工艺技术_黄磷工艺技术规程

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 ZBD5100151003-86 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3.2.1 分子式 P43.2.2 分子构成p PP p3.2.3 原子量 30.97383.2.4 分子量 123.8952 3.3 物理性质 3.3.1 外观 纯品磷是白色蜡状有光泽的固体，由于光和热的作用及杂质的影响而呈浅黄色、黄色、淡青色、红色、棕红色或黑色。3.3.2 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。3.3.3 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。3.3.4 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。3.5.5 熔点 黄磷的熔点是44.1，熔化潜热为20.93KJ/kg。3.5.6沸点 黄磷的沸点为281，汽化潜热为579.761 KJ/kg。3.3.7 自然性 黄磷自燃点为3545，暴露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。3.3.8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。3.3.9 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。3.3.10 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3.4.1 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：P43KOH3H2O PH43KHPO43.4.2 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）P25O5 2P2O5磷在不充足的干燥空气中燃烧生成压磷酸酐（P4O6）P43O2 P4O6或（2P2O3）3.4.3 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：磷和氯气反应生成PCL3 ：P46Cl2 4PCl3当氯气过量时，即PCL3和过量的氯气反应生成五氯化磷：PCL3CL2 PCL5或 P410CL2 4PCL53.4.4 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： P46H2 4PH3这个反应的最好条件是350和294Mpa。3.4.5 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：P410S P4S10(2P2S5)P43S 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13001500，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3.6.1 商品工业黄磷执行GB7816-87工业黄磷。3.6.2 自用黄磷（本厂制磷酸用黄磷）质量要求如下：外观为棕褐色，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3.7.1 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。3.7.2 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。3.7.3 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3.8.1 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810吨，磷铁60200kg，尾气24003000m3，磷泥100200kg。3.8.2 炉渣 经水淬后的炉渣呈灰白色。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CaOSiO2P2O5Al2O3Fe2O3含量（%）405035421.02.5250.21.0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。3.8.3 磷铁 外观为银灰色针状结晶体，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。3.8.4 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COCO2N2H2CH4体积百分数（%）809013341425制磷尾气热值较高，可达960011700KJ/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。