黄 磷 工 艺 规 程
1 主题内容与适用范围
本标准规定了黄磷的规格、质量要求、生产方法、工艺技术条件、生产控制与检验及安全生产的基本原则。 本标准适用于本厂黄磷生产。
2 引用标准
GB7816-87 工业黄磷
ZBD51001～51003-86 磷矿
SH-QB398-87 焦炭
YB2416-81 硅石
3 产品说明
3.1 名称 工业黄磷
3.2 分子式、结构式、原子量及分子量
分子式 P4
分子构成
p
P
P p
原子量 30.9738
分子量 123.8952
3.3 物理性质
外观 纯品磷是白蜡状有光泽的固体，由于光和热的作用及杂质的影响而呈浅黄、黄、淡青、红、棕红或黑。
气味 纯品磷是无气味的，但由于空气中氧的作用则生成磷的低级氧化物，故经常带有蒜臭味。 比重 黄磷的比重随温度的升高而减少。常温时，固体黄磷比重为1.83；44.1℃熔点时，液体黄磷的比重为1.75；281℃沸点时，黄磷的比重为1.53。
溶解度 黄磷在水中的溶解度很小，每100克水中只溶解0.0003克，它难溶于酒精、甘油，能溶于苯、甲苯、醚及松节油，最难溶于二硫化碳。液氨、液态的二硫化碳也是较好的溶剂。
熔点 黄磷的熔点是44.1℃，熔化潜热为20.93KJ/kg。
沸点 黄磷的沸点为281℃，汽化潜热为579.761 KJ/kg。
自然性 黄磷自燃点为35～45℃，暴露发动机摇臂于空气中易自燃并生成五氧化二磷和磷的低级氧化物。为了防止其自燃，必须隔绝空气，在贮存或运输的过程中应浸放在水下面。
露点 磷蒸汽的露点与磷蒸汽分压、电炉炉气组成有关，一般低于180.7℃。 毒性 黄磷剧毒，对人的致死量为0.1克。人经常吸入磷蒸汽和它的低级氧化物能引起慢性中毒，导致下鄂骨严重坏死、牙病和慢性支气管炎等疾病。大量的磷蒸汽能使人急性中毒，被磷烧伤的伤口很久才能痊愈。
磷蒸汽在空气中的最大允许浓度为0.03mg/m3。
同素异形体 黄磷的四种同素异型构体：白磷、赤磷和黑磷。
3.4 化学性质
磷溶解在热的浓碱溶液中生成磷化氢和次磷盐酸。例如：磷在氢氧化钾水溶液中加热生成磷化氢气体和次磷酸甲，反应式如下：
P4＋3KOH＋3H2OPH4↑＋3KHPO4
磷容易被空气氧化
磷在干燥空气中充分燃烧生成磷酸酐（P2O5）
P2＋5O52P2O5
磷在不充足的干燥空气中燃烧生成压磷酸酐（P4O6）
P4＋3O2P4O6或（2P2O3）
磷能和卤素（F、Cl、Br、I）直接作用，生成正三价和正五价的卤素化合物。 例如：磷和反应生成PCL3：
P4＋6Cl24PCl3
当过量时，即PCL3和过量的反应生成五氯化磷：
PCL3＋CL2PCL5纤维素纤维
或 P4＋10CL24PCL5
磷能与氢化合生成PH3（气体）、P2H4（液体）和P12H6（固体）。将磷和氢在密封的管中加压，加热可制得磷化氢，反应式为：
P4＋6H24PH3
这个反应的最好条件是350℃和294Mpa。
磷和硫在加热的条件下，能以任何比例互相化合，生成各种磷的硫化物，用于农药等。例如：
P4＋10SP4S10(2P2S5)
P4＋3S → P4S3
3.5 生产方法
将符合生产工艺要求的磷矿石、硅石和焦炭，按一定的比例混合均匀后加入密闭的电炉内。三相电极输入的电能将炉料加热到1300～1500℃，进行化学反应。其中，磷矿石中的化合磷被炭（C）还原成元素磷，生成含磷蒸汽的炉气由导气管逸出，经水洗涤冷凝、精制而得成品黄磷。一氧化碳等气体经净化后送去综合利用。炉料中的氧化铁（Fe2O3）被还原生成金属铁，熔融的铁与磷反应生成磷铁，磷铁随同偏硅酸钙炉渣定期排出。
电炉法生成黄磷一般分为：原料准备、电炉制磷、精制、成品包装、尾气净化、炉渣处理和污水处理等七个工序。
3.6 产品规格及质量要求
商品工业黄磷执行GB7816-87《工业黄磷》。
自用黄磷（本厂制磷酸用黄磷）质量要求如下：外观为棕褐，黄磷含量≧98%。检验方法执行GB7816-87中的相关规定。
3.7 产品主要用途
可制造赤磷、磷酐和磷化物，用于火柴、干燥剂、农药、香料、染料、磷酸酯及其他有机化合工业。
