專利名稱：：磷礦石熔融生產(chǎn)五氧化二磷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于磷化工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體介紹了一種用中低品位磷礦石直接加熱熔融生產(chǎn)五氧化二磷的方法。
背景技術(shù)：
：五氧化二磷是磷酸的酸酐，是制取磷酸的重要中間體，目前世界上生產(chǎn)五氧化二磷工藝方法是將黃磷在絕干空氣中氧化燃燒，生成高溫的五氧化二磷蒸氣，該蒸氣經(jīng)冷卻后析出制得五氧化二磷產(chǎn)品。在工業(yè)上，五氧化二磷水合便生成磷酸，五氧化二磷是磷酸的代名詞，為了深入了解本發(fā)明的技術(shù)背景，有必要介紹磷酸的生產(chǎn)方法。目前世界上生產(chǎn)磷酸的工業(yè)方法有三種一種是用硫酸分解磷礦石得到磷酸，稱為濕法磷酸；一種是用電爐將磷礦石用焦炭還原成黃磷，再將黃磷在另一套裝置中氧化成五氧化二磷經(jīng)水合得到憐酸，稱為電熱法磷酸;第三種方式為窯法磷酸，是將磷礦石、硅石、焦炭按一定比例混合配礦后，造粒或成型并用釉質(zhì)等材料浸漬包被，送入回轉(zhuǎn)窯或隧道窯中進行固態(tài)還原氧化反應(yīng)，產(chǎn)生h蒸氣與C0可燃性混合氣體,該混合氣體直接與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成PA和C02氣體并放出大量熱量，該反應(yīng)熱提供給混合物料還原反應(yīng)吸熱所需，氧化產(chǎn)生的P20s氣體經(jīng)水合制成磷酸。以上三種磷酸生產(chǎn)工藝各有特點和缺陷。濕法磷酸生產(chǎn)成本較低，但要消耗大量硫酸，我國是硫資源缺乏的國家，每年要向國外進口大量硫磺，硫磺的持續(xù)漲價，已經(jīng)嚴重威脅到我國磷化工及磷肥產(chǎn)業(yè)的生存和發(fā)展；同時，濕法磷酸在生產(chǎn)過程中，要產(chǎn)生大量磷石膏，占用土地，污染環(huán)境；其次，濕法磷酸生產(chǎn)只能使用P205〉28Q/^的高品位磷礦，我國是一個貧磷礦國家，從而造成磷礦開采大量棄貧采富，礦山采礦率不足30%，嚴重浪費我國磷資源，這種生產(chǎn)磷酸的方法是難以為繼的；最后，磷酸品質(zhì)差、濃度低，不凈化只能生產(chǎn)肥料，磷的轉(zhuǎn)化率只能達到90%，所以濕法磷酸應(yīng)用領(lǐng)域主要集中肥料產(chǎn)業(yè)。熱法黃磷制酸已有上百年的歷史，生產(chǎn)的磷酸品質(zhì)高，能生產(chǎn)下游各種精細磷酸鹽，但由于采用電爐法工藝電能消耗高，每生產(chǎn)一噸黃磷需耗15000度電，產(chǎn)生的廢氣一氧化碳難以利用，污染大并且產(chǎn)生磷泥，磷酸生產(chǎn)與黃磷裝置分置，使磷氧化反應(yīng)放出的熱量沒有很好利用白白浪費。美國早在上個世紀三十年代開展了窯法磷酸研究，西方石油公司采用KPA工藝，在一個設(shè)備里利用磷的氧化熱提供給還原磷礦所需，所得PA提供給水合塔生產(chǎn)磷酸，采用的主要設(shè)備是回轉(zhuǎn)窯，并獲得美國專利，專利號U.S.P4397826，但該方法未能實現(xiàn)工業(yè)化。國內(nèi)窯法工藝吸取了國外的經(jīng)驗，以隧道窯及回轉(zhuǎn)窯作反應(yīng)器，采用新工藝對混合物料成型、包被，將氧化區(qū)與還原區(qū)隔開。回轉(zhuǎn)窯工藝以長沙礦冶研究院為代表，以發(fā)明名稱為"一種直接還原磷礦石生產(chǎn)磷酸的方法"獲得中國專利，專利號為ZL93111447.0，隧道窯工藝以化工部肥料研究所為代表，以發(fā)明名稱為"一種制取高濃度磷酸的方法"獲得中國專利，專利號為ZL89100292.8。