3.8.5 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P2O528.0%Fe2O32.0%CO26.0%SiO27.0%粒度150mm粉矿（5mm）不大于30%P2O5Fe2O3CO2SiO2干基干基干基干基焦炭固定炭（FC）55%H2O12%粒度315mm固定炭干基硅石SiO295%粒度530mmSiO2干基石 电墨 极化 接电 头极直径400（1#炉）直径500（2#炉）比电阻13.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P2O523.0%Fe2O31.3%CO26.0%H2O1.0%粒度430mm，30mm或4mm的15%磷矿石加硅石（SiO2/CaO=0.8）时的含量焦炭固定炭（FC）55%H2O1.0%粒度315mm，15mm或3mm的焦粒量15%硅石SiO295%粒度530mm5 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13001500，磷矿石中的P2O5被还原成元素磷。其反应式为： Ca3(PO4)25C3SiO2 P25CO3CaSiO2-1359KJ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)390C43SiO2 18P290CO20Ca3Si2O33SiF45.2 电炉制磷的主要副反应5.2.1 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：CaCO3 CaO+CO2-190KJ生成的CO2又能与炭（C）反应生成一氧化碳：CO2C 2CO173KJ5.2.2 氧化铁磷矿石中的三氧化二铁被碳还原成为金属铁，反应式为：Fe2O33C 2Fe3CO497KJ生成的铁又能与磷化合生成磷铁。磷铁为FeP、Fe2P、Fe3P等形式的混合物。5.2.3 水炉料中的水与炽热的炭接触会产生水煤气，反应式为：H2OC H2CO而氢又能与磷化合生成磷化氢：6H2P4 4PH45.3 影响电炉生产的因素：5.3.1 焦炭的作用及影响在制磷电炉中，炉料里的焦炭既是还原剂又是导电体。所以，焦炭的质量、用量、粒度对电炉操作影响很大。5.3.1.1 焦炭用量的影响焦炭用量不足，炉料中的磷酸盐还原率会下降，使炉渣中的P2O5含量升高，并导致熔融的磷酸盐与电极和炉衬中的碳素砖作用，致使电极消耗增加，加快炉衬的侵蚀和缩短寿命。焦炭用量过多，将增加炉料导电能力，使电极位置抬高，反应区缩小，炉壁、炉底、炉渣温度降低，出渣困难，同事炉气过滤层减薄，炉气含尘增多，磷泥增加。一般，焦炭实际用量稍微高于理论需要用量。5.3.1.2 焦炭粒度的影响焦炭粒度过大，反应接触面减少，反应不易完全，这样一方面会造成炉渣五氧化二磷含量高，电极消耗多，电炉寿命缩短；另一方面，炉内积存了大粒焦炭，会恶化操作，致使电极位置上移，炉气温度和含尘量显著增加，并导致出渣困难和磷泥增多。焦炭粒度太小，会降低破碎设备的生产能力，增加焦炭粉末量。若碳粉带入炉内，不仅降低了炉料的透气性，而且容易被炉气带至精制部分，给粗磷精制带来困难。通常焦炭的粒度选择315mm，要求3mm与15mm的焦炭量不超过15%。5.3.2 二氧化硅的作用和影响二氧化硅在磷酸盐的还原过程中起助熔剂的作用，它能降低反应温度、加快还原速度、提高磷酸盐还原率。因此，炉料中的二氧化硅的含量将直接影响到磷酸盐的还原温度、还原率、炉渣含磷、炉渣流动性、炉气含尘量及电能。所以，在电炉操作中，硅石的用量必须保证，以便使炉料（磷酸盐）具有高的还原率，低的炉气含尘量、低的粘度和不很高的熔解热，同时也减少了炉渣带走的热量。炉渣中SiO2和CaO的重量比称为酸度指标。酸度指标的高低决定该炉渣的熔点。1.07（分子量之比值）SiO2 60.085CaO 56.08 通常，把SiO2/CaO1.07的炉渣称为酸性炉渣；SiO2/CaO1.07的炉渣称为碱性炉渣。从CaOSiO2系统平衡图中可以看出SiO2/CaO=0.85和SiO2/CaO=1.29时炉渣的熔点最低。由于酸性炉渣副反应多、电耗高、对炉衬腐蚀性大，所以一般都采用碱性炉渣生产，其酸度指标为0.750.85（重量比）。5.3.3 磷矿品位及粒度的影响5.3.3.1 磷矿石中五氧化二磷的影响磷矿石中五氧化二磷含量低，其中杂质含量通常较多，这些杂质产生许多副反应、增加耗电量等。从而造成电炉生产能力降低，单位耗电增加，原材料消耗增加，磷得率降低和黄磷成本升高。5.3.3.2 磷矿石中碳酸盐的影响磷矿石中碳酸盐主要是以方解石（CaCO3）或白云石（MgCO3）形式存在。碳酸盐含量高，要相应增加电、硅石、焦炭用量。碳酸盐的分解会引起磷矿石爆裂，爆裂产生的粉尘会使炉气含尘量增加，也易引起塌料，同时碳酸盐的热分解，伴随二氧化碳还原成一氧化碳都要消耗热能。