电炉制磷工厂使用的磷矿石质量指标如下: (『OCT11901-66)一级二级一级二级P2O5含量,%三三筛分组成,mm 10~5010-~50CO2含量,%35〜4035〜40通过10mm筛的细粉含量,%三5三5Fe2Os含量,%三三(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%。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)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气性,易被炉气带至下一工序。冶金焦和土焦都能用于电炉制磷生产,但固定碳含量大于 80%,挥发分含量小于3%,Fe2O3含量小于,、FgO3、CO2等组分还原需碳量理论值的103%〜105%。焦炭的粒度在13mm左右时,其电阻率为最小,故制磷生产中适用的焦炭粒度为3~15mm。曾有人研究过用石油焦、石墨、无烟煤、木碳、沥青等碳元素材料代替焦炭作