但上述兩種窯法工藝都存在氧化還原難以完全分區(qū)，物料需要特別成型、浸漬、包被處理，工藝路線長生產(chǎn)成本高，五氧化二磷后續(xù)產(chǎn)品磷酸品質(zhì)低于熱法磷酸，磷礦石的轉(zhuǎn)化率低，只能達到85。/。，造成對磷資源的浪費，廢渣中殘留磷高，廢渣難于被建材產(chǎn)業(yè)直接利用，廢熱利用難度大對能源的有效利用率低，系統(tǒng)因易結(jié)圈和氣密困難，連續(xù)操作困難等缺點。中國科學院化工冶金研究所提出了工藝改進方法，并獲得名稱為"熔融還原熱法制取磷酸及磷酸鹽的工藝"的中國專利，專利號為ZL97100773.X，該工藝將噴射冶金技術(shù)，熔融還原技術(shù)和煤氣、元素磷氧化燃燒制備磷酸技術(shù)結(jié)合為一體，即煤-氧-礦復(fù)合噴吹，在熔融條件下完成元素磷的還原，并在同一個反應(yīng)器內(nèi)完成元素磷的氧化燃燒，進而制取五氧化二磷或磷酸鹽。該工藝方法仍然存在諸多缺陷，如系統(tǒng)的啟動需要高溫磷鐵水；多種反應(yīng)在同一個反應(yīng)器內(nèi)完成，操作和控制困難；氧化區(qū)的高溫五氧化二磷氣體與熔融還原區(qū)由于無明顯還原性氣氛隔離帶，容易造成五氧化二磷返吸，使還原率降低只能達到90%;高速磷礦粉、煤粉與五氧化二磷氣體逆流接觸，使五氧化二磷氣體帶塵，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量；該系統(tǒng)只能以間歇式生產(chǎn)不能實現(xiàn)連續(xù)化運行，廢渣磷含量高，難以利用等缺陷，該技術(shù)難以實現(xiàn)工業(yè)化。發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明人長期從事磷化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)、科研實踐，目睹磷化工生產(chǎn)過程中高耗能、高污染的種種弊端，迫切需要一種實用性較強的五氧化二磷及磷酸生產(chǎn)新技術(shù)，從而實現(xiàn)磷化工節(jié)約、循環(huán)、清潔生產(chǎn)。本發(fā)明的目的在于克服ZL97100773.X專利等方法生產(chǎn)五氧化二磷及磷酸的不足，提出了磷礦石熔融生產(chǎn)五氧化二磷的方法，先將磷礦石、硅石置于加熱爐中加熱熔融，再將熔融物料置于反應(yīng)爐中進行還原一氧化反應(yīng)，實現(xiàn)物料熔融與還原一氧化反應(yīng)分區(qū)進行，并控制反應(yīng)爐氧化區(qū)加氧方式，使熔融液態(tài)界面上維持還原性氣氛隔離帶，將還原區(qū)與氧化區(qū)分開，極大提高了磷礦石的還原率，并能實現(xiàn)連續(xù)用磷礦石熔融生產(chǎn)五氧化二磷及磷酸。本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的將磷礦石、硅石按一定比例混合，控制磷礦石與硅石混合量的摩爾比為SiCVCaO=0.03-1.5，將混合物料送入加熱爐中加熱使物料熔融，熔融物料流入反應(yīng)爐后，向熔融物料內(nèi)部加入碳，碳的加入量為還原磷礦石理論需碳量的100%—120%，將溫度控制到120(TC以上，使熔融物料在反應(yīng)爐的還原區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生h蒸氣與CO混合氣體并吸熱，該混合氣體直接與加入的氧氣在反應(yīng)爐的氧化區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成P力5和C02氣體并放出大量熱量，該熱量直接提供給還原反應(yīng)吸熱所需，也可以將氧化區(qū)的尾氣余熱通過加熱氧氣或燃料間接供給加熱熔融物料所需，控制氧化區(qū)加氧方式，使反應(yīng)爐的熔融液態(tài)界面和該界面上不斷逸出的磷蒸氣、一氧化碳氣體共同形成還原性氣氛隔離帶，使還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)得以分區(qū)順利進行，將氧化產(chǎn)生的P205氣體經(jīng)冷凝結(jié)晶析出五氧化二磷產(chǎn)品，也可以經(jīng)水合后制得磷酸。