【正文】 在笨中 ≥在二硫化碳中 ≥0．100．100．50——護爐崗位1 崗位職責 電爐班長 負責本班的安全生產(chǎn)管理工作，調(diào)動本班員工積極性，搞好安全生產(chǎn)。興發(fā)集團化工系統(tǒng)作業(yè)文件文件編號：Q/XFHGZ/0201版本/狀態(tài)：A1/0頁 碼：7／34工業(yè)黃磷生產(chǎn)崗位操作手冊 粗磷精制的溫度和時間 溫度過高和時間太短，粗磷中的機械雜質(zhì)難以靜置分離，產(chǎn)品的外觀和純度都達不到要求。因而在提高功率負荷時，必須相應提高二次側電壓。采用較高的二次側電壓有利于減少電極的消耗。因為提高二次電壓，相對地使電爐反應區(qū)上移，形成細長的反應區(qū)域，由于反應半徑的縮小、爐壁掛料的增多，保護了碳素磚，減輕爐渣對爐壁的沖刷和腐蝕。一旦出現(xiàn)爐內(nèi)負壓， 10分鐘內(nèi)爐氣出口溫度即可猛增300—500℃，最終使黃磷產(chǎn)率大大下降。爐渣中的SiO2/CaO的比值稱為酸度系數(shù)，—。 混合料中SiO2/CaO二氧化硅在磷酸鹽的還原反應過程中起著助熔劑的作用，它能降低反應溫度，加快反應速度，提高磷酸鹽的還原率。磷礦粒度過小，會造成爐料透氣性差，爐料結拱架橋，從而引起塌料，造成爐氣壓力的劇烈波動，嚴重時會造成電極的折斷，另外，磷礦石中粉塵過多，爐氣含塵量增加，粗磷的數(shù)量增加，質(zhì)量下降，給精制帶來困難。另外，磷鐵對爐底和爐眼具有很強的侵蝕和破壞作用，使電爐使用壽命縮短。MgCO3）形式存在，而碳酸鹽含量偏高，就會相應增加電爐電、硅石和焦炭（白煤）的消耗，另外碳酸鹽的分解會引起磷礦爆炸，所產(chǎn)生的粉塵使爐氣含塵量增加，同時，它的熱分解伴隨CO2還原成CO都需要消耗熱能。 磷礦品位磷礦石中P2O5含量偏低，一方面，噸黃磷磷礦石和電爐電消耗顯著增加；另一方面，其它組份的含量就偏高，電爐內(nèi)副反應相應會加強，這樣又會增加單位電耗、原材料消耗，增加單位成本。 焦炭（白煤）粒度粒度過大，反應接觸面積減小，反應不易完全，一方面造成爐渣中P2O5含量偏高，焦炭（白煤）損耗和電極消耗增加，另一方面電極位置和反應區(qū)上移，爐氣溫度和含塵量顯著增加，在這種情況下，如果只看電極位置，會給人們造成一種配用焦炭（白煤）過多的假象。這種現(xiàn)象稱為電爐反應狀況惡化，俗稱爐況惡化。升溫溫度升溫時間保溫溫度保溫時間受磷槽50~85℃1~2小時50~70℃5~7小時精制鍋45~90℃1~2小時45~65℃8~24小時 電爐法生產(chǎn)黃磷的主要影響因素 入爐料的影響 焦炭（白煤）用量焦炭（白煤）用量不足，爐料中的磷酸鹽還原率將會下降，爐渣中的P2O5含量升高，一方面，產(chǎn)品產(chǎn)率將會下降；另一方面，熔融的磷酸鹽將會與導電電極和爐眼電極中的碳以及爐壁和爐底碳素磚中的碳作用，導致電極消耗增加，電爐的使用壽命縮短。 爐氣經(jīng)過導氣管進入三塔后，用經(jīng)過平流沉淀等方式處理后的循環(huán)污水噴淋冷卻，使粗磷便于精制和尾氣中P4＜1g/m3。隨著電爐內(nèi)還原反應的進行，電極位置逐漸上移，至接近于其最大行程時（一般700mm左右）開始排渣，排渣時間約15分鐘左右，連續(xù)兩次排渣間隔時間（排渣周期）一般3—4小時。