可加工成磷酸、磷酸盐，是制造化肥、食品、饲料、医药、试剂、洗涤剂、防火剂等的工业原料。
在机械工业、纺织工业和国防工业等部门均有应用。
3.8 副产品
副产品有炉渣、磷铁、尾气和磷泥。每生产一吨黄磷，可副产炉渣8～10吨，磷铁60～200kg，尾气2400～3000m3，磷泥100～200kg。
炉渣 经水淬后的炉渣呈灰白。炉渣的化学组成随磷矿石、硅石、焦炭的组成比、配比变化而变化。一般化学组成见表1。
表1
组 份 | CaO | SiO2 | P2O5 | Al2O3 | Fe2O3 |
偏心轮机构含量（%） | 40～50 | 35～42 | 1.0～2.5 | 2～5 | 0.2～1.0 |
| | | | | |
炉渣可作为水泥掺合料，还可以制灰渣砖、瓷砖等建筑材料，也可以制造硅钙肥、提炼稀有金属等。
磷铁 外观为银灰针状结晶体，像生铁。磷铁为Fe3P、Fe2P、FeP、和FeP2的混合物，约含60%～70%的铁和20%～26%的磷。
磷铁主要提供给冶炼工业制造特殊钢，还可以制取生铁、磷酸三钠、三聚磷酸钠及磷肥。
尾气 制磷尾气大致组成见表2.另外还有P4、H2S、O2等。
表2
组份 | CO | CO2 | N2 | H2 | CH4 |
体积百分数（%） | 80～90 | 1～3全球定位寻人系统 | 3～4 | 1～4 | 2～5 |
| | | | | |
制磷尾气热值较高，可达9600～11700KJ/标准米3。此是良好的燃料。净化后的一氧化碳是合成甲酸、草酸以及甲醇的主要原料。
磷泥
炉气中的磷蒸汽和粉尘在冷凝过程中混合在一起而成磷泥。磷泥通常采用蒸馏或抽滤的方法将大部分磷分离出来，余下的磷泥可以用来制取磷泥酸。
4 原材料规格及主要特性
4.1 原材料质量要求与规格见表3。
表3
原材料名称 | 技术指标 | 检查项目 | 备注 |
磷 矿 石 | P2O5≥28.0% Fe2O3≤2.0% CO2≤6.0% SiO2≥7.0% 粒度≤150mm 粉矿（<5mm）不大于30% | P2O5 Fe2O3 CO2 SiO2 | 干基 干基 干基 干基 |
焦 炭 | 固定炭（F•C）≥55% H2O≤12% 粒度3～15mm | 固定炭 | 干基 |
硅 石 | SiO2≧95% 粒度5～30mm | SiO2 | 干基 |
石 电 墨 极 化 接大厦扇 电 头 极 | 直径400（1#炉） 直径500（2#炉） 比电阻13Ω.mm2/m 机械强度 ≧15.68Mpa(160kg/cm2) | 出厂合格证外观，包括电极接头无裂纹、无损坏 | |
| | | |
4.2入炉原材料质量要求及规格见表4。
表4
入炉原料 | 技术条件 | 备注 |
磷 矿 石 | P2O5≧23.0% Fe2O3≤1.3% CO2≤6.0% H2O≤1.0% 粒度4～30mm，30mm或4mm的≤15% | 磷矿石加硅石（SiO2/CaO=0.8）时的含量 |
it运维系统详细设计焦 炭 | 固定炭（F•C）≥55% H2O≤1.0% 粒度3～15mm，15mm或3mm的焦粒量≯15% | |
硅 石 | SiO2≥95% 粒度5～30mm | |
| | |
5 生产过程中的化学反应及影响电炉生产的因素
5.1 电炉制磷的主要化学反应
电炉法制磷是将磷矿石、硅石和焦炭的混合料在电炉中加热到1300～1500℃，磷矿石中的P2O5被还原成元素磷。其反应式为：
Ca3(PO4)2＋5C＋3SiO2P2↑＋5CO↑＋3CaSiO2-1359KJ
天然磷矿石可分为磷灰石和磷块岩（又称纤核磷灰石）两种，主要成分为氟磷酸钙[Ca5F（PO4）3]，它在电炉内反应如下：
12Ca5F(PO4)3＋90C＋43SiO218P2↑＋90CO↑＋20Ca3Si2O3＋3SiF4↑
5.2 电炉制磷的主要副反应
磷酸盐分解反应
磷矿石中的碳酸盐受热，产生分解反应。例如CaCO3受热分解生成氢化钙和一氧化碳，反应式为：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议