上述所指的碳是指煤炭、焦炭、一氧化碳中的一種或幾種的混合物，碳加入量為還原磷礦石理論量的100120%。上述所指還原反應(yīng)的溫度控制在120(TC以上，最好控制在135(TC—1600。C;上述的隔離帶是指混合物料在高溫熔融還原狀態(tài)下，熔融液態(tài)界面和該界面上不斷逸出的磷蒸氣、一氧化碳氣體共同形成還原性氣氛隔離帶，隔離帶的高度可根據(jù)熔體溫度高低進行調(diào)控，依靠它阻隔氧氣進入還原區(qū)，使還原氧化反應(yīng)能夠分區(qū)順利進行，保證還原反應(yīng)進行得快速、徹底。本發(fā)明與中國專利ZL97100773.X的工藝比較具有以下幾個突出的特征1、專利ZL97100773.X"熔融還原熱法制取磷酸及磷酸鹽的工藝"，開車時需要加入高溫磷鐵水，裝置無法連續(xù)運行，屬于間歇操作，生產(chǎn)效率低下,難以實現(xiàn)工業(yè)化；本發(fā)明開車啟動時將加熱熔融物料與還原氧化反應(yīng)分開進行，同時采用電極加熱、噴碳氧化燃燒器等加熱方式，使系統(tǒng)開車無須磷鐵水這一苛刻條件來啟動，提高了技術(shù)的實用性，并實現(xiàn)了系統(tǒng)連續(xù)運轉(zhuǎn)，顯著提高了生產(chǎn)效率。2、專利ZL97100773.X"熔融還原熱法制取磷酸及磷酸鹽的工藝"，在同-個反應(yīng)器中，向氧化區(qū)加入磷礦粉、煤粉的過程中，五氧化二磷氣體與高溫磷礦、煤粉逆流接觸，使五氧化二磷氣體帶塵嚴重，產(chǎn)品質(zhì)量差；本發(fā)明物料加熱熔融與還原一氧化反應(yīng)分區(qū)進行，由于氧化產(chǎn)生的五氧化二磷氣體未與磷礦粉、炭粉結(jié)觸，避免了五氧化二磷帶入雜質(zhì)，產(chǎn)品質(zhì)量好。3、專利ZL97100773.X"熔融還原熱法制取磷酸及磷酸鹽的工藝"，在同一個反應(yīng)器中，熔融液態(tài)界面上由于沒有明顯的還原性氣氛隔離帶，容易造成熔融體對五氧化二磷氣體的返吸，使還原率降低；本發(fā)明物料熔融與還原一氧化反應(yīng)分區(qū)進行，并控制氧化區(qū)加氧方式，使熔融液態(tài)界面上維持還原性氣氛隔離帶，將還原區(qū)與氧化區(qū)分開，避免造成熔融體對五氧化二磷氣體的返吸，提高了還原率。4、專利ZL97100773.X"熔融還原熱法制取磷酸及磷酸鹽的工藝"，在同一個反應(yīng)器中，底吹炭和氧，使一部分炭氧化燃燒轉(zhuǎn)化成熱能，提供給還原反應(yīng)吸熱所需，另一部分迅速穿越熔融層，上移到熔融液態(tài)界面，由于熔融液態(tài)界面上無明顯的隔離帶，使用于還原的炭被氧化消耗，難以高效利用氧化熱，從而增加了能耗；本發(fā)明將物料熔融與還原一氧化反應(yīng)分區(qū)進行，并控制氧化區(qū)加氧方式，使熔融液態(tài)界面上維持還原性氣氛隔離帶，將還原區(qū)與氧化區(qū)分開，一是加熱物料熔融可以間接利用氧化熱；二是氧化區(qū)與還原區(qū)明顯分開，避免了用于還原的碳被氧化，使還原反應(yīng)更多地利用了氧化熱，減少了碳的耗量。85、專利ZL97100773.X"熔融還原熱法制取磷酸及磷酸鹽的工藝"，還原率較低，還原率為90%，廢渣磷含量高難以有效利用；本發(fā)明將物料加熱熔融和還原-氧化區(qū)嚴格分區(qū)進行，還原率高達98%，廢渣磷含量低，廢渣可以直接生產(chǎn)水泥或被建材工業(yè)較好利用。