之后，平均每3天左右將變壓器二次側電壓往上調(diào)一個檔，至接近額定工作電壓后，將通過三相電極的電流（電爐工作電流）平穩(wěn)地控制在變壓器額定工作電流左右，電爐便在其額定功率下工作并轉入正常生產(chǎn)。SiSiO2% (公斤)式中：k——爐渣的酸度系數(shù)()，CaO%——磷礦石中CaO的百分含量，SiO2%——磷礦石中SiO2的百分含量，SiSiO2%——硅石中SiO2的百分含量。C% (公斤)式中：P2O5%——磷礦石中P2O5的百分含量， Fe2O3%——磷礦石中Fe2O3的百分含量， CO2%——磷礦石中CO2的百分含量，C%——焦炭（白煤）中固定炭的百分含量。(C%) ＋WCO2%12247。焦炭（白煤）理論用量的計算：混合料中耗用焦炭（白煤）的成份有P2OCOFe2O3等，其反應式如下：P2O5＋5C=P2＋5CO↑ Fe2O3＋3C=2Fe＋3CO↑ CO2＋C=2CO↑按以上反應式可推出還原W公斤磷礦石理論上所需焦炭（白煤）總量Rc:RC=WP2O5%60247。 —%之間，爐渣中SiO2百分含量與CaO百分含量的比值即硅鈣比（亦稱酸度系數(shù)）—。為此，烘爐一般分為木柴烘爐和電烘爐兩個階段。這一密閉容器稱為電爐體，其容量與輸入電能的變壓器額定容量相同。三種原材料的入爐指標主要是通過破碎、篩分、烘干等達到，合格后分別進入不同儲倉備用。焦炭（白煤）入爐時H2O＜2%，粒度為3—25mm。磷礦石入爐時H2O＜2%，粒度為5—35mm。磷礦石的主要化學成份為氟磷酸鈣，其通式為Ca5F(PO4)3。電爐法生產(chǎn)黃磷一般分：原材料準備、電爐制磷、粗磷的精制、成品包裝、尾氣凈化利用、爐渣和污水處理七個工序。粗磷在適宜工藝條件下精制得到成品黃磷，并包裝。生成的爐渣和磷鐵定期從爐眼排出，磷鐵在渣道處回收，爐渣進入化渣池（或水淬沖渣池），并及時抓起運走?；旌狭贤ㄟ^均勻分布的連接電爐體與料倉的七根下料管連續(xù)送入密閉微正壓電爐內(nèi)。b) 窯法：磷礦石先與二氧化硅在1200℃下生成焦磷酸鈣與硅酸鈣，然后使焦磷酸鈣于1000℃下分解成磷酸鈣與P2O5，再用焦炭（白煤）還原P2O5而得。由于電爐法具有產(chǎn)品質(zhì)量好（%）、勞動生產(chǎn)率高、成本低的優(yōu)點，因此，電爐法生產(chǎn)黃磷是目前工業(yè)化的唯一方法，其優(yōu)點在電力供應充足的地區(qū)顯得尤為突出。b) 電爐法：還原反應在電爐內(nèi)的高溫下進行。5 黃磷生產(chǎn)原理在高溫下，用碳還原天然磷酸鹽（磷礦石）中的五氧化二磷，其反應式如下： P2O5＋5C 高 溫 P2＋5CO↑6 黃磷生產(chǎn)方法 概述 已經(jīng)工業(yè)化的方法有：a) 高爐法：還原反應在高爐內(nèi)的高溫條件下進行。 P4+6Cl2=4PCl3（三氯化磷） 當氯氣過量時， PCl3+ Cl2=PCl5 或 P4+10 Cl2=4PCl5興發(fā)集團化工系統(tǒng)作業(yè)文件文件編號：Q/XFHGZ/0201版本/狀態(tài)：A1/0頁 碼：2／34工業(yè)黃磷生產(chǎn)崗位操作手冊 磷能和氫化合生成PH3（氣體），P2H4（液體）和P12H16（固體），將磷和氫在密閉中加壓，加熱可制得磷化氫。3 化學性質(zhì) 磷溶解在熱的堿溶液中生成磷化氫和磷酸鹽，如磷在KOH水溶液中加熱生成磷化氫氣體和次磷酸鉀。 