[发明专利]黄磷制备工艺及使用该工艺的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种黄磷制备工艺及一种该工艺涉及的制备系统。

背景技术

黄磷是一种高能耗、高物耗、高污染的化工产品。目前的黄磷生产工艺是将磷矿、焦炭和硅石分别按照一定比例的投入电炉反应，然后对炉气进行喷淋冷却并得到粗磷就，然后再将粗磷导入到精制槽内进行精制，最终得到黄磷。

目前在国内黄磷制备电炉一般是直接反应生成的黄磷炉气导入喷淋系统，所以往往黄磷炉气中的含尘量较大，喷淋塔中采用的是常温状态下的水作为喷淋介质进行喷淋，黄磷炉气在喷淋系统中经喷淋后形成的粗磷基本上为固态。在目前黄磷制备工艺中，喷淋后的粗磷精制是一种非常繁琐冗长的工序，精制设备为一种结构复杂、占地庞大的精制设备，需要将粗磷经过反复蒸煮、漂洗、过滤沉淀过滤后的到精制黄磷。在此过程中，由于需要多次反复精制才能得到纯度合格的精制黄磷，从而造成了工序流程冗长，设备繁多，投资及维护成本高；同时造成生产效率低下，产出时间长，一个标准单位槽的生产时间约为6-12小时左右；在此精制过程会产生大量的污水，以及产生的大量泥磷给环境造成了极大的污染，同时泥磷的处理工序复杂，且泥磷中仍有含量可观的黄磷，造成原料矿石中整体磷转化效率较低，转化率大约在85-90％，生产效率不高；此外，由于工艺方法的限制，产出的精制黄磷中有杂质无法分离，造成产品纯度有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种黄磷制备工艺，通过该工艺，可以实现简单快捷、清洁环保地进行黄磷制备。其次，本发明提供了一种实施上述工艺中的较优化的黄磷制备系统。

首先，本发明提供的黄磷制备工艺，该工艺包括将原料投入电炉反应生成黄磷炉气、通过喷淋系统对黄磷炉气进行喷淋冷却的步骤，所述喷淋系统包括第一喷淋塔，所述第一喷淋塔使用的温度为45-90℃的第一喷淋介质对黄磷炉气进行喷淋冷却，第一喷淋塔冷却得到的黄磷以熔融态存在于第一喷淋介质中进而被驱动进入第一过滤装置进行固液分离过滤，熔融态黄磷从第一过滤装置的过滤元件中滤过后成为精制黄磷。上述工艺中，炉气在进入喷淋系统前的温度一般在100-350℃，将黄磷炉气通入喷淋系统后，进入第一喷淋塔，第一喷淋塔中使用的是45-90℃的第一喷淋介质对黄磷炉气进行喷淋冷却，黄磷炉气喷淋冷却后得到熔融状态的黄磷，该黄磷中含有较多杂质，需要通过进一步精制以获得精制黄磷。同上述黄磷一起落入第一喷淋塔底部的还有第一喷淋介质，此时第一喷淋介质和熔融态的粗磷形成一种混合液体，将该混合液体导入到第一过滤装置进行固液分离过滤，通过过滤元件过滤分离后，将得到的黄磷降温得到固态的精制黄磷。在上述工艺中，使用第一过滤装置对熔融态的粗磷进行固液分离过滤，由于黄磷相对于原料矿石中其他成分而言熔点非常低，可以通过对过滤元件的过滤性能控制而实现过滤后的黄磷精度非常高；并且省去了对粗磷的蒸煮、漂洗、过滤沉淀等传统工艺，很大程度地将工序简化，经测算，生产一个标准单位槽的精制黄磷，时间为2小时左右即可完成，明显提高了生产效率；此外，采用上述工序，在精制的过程中基本上不会产生废液和泥磷，对环境污染非常小，环保清洁。

进一步的是，所述电炉反应生成黄磷炉气在通入喷淋系统之前通过气体过滤装置进行过滤除尘。将黄磷炉气在通入喷淋系统前先通过气体过滤装置，从而使黄磷炉气中的含尘量很大程度的降低，从而喷淋冷却得到的黄磷中的杂质量能够很大程度的降低，也使熔融态黄磷在滤精制过程中的效率得到提升。该气体过滤装置优选采用申请人在先申请号为2015101531163的发明专利申请文件中记载的烧结多孔金属箔作为过滤材料。通过所述气体过滤装置将黄磷炉气进行过滤后，此时经喷淋冷却得到的黄磷可以实现纯度达到90％以上。