本發(fā)明的原理是1、磷礦石的還原反應(yīng)Ca,0F2(P0》6+15C+9Si02=3/2P4+15C0+9CaSi03+CaF2△H=2.79Xi0Xj/Kg-P42、氧化反應(yīng)P4+502=2P205AH=-2.56X10\j/Kg-hCO+l/202=C02AH=-2.26X104KJ/Kg-P4上述反應(yīng)中，氧化反應(yīng)放熱量為4.82X104KJ/Kg-P,，約為還原反應(yīng)吸熱量2.79X10tj/Kg-P4的1.73倍，計算上混合原料升溫的顯熱，則只需外部提供少量熱量將混合物料加熱到還原反應(yīng)溫度，即可維持生產(chǎn)正常進行。該工藝生產(chǎn)能耗與其它工藝方法相比，因轉(zhuǎn)化率高達98°/。，使單位能耗大大降低。3、冷卻析晶P205(蒸氣)——P205(晶體)-Q放熱上述工藝過程中，將磷礦石、硅石置于加熱爐中加熱熔融，再將熔融物料置于反應(yīng)爐中進行還原一氧化反應(yīng)，實現(xiàn)物料熔融與還原一氧化反應(yīng)分區(qū)進行，并控制氧化區(qū)加氧方式，使熔融液態(tài)界面上維持還原性氣氛隔離帶，將還原區(qū)與氧化區(qū)分開，依靠它阻隔氧氣進入還原區(qū)，使還原氧化反應(yīng)能夠分區(qū)順利進行，保證還原反應(yīng)進行得快速、徹底，并能實現(xiàn)連續(xù)用磷礦石熔融生產(chǎn)五氧化二磷及磷酸。本發(fā)明的優(yōu)點減化了生產(chǎn)工藝，取消磷鐵水的開車步驟，縮短了工藝流程降低了生產(chǎn)成本。節(jié)約了能源，只需提供少量的外加熱量即可實現(xiàn)反應(yīng)過程中熱能的循環(huán)利用。節(jié)約資源，使用中低品位磷礦，磷的還原率可以高達98%。提高了產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量能達到黃磷生產(chǎn)的五氧化二磷及磷酸的品質(zhì)。基本消除了"三廢"排放，無磷石膏產(chǎn)生，無廢水產(chǎn)生，產(chǎn)生的二氧化碳氣體作為產(chǎn)品加以利用，產(chǎn)生的有害氣體氟提純加工成氟化工產(chǎn)品，產(chǎn)生的廢渣可直接生產(chǎn)水泥,使磷化工節(jié)能環(huán)保，并成為循環(huán)經(jīng)濟的先驅(qū)。本發(fā)明將為磷化工工業(yè)帶來劃時代的變革。圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。1、加熱爐2、反應(yīng)爐還原區(qū)3、反應(yīng)爐氧化區(qū)4、爐渣5、反應(yīng)爐冷卻區(qū)6、加熱器7、閘板l8、加料口9、噴槍10、冷空氣11、熱空氣12、P20s與C0213、閘板214、P"C0氣體具體實施例方式下面結(jié)合附圖1并以實施例對本發(fā)明作進一步的說明實施例1使用四川金河磷礦的中品位礦，及四川的硅石、焦炭，其質(zhì)量指標見附表1，按檢測數(shù)據(jù)進行配礦，將磷礦石、硅石經(jīng)干燥脫水后從加料口8加入加熱爐1中，磷礦石與硅石的比例按混合物料中Si02:CaO=l.1:1控制，關(guān)閉閘板7、13，啟動電極加熱器6，使物料在加熱爐1中加熱熔融，檢測物料溫度在1432—149(TC，開啟閘板7并調(diào)整開啟高度，由于加熱爐1中液位高于反應(yīng)爐還原區(qū)2，混合物料流入反應(yīng)爐還原區(qū)2,用噴槍9向反應(yīng)爐還原區(qū)2的熔融物中噴入焦炭，焦炭的加入量按還原磷礦石理論需碳量的100%加入，混合物料中的磷礦石在反應(yīng)爐還原區(qū)2被焦炭還原并產(chǎn)生h蒸氣和C0，冷空氣10進入到反應(yīng)爐冷卻區(qū)5經(jīng)直接加熱得到熱空氣ll，h蒸氣和C0在反應(yīng)爐氧化區(qū)3與熱空氣11氧化燃燒生成P205與C02，控制進氧量和進氧部位使熔