毒性：黃磷劇毒，人經(jīng)常吸入磷蒸氣和它的低級氧化物，能引起慢性中毒。 熔點：℃，沸點為281℃。：黃磷的比重隨溫度的升高而減小，℃，281℃沸點時。 工業(yè)黃磷生產(chǎn)崗位操作手冊 （劉草坡化工廠）受控號: 2006—07—15發(fā)布 2006—07—20實施興發(fā)集團化工系統(tǒng)作業(yè)文件文件編號：Q/XFHGZ/0201版本/狀態(tài)：A1/0頁 碼：1／34工業(yè)黃磷生產(chǎn)崗位操作手冊 生產(chǎn)工藝方案1 產(chǎn)品說明黃磷分子式P，分子結構式如下所示 P P P P 2 物理性質(zhì) 外觀：純品磷是白色臘狀有光澤的固體，由于光、熱作用和雜質(zhì)的影響而呈淺黃色、微黃綠色、黃綠色、棕綠色等。 氣味：純品磷是無氣味的，但由于空氣中氧的作用則生成臭氧和磷的低級氧化物，故經(jīng)常有蒜臭味。 溶解度：黃磷在水中的溶解度很小，難溶于酒精、甘油中，能溶于苯、甲苯、醚及松節(jié)油中，最易溶于二硫化碳中，液氨、液態(tài)二氧化硫也是較好的溶劑。 自燃性：黃磷的自燃點為35—45℃，暴露于空氣中一般會自燃著火，因此，在貯存和運輸過程中應放置水面以下,以便使黃磷與空氣隔絕，防止其自燃。 同素異形體：黃磷有四種同素異形體，α—白磷，β—白磷，赤磷，黑磷。 P4+3KOH+3H2O△PH3↑+3KH2PO2 磷易被空氣氧化，磷在干燥空氣中充分燃燒生成磷酸酐（P2O5） P4+5O2燃燒2P2O5 磷能直接和鹵素（F、Cl、Br、I）作用生成正三價和正五價兩個系列的鹵化物。 P4+4H2=4PH2 （350℃，300大氣壓） P4（氣）+6H2（氣）=4PH3（氣） 磷和硫在加熱條件下能以任何比例相混合，生成各種磷的硫化物，用于農(nóng)藥，如： P4+10S=P4S104 黃磷主要用途：用于生產(chǎn)磷酸鹽、次磷酸鹽、磷的硫化物等。由于高爐法具有爐氣中磷的含量低、爐氣體積過大、煤氣熱值低、磷的回收率低等諸多不足之處，因此，高爐法已逐步被淘汰。也稱電升華法。電爐法制磷的主要化學反應為：4Ca5F(PO4)3＋21SiO2＋30C1400－1500℃3P4↑＋30CO↑＋SiF4↑＋20CaSiO3副反應有:碳酸鹽的熱分解: CaCO3加熱CaO＋CO2↑ MgCO3加熱MgO＋CO2↑生成的CO2被還原為CO: CO2＋C=2CO↑氧化鐵被還原為鐵: Fe2O3＋3C高溫2Fe＋3CO↑生成的鐵又與磷化合生成磷鐵: 4Fe＋P2高溫 2Fe2P 目前正在研究的方法有：a) 烴類還原法：在二氧化硅存在下，用甲烷還原磷礦石而得。 電爐法制磷流程概述將符合生產(chǎn)工藝要求的磷礦石、硅石和焦炭（白煤），分別由儲倉按一定比例分批放出，然后配成均勻的混合料輸送至電爐料倉。電爐的三相電極（三根或六根）在其額定興發(fā)集團化工系統(tǒng)作業(yè)文件文件編號：Q/XFHGZ/0201版本/狀態(tài)：A1/0頁 碼：3／34工業(yè)黃磷生產(chǎn)崗位操作手冊功率左右工作，使進入電爐的混合料在1400—1500℃下發(fā)生還原反應。