專利名稱：一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磷酸生產(chǎn)方法，特別是一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法。
背景技術(shù)：
磷酸的生產(chǎn)工藝目前有三種。(1)濕法磷酸法該法需用高品位磷礦或經(jīng)選礦的磷精
礦，并且必須有硫資源生產(chǎn)硫酸。其最大問(wèn)題是磷石膏無(wú)法大量再生利用，廢棄后造成對(duì)
環(huán)境污染，存在環(huán)保問(wèn)題。(2)電爐黃磷法該法酸濃度高，質(zhì)量好，但電耗高，產(chǎn)品成
本高，妨礙了該法推廣。(3)窯法磷酸法，用磷礦與碳質(zhì)還原劑，硅石(或石灰石)等配
成型料，經(jīng)焙燒反應(yīng)后，磷礦中磷被還原成磷蒸汽，并與空氣氧化生成五氧化二磷，再經(jīng)
水化吸收直接生產(chǎn)高濃度磷酸。該法可利用中低品位磷礦和煤為原料，生產(chǎn)成本較低，可
以與熱法，濕法磷酸競(jìng)爭(zhēng)。
窯法磷酸現(xiàn)在主要分為兩種工藝，即回轉(zhuǎn)窯法磷酸和隧道窯法磷酸工藝?；剞D(zhuǎn)窯法存
在結(jié)圈問(wèn)題，能耗也較高。隧道窯法存在設(shè)備易損，渣磚再生利用困難，大型化也有問(wèn)題。 目前上述工藝都在改進(jìn)，但都難以實(shí)現(xiàn)窯法磷酸工業(yè)化，其中一個(gè)問(wèn)題就是磷礦石中黃磷 的還原率較低，從而需要提高窯內(nèi)溫度，增加了工藝難度，提高了加工能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法，可以提高磷酸生 產(chǎn)過(guò)程中磷礦石中黃磷的還原率，降低窯內(nèi)焙燒溫度。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法， 包括以下步驟
1) 磷礦粉、硅石、碳質(zhì)、粘接劑、水按照一定的比例混合后壓制成型，其中二氧化 硅與氧化鈣的比例在0.5-1.6、碳質(zhì)按照理論需求量的100-110%加入、粘接劑用量為總物 料量的1-5%，水的加入量為總物料量的7-15%;
2) 上釉后入隧道窯燒結(jié)；
3) 在隧道窯預(yù)熱段分離出焦油等易揮發(fā)物質(zhì)；
4) 在燒結(jié)段將磷還原和氧化后經(jīng)過(guò)兩段吸收制得不同質(zhì)量的磷酸，磚渣在冷卻段經(jīng) 過(guò)冷卻后排出。
物料壓制成型壓強(qiáng)為5-18Mpa。物料在預(yù)熱段分離煤焦油等易揮發(fā)物質(zhì)的出口溫度為300-700攝氏度，預(yù)熱段控制氧 含量在0-3. 5%。
燒結(jié)段溫度為1250-1350攝氏度，氧含量為2-5%，燒結(jié)反應(yīng)時(shí)間為60-180分鐘。 燒結(jié)段引出的氣體經(jīng)過(guò)兩級(jí)吸收，第一級(jí)吸收五氧化二磷總量的20-50%，余下的五氧 化二磷由第二級(jí)吸收。
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法，采用改進(jìn)的隧道窯生產(chǎn)。物料粉碎按 照比例混合后成型，型料上釉干燥后入窯，經(jīng)過(guò)預(yù)熱、燒結(jié)和冷卻段。預(yù)熱段在400攝氏 度左右排除含有焦油等易揮發(fā)物質(zhì)的氣體，該氣體經(jīng)過(guò)換熱冷卻后可用于收集焦油。通過(guò) 優(yōu)化的硅鈣比，使磷酸生產(chǎn)過(guò)程中磷的還原率由原來(lái)的60%提升到85%，從而將窯內(nèi)的焙 燒溫度從原來(lái)1500攝氏度降低到現(xiàn)在的1250-1350攝氏度，將氧含量在2-5%，在燒結(jié)段 被還原的磷被氧化為五氧化二磷，含有五氧化二磷氣體經(jīng)過(guò)兩級(jí)吸收分別制得粗酸和高純 度的磷酸，其中高純度磷酸達(dá)到國(guó)家標(biāo)7隹GB/T 2091-2008要求，粗磷酸可用于磷肥生產(chǎn)。 磚渣經(jīng)冷卻段冷卻后排除，可用于生產(chǎn)水泥。
化學(xué)反應(yīng)原理
(1) : Ca3 (P04)6F2+15C+9Si02——3/2P4+15C0+9Ca0Si02+CaF2
(2) : P4+5/202——2P205
(3) : C0+l/202——C02
本發(fā)明方法具有降低窯內(nèi)工藝要求、降低能耗、節(jié)約生產(chǎn)成本的效果。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一