融液態(tài)界面上始終維持由磷蒸氣與一氧化碳氣體組成的還原性氣氛隔離帶，放出的熱量以輻射熱傳遞給反應(yīng)爐還原區(qū)2熔融物料加熱和還原反應(yīng)吸熱所需，隨著反應(yīng)爐還原區(qū)2液位的升高，逐漸開啟閘板13控制反應(yīng)爐還原區(qū)2熔融液面高度，使反應(yīng)后的爐渣4從反應(yīng)爐冷卻區(qū)5源源流出，根據(jù)熱平衡情況，調(diào)整電極加熱器6的電流量，保證裝置連續(xù)運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的P20s氣體經(jīng)冷凝凈化制得五氧化二磷及磷酸產(chǎn)品，產(chǎn)生的C02氣體經(jīng)凈化制得二氧化碳產(chǎn)品，產(chǎn)生的氟氣經(jīng)凈化提純制得氟化工產(chǎn)品，產(chǎn)生的爐渣直接制得水泥，全過程實現(xiàn)了磷化工節(jié)能減排和清潔化生產(chǎn)。附表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實施例2使用貴州開陽磷礦的高品位礦，及四川的硅石、一氧化碳，其質(zhì)量指標見附表2，按檢測數(shù)據(jù)進行配礦，將磷礦石、硅石經(jīng)干燥脫水后從加料口8加入加熱爐中1，磷礦石與硅石的比例按混合物料中SiO2:CaO=0.O3:l控制,關(guān)閉閘板7、13，啟動噴炭燃燒加熱器6，保證炭的完全燃燒，使物料在加熱爐1中加熱熔融，檢測物料溫度在158(TC—160CrC,開啟閘板7并調(diào)整開啟高度，由于加熱爐1中液位高于反應(yīng)爐還原區(qū)2,混合物料流入反應(yīng)爐還原區(qū)2，用噴槍9向反應(yīng)爐還原區(qū)2的熔融物中噴入一氧化碳，一氧化碳的加入量按還原磷礦石理論需碳量的120%加入，混合物料中的磷礦石在反應(yīng)爐還原區(qū)2被一氧化碳還原并產(chǎn)生Pi蒸氣和C0，冷空氣10進入到反應(yīng)爐冷卻區(qū)5經(jīng)直接加熱得到熱空氣11，h蒸氣和C0在反應(yīng)爐氧化區(qū)3與熱空氣11氧化燃燒生成PA與CU，控制進氧量和進氧部位使熔融液態(tài)界面上始終維持由磷蒸氣與一氧化碳氣體組成的還原性氣氛隔離帶，放出的熱量以輻射熱傳遞給反應(yīng)爐還原區(qū)2熔融物料加熱和還原反應(yīng)吸熱所需，將反應(yīng)爐氧化區(qū)3的尾氣余熱間接用于加熱爐1的氧氣或燃料加熱，隨著反應(yīng)爐還原區(qū)2液位的升高，逐漸開啟閘板13控制反應(yīng)爐還原區(qū)2熔融液面高度，使反應(yīng)后的爐渣4從反應(yīng)爐冷卻區(qū)5源源流出，根據(jù)熱平衡情況，調(diào)整噴炭燃燒加熱器6的供熱量，保證裝置連續(xù)運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的PA氣體經(jīng)冷凝凈化制得五氧化二磷及磷酸產(chǎn)品，產(chǎn)生的C02氣體經(jīng)凈化制得二氧化碳產(chǎn)品，產(chǎn)生的氟氣經(jīng)凈化提純制得氟化工產(chǎn)品，產(chǎn)生的爐渣直接制得水泥，全過程實現(xiàn)了磷化工節(jié)能減排和清潔化生產(chǎn)。