生成的黃磷、CO、四氟化硅等呈氣體（稱為爐氣）從反應熔區(qū)逸出，經(jīng)過爐內(nèi)上部連續(xù)補充的混合料（稱為爐氣過濾層）并攜帶一部分混合料中的機械雜質(zhì)（這時爐氣溫度一般降至260℃以下），通過導氣管進入串聯(lián)的三個吸收塔，經(jīng)濁度較低、溫度和壓力適宜的循環(huán)污水噴淋冷卻，黃磷凝聚成液滴與機械雜質(zhì)一起進入塔底受磷槽中，即為粗磷。CO等氣體（即尾氣），經(jīng)總水封分成兩路，一路是經(jīng)過進一步凈化后作為燃料，一般是在不用時放空。 原料準備生產(chǎn)黃磷的原材料為磷礦石、焦炭（白煤）、硅石，焦炭（白煤）在電爐法生產(chǎn)黃磷中既是還原劑又是導電體；硅石是助溶劑，可以降低爐渣熔點，便于出渣。磷礦石的品位（以P2O5含量表示），要求一般是含P2O5≥28%，F(xiàn)e2O3＜%，CO2＜5%，（以上指標均以干基計算，并于進廠時把關）。焦炭（白煤）中固定碳含量一般要求大于80%（以干基計算，并于進廠時把關），且機械強度較好。硅石含SiO2應大于97%，入爐時粒度為5—35mm。 電爐制磷 電爐制磷在一密閉容器內(nèi)進行。新建或大修完畢的電爐，在輸入混合料制磷之前，根據(jù)電爐砌筑材料和爐襯更換的情況進行烘爐，以便達到以下目的：a) 蒸發(fā)爐襯及爐蓋中的水分；b) 初步燒結磚縫中電極糊將碳磚連結起來形成一個整體；c) 使爐子慢慢升溫為投料作好溫度準備。電烘爐送電時變壓器二次側電壓采用變壓器最底檔，電烘爐結束即投入預先由儲倉輸送到電爐料倉的混合料。由于興發(fā)集團化工系統(tǒng)作業(yè)文件文件編號：Q/XFHGZ/0201版本/狀態(tài)：A1/0頁 碼：4／34工業(yè)黃磷生產(chǎn)崗位操作手冊焦炭（白煤）在1400－1500℃并不熔化，因而依靠其顆粒表面在熔區(qū)上部與熔融磷酸鹽進行接觸反應，至排渣時有部分反應不完全的焦炭（白煤）隨爐渣排出，因此焦炭（白煤）實際用量一般為理論用量的103—108%。(142C%)+WFe2O3%36247。(44C%)=W（P2O5% +Fe2O3%+CO2%）247。硅石用量的計算：W公斤磷礦石需配用硅石總量RSiO2：RSiO2＝W(kCaO%－SiO2%)247。 電烘爐結束投入混合料后，通過尾氣放空閥將電爐至三塔的系統(tǒng)壓力穩(wěn)定控制在5—15mm水柱。不同容量（S）電爐的額定工作電壓V二和額定工作電流I二及相應的變壓器一次側電流I一如下表： S（KVA）320056006300720015600V二（V）215260270280365I二 （A）860012500135001500024700I一（A）5495105120260 電爐工作電流的平衡和穩(wěn)定是借助于電極升降來進行的。電極將電能輸送至電爐內(nèi)便于還原反應發(fā)生的同時，由于自身為碳素材料，會緩慢興發(fā)集團化工系統(tǒng)作業(yè)文件文件編號：Q/XFHGZ/0201版本/狀態(tài)：A1/0頁 碼：5／34工業(yè)黃磷生產(chǎn)崗位操作手冊消耗，為使生產(chǎn)連續(xù)進行，在電極位置不足以使電流穩(wěn)定控制在額定工作電流左右和電極夾持器上端電極不足200mm時，分別需要放電極和上電極。 粗磷的精制和成品包裝粗磷的精制通常是間隙操作，利用位差采用“虹吸法”或“壓磷法”將粗磷自受磷槽移入精制鍋中，然后根據(jù)粗磷的質(zhì)量和數(shù)量確定升溫、保溫的溫度和時間（見