專利名稱：利用磷鐵制取生鐵及磷酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用磷鐵制取生鐵及磷酸的工藝方法，屬冶金化工領域。
背景技術：
目前國內外利用磷鐵的主要工藝方法是將磷鐵粉與炭酸鈉按一定比例混合后，于900-1000°C進行氧化焙燒反應，反應后的物料經粉碎、加水浸取、過濾；濾餅為鐵泥廢渣，濾液加磷酸中和、凈化、濃縮、結晶、干燥后得磷酸鈉鹽產品。該方法主要存在碳酸鈉耗量大，磷利用率低，同時還消耗磷酸、工藝流程長，存在一定的“三廢”污染源，經濟效益差等的不足?！袄煤C磷鐵提釩冶煉釩鐵的工藝”的專利，其目標是回收釩磷鐵中的釩，渣中磷元素用作磷肥。該專利主要存在的不足是反應溫度高(1600°C 2000°C)、能耗就高，揮發大量的磷化物未利用而污染環境，渣中磷元素用作磷肥，使磷鐵中的磷元素價值大大降低，并浪費了大量鐵元素。目前國內利用磷鐵生產磷酸并允分利用其鐵元素尚無先例，本發明 是在早先申請號200610011022的基礎上進行了改進和完善，克服了原工藝用電爐通氧制取磷酸及鐵合金存在生產過程無法連續進行，工藝控制要求高等缺點。

發明內容
本發明的目的是有效利用磷鐵中的磷元素制成磷酸產品，使鐵元素冶煉成生鐵產品，使黃磷副產磷鐵資源得到增值、升值，使寶貴的磷、鐵資源允分有效地得到利用。本發明的技術方案是將磷鐵于反射爐內，與空氣或富氧空氣進行快速吹煉反應，使磷鐵中的磷元素優先氧化成五氧化二磷氣體，同時放出大量反應熱供新加入的磷鐵升溫熔化，爐內最佳物料反應溫度為1300-160(TC ;反應爐氣導入換熱器進行熱交換，使空氣被加熱用于吹煉，換熱后的爐氣經除塵后導入水合塔，用水或稀磷酸循環吸引爐氣中的P2O5氣體、獲得粗磷酸，粗磷酸用常規方法精制凈化后可得到工業級磷酸產品；水合吸收后的尾氣經洗滌處理后，由引風機經放空 排空。在氧化磷元素的同時，有部分鐵元素被氧化成氧化鐵，氧化鐵再與新加入的磷鐵反應，使其磷元素氧化成P2O5,同時氧化鐵被磷還原成鐵。當反射爐內有20cm左右深度的鐵熔液時，可停止加入磷鐵，繼續吹入熱空氣或富氧空氣脫磷反應20-30分鐘，檢驗鐵熔液中含磷量小于4 %后即可從爐底放出50 %左右的鐵熔液于轉爐中，加入碳質還原劑、脫磷劑生石灰粉等進行生鐵冶煉，冶煉合格后的生鐵熔液經注模成型獲得生鐵產品。爐內保留約50%左右的鐵熔液不放出，有利于爐溫的穩定，使反應連續快速。放出一定量的鐵熔液后，繼續向反應爐堂內加入磷鐵并向爐內繼續吹入熱空氣或富氧空氣，使磷鐵中的磷元素氧化成P2O5氣體，同時氧化鐵也被還原成生鐵，如上所述循環連續生產。主要化學反應式如下4Fe2P+l I. O2 — 4Fe203+2P205 個6Fe2P+5Fe203 — 22Fe+3P205 個
Q 2P205 f +6H20 — 4H3P04上述1、2式的氧化反應過程中均有大量化學放熱產生，可大大節省加熱能源，由于有氧化鐵參與反應，熔融液相中起到了摧化的作用，使磷的氧化反應速度大大加快，生產效率大大提高。反射爐開爐升溫可用塊煤或煤粉加熱，使磷鐵熔融并和熱空氣或富氧空氣進行吹煉反應，反應正常后就只需保持爐內物料溫度為1300-1600°C。磷鐵粉的質量要求水分含量<0.5%，含磷量彡18%，細度20目-5em。爐氣換熱可安裝空氣加熱器和余熱鍋爐等進行余熱利用，使各資源物盡其用。


說明書附圖是本發明反射爐的示意圖，有關附圖標記說明如下I.反射爐燃料入口，2.火焰口，3.反應爐堂，4.磷鐵入口，5.爐氣出口，6.煤灰坑，7.鐵熔液排出口，8.擋火墻，9.熱空氣吹入口。