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實施例3使用貴州福泉磷礦的中品位礦，及貴州福泉的硅石、貴州翁安的煤炭，其質(zhì)量指標見附表3，按檢測數(shù)據(jù)進行配礦，將磷礦石、硅石經(jīng)干燥脫水后從加料口8加入加熱爐1中，磷礦石與硅石的比例按混合物料中Si02:Ca(M.5:l控制，關(guān)閉閘板7、13，啟動甲烷燃燒加熱器6，使物料在加熱爐1中加熱加熱熔融，檢測物料溫度在1822--1875°C，開啟閘板7并調(diào)整開啟高度，由于加熱爐1中液位高于反應(yīng)爐還原區(qū)2，混合物料流入反應(yīng)爐還原區(qū)2，用噴槍9向反應(yīng)爐還原區(qū)2的熔融物中噴入煤炭，煤炭的加入量按還原磷礦石理論需碳量的115%加入，混合物料中的磷礦石在反應(yīng)爐還原區(qū)2被煤炭還原并產(chǎn)生Pa蒸氣和C0，冷空氣10進入到反應(yīng)爐冷卻區(qū)5經(jīng)直接加熱得到熱空氣11，h蒸氣和CO在反應(yīng)爐氧化區(qū)3與熱空氣11氧化燃燒生成PA與C02，控制進氧量和進氧部位使熔融液態(tài)界面上始終維持由磷蒸氣與一氧化碳氣體組成的還原性氣氛隔離帶，放出的熱量以輻射熱傳遞給反應(yīng)爐還原區(qū)2的熔融物料加熱和還原反應(yīng)吸熱所需，將反應(yīng)爐氧化區(qū)3的尾氣余熱間接用于加熱爐1的氧氣或燃料加熱，隨著反應(yīng)爐還原區(qū)2液位的升高，逐漸開啟閘板13控制反應(yīng)爐還原區(qū)2熔融液面高度，使反應(yīng)后的爐渣4從反應(yīng)爐冷卻區(qū)5源源流出，根據(jù)熱平衡情況，調(diào)整甲烷燃燒加熱器6供熱量，保證裝置連續(xù)運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的P205氣體經(jīng)冷凝凈化制得五氧化二磷及磷酸產(chǎn)品，產(chǎn)生的C02氣體經(jīng)凈化制得二氧化碳產(chǎn)品，產(chǎn)生的氟氣經(jīng)凈化提純制得氟化工產(chǎn)品，產(chǎn)生的爐渣直接制得水泥，全過程實現(xiàn)了磷化工節(jié)能減排和清潔化生產(chǎn)。附表3<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>實施例4使用貴州翁安磷礦的低品位礦，及貴州翁安的硅石、貴州翁安的焦炭，其質(zhì)量指標見附表4,將磷礦石、硅石經(jīng)干燥脫水后從加料口8加入加熱爐1中，磷礦石與硅石的比例按混合物料中Si02:CaO=0.85:1控制，關(guān)閉閘板7、13，啟動乙炔燃燒加熱器6，使物料在加熱爐1中加熱熔融，檢測物料溫度在1430°C-1455°C,開啟閘板7并調(diào)整開啟高度，由于加熱爐1中液位高于反應(yīng)爐還原區(qū)2，混合物料流入反應(yīng)爐還原區(qū)2，用噴槍9向反應(yīng)爐還原區(qū)2的熔融物中噴入焦炭，焦炭的加入量按還原磷礦石理論需碳量的105%加入,混合物料中的磷礦石在反應(yīng)爐還原區(qū)2被焦炭還原并產(chǎn)生h蒸氣和C0，冷空氣10進入到反應(yīng)爐冷卻區(qū)5經(jīng)直接加熱得到熱空氣11，h蒸氣和C0在反應(yīng)爐氧化區(qū)3與熱空氣11氧化燃燒生成PA與C02，控制進氧量和進氧部位使熔融液態(tài)界面上始終維持由磷蒸氣與一氧化碳氣體組成的還原性氣氛隔離帶，放出的熱量以輻射熱傳遞給反應(yīng)爐還原區(qū)2的熔融物料加熱和還原反應(yīng)吸熱所需，將反應(yīng)爐氧化區(qū)3的尾氣余熱間接用于加熱爐1的氧氣或燃料加熱，隨著反應(yīng)爐還原區(qū)2液位的升高，逐漸開啟閘板13控制反應(yīng)爐還原區(qū)2熔融液面高度，使反應(yīng)后的爐渣4從反應(yīng)爐冷卻區(qū)5源源流出，根據(jù)熱平衡情況，調(diào)整乙炔燃燒加熱器6的供熱量，保證裝置連續(xù)運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的P20s氣體經(jīng)冷凝凈化制得五氧化二磷及磷酸產(chǎn)品，產(chǎn)生的C02氣體經(jīng)凈化制得二氧化碳產(chǎn)品，產(chǎn)生的氟氣經(jīng)凈化提純制得氟化工產(chǎn)品，產(chǎn)生的爐渣直接制得水泥，全過程實現(xiàn)了磷化工節(jié)能減排和清潔化生產(chǎn)。