阅读说明：本技术 一种磷酸制作方法 (Method for preparing phosphoric acid ) 是由 李树云 陈德新 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种磷酸制作方法,Q1、利用黄磷电炉C0尾气,在炉内燃烧,将反应炉加热至1400℃,将磷矿石、硅砂、煤一起混合后放入反应炉中,使原料熔融还原出单质磷,同时排出硅酸钙炉渣；Q2、单质磷与反应炉中氧气生成的P<Sub>2</Sub>0<Sub>5</Sub>,并进入磷酸水合吸收装置生成H<Sub>3</Sub>PO<Sub>4</Sub>；Q3、硅酸钙炉渣,用作制水泥砖原料。本发明工艺简单,物料熔融时不会出现物料熔融结渣,可以有效的利用黄磷的生产废料,进行再加工,提供物料利用度,保护环境和节约资源。(The invention provides a phosphoric acid preparation method, Q1, utilizing C0 tail gas of a yellow phosphorus electric furnace, burning in the furnace, heating a reaction furnace to 1400 ℃, mixing phosphate rock, silica sand and coal together, and then putting the mixture into the reaction furnace, so that raw materials are melted and reduced to obtain elemental phosphorus, and simultaneously calcium silicate slag is discharged; Q2P generated by elemental phosphorus and oxygen in reaction furnace 2 0 5 And enters a phosphoric acid hydration absorption device to generate H 3 PO 4 (ii) a Q3, calcium silicate slag, used as raw material for making cement brick. The invention has simple process, does not melt and slag when melting the materials, can effectively utilize the production waste of the yellow phosphorus for reprocessing, provides the utilization degree of the materials, protects the environment and saves resources.)

一种磷酸制作方法

技术领域

本发明属于化学产品制作技术领域，具体涉及使用电炉法制作黄磷所产生的磷矿粉和尾气制作磷酸的一种磷酸制作方法。

背景技术

现有技术中，采用电炉法制黄磷的原料主要是磷矿石、硅石和焦碳三种原料，具体工艺为：选择具备一定颗粒度(矿石粒度太小或粉末电炉都无法使用)，干燥磷矿石混合硅石和焦碳三种原料后，经筛分投入电炉使用，最后筛余物为磷矿粉为含有硅石微细颗粒和焦碳粉或白煤粉)的混合物，这些混合废弃物含P₂0₅通常低于10％，因含P₂O₅低杂质多，即使用来制作低品位农用磷肥都无法使用。长期以来，国内制磷企业的低品位磷矿粉至今都未得到有效利用，较大型制磷企业这种筛余物因长期积累已堆积成山，一些制磷企业已无处堆放，这些废弃物已造成磷资源严重浪费同时也对周边环境造成污染，经测算，生产一吨黄磷，需P205含量28％的磷矿石约9吨，筛余物按10％计,年产一万吨电炉产生的筛余磷矿粉0.9万吨，假设云南省的黄磷产量按40万吨/年计，每年废弃低品位磷矿粉达36万吨；同时生产一吨黄磷产生约2500m³的尾气，尾气中主要成份CO占85％以上，每立方米CO气体折合标准煤0.4kg以上，如果尾气利用率达80％，生产一吨黄磷产生的CO气体相当于0.8吨标煤，但目前传统黄磷企业电炉尾气都是排空燃烧，目前仅有不到50％的制磷企业，将尾气用于烧锅炉使用，大部份制磷企业仍未充分利用。假设云南省的黄磷产量按40万吨/年计，尾气利用率按50％计，每年未能充分利用的CO气体折标煤达16万吨以上。

发明内容

根据上述阐述，本发明的目的在于提供使用电炉法制作黄磷所产生的磷矿粉和尾气制作磷酸的一种磷酸制作方法，解决了现有技术中电炉法制作黄磷所产生的磷矿粉和尾气无法处理，所造成的环境污染的技术问题。

本发明提供的技术方案：

一种磷酸制作方法，包括如下步骤：

Q1、利用黄磷电炉C0尾气，在炉内燃烧，将反应炉加热至1400℃，将磷矿石、硅砂、煤按重量比例1:1.5:1.1配混合料，辅料为液体水玻璃，按重量比例混合料与辅料为：1:0.1—0.5，一起混合后,经成球机压成球放入反应炉中，使原料熔融还原出单质磷，同时排出硅酸钙炉渣；

Q2、单质磷与反应炉中氧气生成的P₂0₅，并进入磷酸水合吸收装置生成H₃PO₄；

Q3、将硅酸钙炉渣，作为制水泥砖原料。

本发明工艺简单，物料熔融时不会出现物料熔融结渣，可以有效的利用黄磷的生产废料，进行再加工，提供物料利用度，保护环境和节约资源。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开一种磷酸制作方法，所使用的反应炉为窑炉，生产原理基本同黄磷电炉，主要区别于电炉混合料在密闭缺氧状态用三相电加热，而窑炉是用电炉C0尾气在有氧状态加热生产，具体包括如下步骤：

Q1、利用黄磷电炉C0尾气，在炉内燃烧，将反应炉加热至1400℃，将磷矿石、硅砂、煤按重量比例1:1.5:1.1配混合料，辅料液体水玻璃，按重量比例混合料与辅料为：1:0.1，一起混合后,经成球机压成球放入反应炉中，使原料熔融还原出单质磷，同时排出硅酸钙炉渣；

窑炉内物料反应式：

Ca3(P04)2+5C+3Si02→3CaSi03+5C0↑+P2↑

Q2、单质磷与反应炉中氧气生成的P205，并进入磷酸水合吸收装置生成H3PO4；

窑炉内物料产生的C0和P在炉内二次反应式为：

5C0+50→5C02 2P+50→P205

窑炉内产生的P205气体进入磷酸水合吸收装置反应式:

P205+3H20→2H3PO4

在审查过程中，所利用CO气体经燃烧成CO2气体排空。

Q3、硅酸钙炉渣，主要成分为硅酸钙，用作制水泥砖原料。

本发明的技术方案经贵州大学资源环境学院组织课题组进行硅酸钙炉渣中P205残留鉴定，磷矿粉转化率高，排出的硅酸钙炉渣中P205测定<1.2％，低于目前黄磷电炉排出的炉渣中P205残留，黄磷电炉排出的沪渣P205残留通常在1.8％以上。

在生产磷酸的过程中的设备：主要包括反应炉窑22—25平方米，浓磷酸及吸收塔(碳素板

)，稀磷酸吸收塔(碳素板中)，除雾器(316L

)，文丘里(316L 30型1个)，引风机(316L 11KW)，磷酸泵(316L 7.5KW×2)，浓酸槽(316L 1500×2000×1000)，稀酸槽(316L 1500×2000×1000)，这些设备均是现有技术的设备，因此本文不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。