具體實施例方式通過反射爐燃料入口標記I加入點火柴(或噴入柴油、煤粉等)并點燃火，開啟引風機，讓空氣從爐門及灰坑自然進入爐內，加速燃燒，燃燒的火焰從標記2進入標記3反應爐堂而加熱磷鐵。燃燒正常后，即可從標記I繼續加入塊煤(或噴入柴油、煤粉)加速燃燒，爐內溫度升至1300°C左右時，將磷鐵粉從標記4加入反應爐堂內，當爐內磷鐵開始熔化時，通過標記9開始向爐內磷鐵逐漸分別吹入熱空氣或富氧空氣，使磷元素得到氧化，爐溫低時，吹氣量應少一些，爐溫高時可加大吹氣量，反射爐內最佳反應溫度保持在1300-1600°C。爐溫正常后，不斷向爐內加入磷鐵并吹入熱空氣或富氧空氣進行快速吹煉氧化反應，使磷鐵中的磷元素氧化成五氧化二磷氣體。反應爐氣經爐氣出口標記5導出至換熱器，換熱后的爐氣經除塵后導入水合吸收塔，用水或稀磷酸循環吸收五氧化二磷氣體而獲得粗磷酸，粗磷酸經精制凈化后可得到工業級磷酸產品。水合吸收后的余氣經尾氣處理后，由引風機經放空囪排空。當反射爐堂內有20cm左右深度的鐵熔融液時，可停止加入磷鐵，繼續吹入熱空氣或富氧空氣進行脫磷反應20-30分鐘，檢驗鐵熔液中含磷量小于4%后即可從標記7放出約50%左右的鐵熔液于轉爐中，加入碳質還原劑、脫磷劑生石灰粉等進行生鐵冶煉操作控制，冶煉合格后的生鐵熔液經注模成型獲得生鐵產品。放出一定量的鐵熔液后，繼續向反應爐堂內加入磷鐵并吹入熱空氣或富氧空氣進行快速吹煉反應，使磷鐵中的磷元素氧化成五氧化二磷氣體，如上所述進行循環連續生產操作控制。
權利要求
1.一種利用磷鐵制取生鐵及磷酸的方法，其特征在于將磷鐵于反射爐內，在1300-1600°C的條件下與空氣或富氧空氣進行快速吹煉反應，使磷鐵中的磷元素氧化成五氧化二磷氣體，反應爐氣經換熱、除塵、P205水合吸收、獲得粗磷酸，粗磷酸經精制凈化后可得到工業級磷酸產品，在氧化磷元素的同時，有部分鐵元素氧化成氧化鐵，氧化鐵再與新加入的磷鐵反應，使其磷元素氧化成P205，同時氧化鐵被磷還原成鐵；當反射爐內有一定深度的鐵熔液時，可停止加入磷鐵，繼續吹入熱空氣或富氧空氣脫磷反應20-30分鐘，檢驗鐵熔液中含磷量小于4%后即可放出50%左右的鐵熔液于轉爐中，加入碳質還原劑、脫磷劑生石灰粉等進行生鐵冶煉，冶煉合格后的生鐵熔液經注模成型后獲得生鐵產品；主要化學反應式如下 (1).4Fe2P+ll. O2 — 4Fe203+2P205 t (2).6Fe2P+5Fe203 — 22Fe+3P205 個 (3).2P205+6H20 — 4H3P04。
全文摘要
一種利用磷鐵制取生鐵及磷酸的方法，其特征在于將磷鐵于反射爐內，與空氣或富氧空氣進行快速吹煉反應，使磷鐵中的磷元素氧化成五氧化二磷氣體，反應爐氣經換熱、除塵、P2O5水合吸收、獲得粗磷酸，粗磷酸經精制凈化后可得到工業級磷酸產品。在氧化磷元素的同時，有部分鐵元素氧化成氧化鐵，氧化鐵再與新加入的磷鐵反應，使其磷元素氧化成P2O5氣體，氧化鐵被磷還原成鐵；當反射爐內鐵熔液中含磷量小于4％后即可放于轉爐中，加入脫磷劑生石灰粉等精制劑進行生鐵冶煉，冶煉合格后的生鐵熔液經注模成型獲得生鐵產品。反射爐內最佳物料反應溫度為1300-1600℃。
文檔編號C22B1/02GK102796838SQ20121030580
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者黃靖元, 李興德 申請人:黃靖元