附表4<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>權(quán)利要求1、磷礦石熔融生產(chǎn)五氧化二磷的方法，其特征在于將磷礦石、硅石按一定比例混合后，送入加熱爐中加熱使物料熔融，熔融物料流入反應(yīng)爐后，向熔融物料內(nèi)部加入碳，將溫度控制到1200℃以上，使熔融物料在反應(yīng)爐的還原區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生P4蒸氣與CO混合氣體并吸熱，該混合氣體直接與加入的氧氣在反應(yīng)爐的氧化區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成P2O5和CO2氣體并放出熱量，該熱量供給加熱物料熔融和還原反應(yīng)吸熱所需，控制氧化區(qū)加氧方式，使反應(yīng)爐的熔融液態(tài)界面和該界面上不斷逸出的磷蒸氣、一氧化碳氣體共同形成還原性氣氛隔離帶，使還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)得以分區(qū)順利進行，氧化產(chǎn)生的P2O5氣體經(jīng)冷卻凈化制得五氧化二磷產(chǎn)品。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷礦石熔融生產(chǎn)五氧化二磷的方法，其特征在下所述的碳是指煤炭、焦炭、一氧化碳中的一種或幾種的混合物。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的磷礦石熔融生產(chǎn)五氧化二磷的方法，其特征在于所述的混合物料中磷礦石與硅石的摩爾比為Si02/CaO－0.03-1.5。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷礦石熔融生產(chǎn)五氧化二磷的方法，其特征在于所述的碳的加入量是磷礦還原反應(yīng)理論需碳量的100％—120％。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷礦石熔融生產(chǎn)五氧化二磷的方法，其特征在于所述反應(yīng)爐中熔融物料還原反應(yīng)溫度范圍為120(TC—190(TC。全文摘要本發(fā)明公開了磷礦石熔融生產(chǎn)五氧化二磷的方法，將磷礦石、硅石按比例混合，送入加熱爐加熱熔融，流入反應(yīng)爐后，向熔融物料中加入碳，溫度控制到1200℃以上，使熔融物料在反應(yīng)爐還原區(qū)還原，產(chǎn)生P₄蒸氣與CO混合氣體并吸熱，該氣體直接與加入的氧氣在反應(yīng)爐氧化區(qū)發(fā)生氧化，生成P₂O₅和CO₂氣體并放出熱，該熱供給加熱熔融物料和還原反應(yīng)吸熱所需，控制氧化區(qū)加氧方式，維持反應(yīng)爐熔融液態(tài)界面上還原性氣氛，使還原和氧化反應(yīng)分區(qū)順利進行，產(chǎn)生的P₂O₅氣體經(jīng)冷卻凈化制得五氧化二磷產(chǎn)品。本發(fā)明優(yōu)點簡化了流程，降低了成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，磷的還原率達98％，節(jié)約能源和資源，基本消除“三廢”，為磷化工產(chǎn)業(yè)帶來劃時代的變革。文檔編號C01B25/12GK101172587SQ20071005024公開日2008年5月7日申請日期2007年10月16日優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日發(fā)明者進李,李光明,王佳才,建鄒申請人:進李