湖北瓦屋磷礦100份(P205 25. 63%，CaO 38.69% Fe203 1.54%)、白煤18份，硅石20 份、腐殖酸5份，磨細(xì)至100-200目，攪拌均勻，加入15份水，壓制成磚狀，物料壓制 成型壓強(qiáng)為5-18Mpa。上釉干燥后送入高溫隧道窯內(nèi)，在預(yù)熱段控制溫度為400攝氏度， 控制氧含量低于1.5%，將預(yù)熱段排放的氣體經(jīng)換熱冷卻后，吸收得到煤焦油；燒結(jié)段控制 溫度1250-1350攝氏度，控制氧含量2-5%，磚塊在燒結(jié)段反應(yīng)90分鐘，將燒結(jié)段產(chǎn)生的 氣體經(jīng)過(guò)兩級(jí)吸收，第一級(jí)收集得到含量75%的磷酸17份，顏色為黃綠色。第二級(jí)吸收的 磷酸經(jīng)過(guò)濃縮后得到無(wú)色透明的磷酸16份，其質(zhì)量符合GB/T 2091-2008標(biāo)準(zhǔn)要求。
實(shí)施例二湖北瓦屋磷礦100份(P205 25 . 63%,Ca0 38.69% Fe203 1.54%)、煙煤70份，硅石15 份、腐殖酸5份，磨細(xì)至100-200目，攪拌均勻，加入15份水，壓制成磚狀，物料壓制 成型壓強(qiáng)為5-18Mpa。上釉干燥后送入高溫隧道窯內(nèi)，在預(yù)熱段控制溫度為400攝氏度， 氧含量低于1.5%，將預(yù)熱段排放的氣體經(jīng)換熱冷卻后，吸收得到煤焦油；燒結(jié)段控制溫度 1250-1350攝氏度，控制氧含量2-5%，磚塊在燒結(jié)段反應(yīng)90分鐘，將燒結(jié)段產(chǎn)生的氣體 經(jīng)過(guò)兩級(jí)吸收，第一級(jí)收集得到含量75%的磷酸17份，顏色為黃綠色。第二級(jí)吸收的磷酸 經(jīng)過(guò)濃縮后得到無(wú)色透明的磷酸16份，其質(zhì)量符合GB/T 2091-2008標(biāo)準(zhǔn)要求。
權(quán)利要求
1、一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法，其特征在于包括以下步驟1)磷礦粉、硅石、碳質(zhì)、粘接劑、水按照一定的比例混合后壓制成型，其中二氧化硅與氧化鈣的比例在0.5-1.6、碳質(zhì)按照理論需求量的100-110％加入、粘接劑用量為總物料量的1-5％，水的加入量為總物料量的7-15％；2)上釉后入隧道窯燒結(jié)；3)在隧道窯預(yù)熱段分離出焦油等易揮發(fā)物質(zhì)；4)在燒結(jié)段將磷還原和氧化后經(jīng)過(guò)兩段吸收制得不同質(zhì)量的磷酸，磚渣在冷卻段經(jīng)過(guò)冷卻后排出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法，其特征在于物料壓制成型壓強(qiáng)為5-18Mpa。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法，其特征在于物料在 預(yù)熱段分離煤焦油等易揮發(fā)物質(zhì)的出口溫度為300-700攝氏度，預(yù)熱段控制氧含量在 0-3. 5%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法，其特征在于燒結(jié)段 溫度為1250-1350攝氏度，氧含量為2-5%，燒結(jié)反應(yīng)時(shí)間為60-180分鐘。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法，其特征在于燒結(jié)段 引出的氣體經(jīng)過(guò)兩級(jí)吸收，第一級(jí)吸收五氧化二磷總量的20-50%，余下的五氧化二磷由 第二級(jí)吸收。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用隧道窯生產(chǎn)磷酸的方法，涉及磷酸生產(chǎn)方法，通過(guò)采用改進(jìn)的隧道窯生產(chǎn)。物料粉碎按照比例混合后成型，經(jīng)過(guò)預(yù)熱、燒結(jié)和冷卻段。預(yù)熱段在400攝氏度左右排除含有焦油等易揮發(fā)物質(zhì)的氣體，經(jīng)過(guò)換熱冷卻后可用于收集焦油。通過(guò)優(yōu)化的硅鈣比，使磷酸生產(chǎn)過(guò)程中磷的還原率由原來(lái)的60％提升到85％，在燒結(jié)段被還原的磷被氧化為五氧化二磷，含有五氧化二磷氣體經(jīng)過(guò)兩級(jí)吸收分別制得粗酸和高純度的磷酸，其中高純度磷酸達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2091-2008要求，粗磷酸可用于磷肥生產(chǎn)。磚渣經(jīng)冷卻段冷卻后排除，可用于生產(chǎn)水泥。本發(fā)明方法具有降低窯內(nèi)工藝要求、降低能耗、節(jié)約生產(chǎn)成本的效果。
文檔編號(hào)C01B25/00GK101597039SQ200910063090
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者余有平, 向正海, 寧培棟, 張永萍, 兵 明, 殷憲國(guó), 羅光典 申請(qǐng)人:湖北興發(fā)化工集團(tuán)股份有限公司