炉料中CO2含量增加1%，生产一吨黄磷约要多耗电200度，多耗焦炭30千克。5.3.3.3 磷矿石中三氧化二铁的影响磷矿石中三氧化二铁在电炉内约有80%90%被还原出的铁又能和磷化合生成磷铁，从而造成电耗增加和磷得率降低。5.3.3.4 磷矿粒度的影响磷矿粒度太大，会引起料管堵塞，加剧炉料中各组份的离析现象，呈现焦炭的局部不足或过剩，从而影响电炉操作，还会减慢磷酸盐的还原速率。磷矿粒度太小或细粉过多，会造成炉气透气性差、炉料结拱架桥，容易引起塌料，造成炉气压力剧烈波动，甚至造成电极折断，并使炉气含尘量增加，给粗磷精制带来困难。磷矿的粒度以430mm为好，要求4mm和30mm磷矿用量的不超过15%。5.3.4 炉料中水份的影响炉料中含量有水份时，既要增加耗电，又要增加磷的损失，还会加剧炉料结拱、塌料。5.3.5 炉料配比计算5.3.5.1炉料配比正确与否，对电炉正常运行有很大影响。配料计算是以100Kg磷矿为基准，根据炉料分析数据计算出焦炭和硅石的添加量。5.3.5.2 焦炭用量计算炉料中耗用焦炭的成份有P2O5、Fe2O3、CO2等，其反应式如下：P2O55CP25COFe2O33C2Fe3COCO2C2CO按照上述方程式，可以分别推导出：还原100Kg磷矿石中P2O5需要的焦炭量为Xc：=0.4225Xc=100Gp2o5%60 Gp2o5 142C% C%还原100Kg磷矿石中Fe2O3所需要的焦炭量为Yc：=0.2225Yc=100GFe2o3% GF2eo3 159.6C% C%还原100Kg磷矿石中CO2所需要的焦炭量为Zc：=0.2727Zc=100Gco2%12 Gco2 44C% C%所以，还原100Kg磷矿实际需要焦炭总量为Rz：Rc=（Xc+Yc+Zc）其中：Gp2o5表示100Kg磷矿石中P2O5的含量（Kg）GF2o3表示100Kg磷矿石中Fe2O3含量（Kg）GCO2表示100Kg磷矿石中CO2含量（Kg）C%表示焦炭中固定的百分比含量（%）表示焦炭过量系数，一般取1.031.085.3.5.3 硅石的用量计算硅石的实际用量S： S=（100Gcao%100Gsio2RcCsio2%） 1 SiO2% =（GcaoGsio2RcCsio2%） 1 SiO2%式中： 表示炉渣的酸度指标 Gcao 表示100Kg磷矿石中CaO的含量（Kg）Csio2 表示100Kg磷矿石中SiO2的含量（Kg） Rc 表示还原100Kg磷矿需添加的焦炭总量（Kg）Csio2% 焦炭中SiO2的百分含量（%）SiO2% 硅石中SiO2的百分含量（%）6 工艺过程叙述6.1 原料工段原料工段流程示意图见带节点工艺流程图前部。磷矿经破碎机104破碎后，有105皮带机送入自定的振动筛108进行筛选。合格磷矿（粒度为4mm30mm）进入中间料仓110-1由园盘给料机112送入回转式干燥机113进行干燥，干燥后的磷矿由116皮带机送入磷矿配料仓。筛出的磷矿粉（粒度4mm）经中间料仓110-2由皮带机送至107粉矿堆场。合格焦炭（粒度315mm）由116皮带机送入焦炭配料仓。合格硅石（粒度530mm）由116皮带机送入硅石配料仓。干燥磷矿的热源由电炉尾气（含CO85%左右）或者白煤供应。电炉尾气经水封引入燃烧炉或白煤直接送入燃烧炉燃烧，燃烧后的热气体抽入干燥机与磷矿顺流干燥。干燥机废气经扩散式旋风除尘器分离矿粉后，由排风机送到布袋除尘器进一步分离后排空。粉尘人工送到露天堆场。6.2 电炉工段电炉制磷工艺流程图见带节点工艺流程图中部。原料磷矿、焦炭、硅石按一定比例从各自的配料仓底部，经过电子秤联锁的电磁振动给料机送入各自的电子称量斗中，再放入电动配料车中送至料桶，经电动葫芦提至四楼，加入料柜。然后，通过下料管（每台电炉7根）连续不断地进入电炉内。1万伏的高压电经电炉变压器降至200伏左右，由铝排、软母线、铜瓦和石墨电极导入电炉内。电流由电极端部经炉料的半熔融层、焦炭富集层、熔融层、磷铁层、炉底再回到另一根电极。电流在炉内以电阻为主、电弧为辅的形式转化为热能，使炉料熔化。电炉的负荷借助于电极的升降来控制，电极位置的控制是根据一次电流或二次电流的数值来操作。炉料在炉内经加热熔融，发生还原反应，生成磷蒸汽氧化碳等气体，这些气体以及被这些气体带出的粉尘，经导气管进入三个串联的冷凝塔（为空塔，塔顶喷水），炉气与塔内喷淋水相遇，磷蒸汽被水增湿饱和冷凝为液体黄磷，与炉气中的粉尘同时落入塔底受磷槽中。含有粉尘的粗磷定期放入精制锅，用热水漂洗12小时、直接蒸汽加热12小时，然后用夹套蒸汽保温静置分离20小时以上，精制合格的液态磷放入成型桶成型包装，或大桶液体包装。冷凝塔的喷淋水落入受磷槽内，经溢流管至顶沉淀池。沉降后，将污水送至污水处理站处理。从精制锅放出的磷泥经磷泥罐压入真空抽滤槽，回收其中黄磷，剩下的滤饼及沉淀池的磷泥合并送去烧制磷酸。从冷凝塔出来的尾气（CO 8090%）经总水封分成两路，一路放空，一路送原料工段干燥岗位作为热源或送煤气站净化作为甲酸的生产原料和五钠燃料。炉渣约4小时从炉眼排出一次，其中每天排放12次磷铁。磷铁沉积于渣槽的铁坑中，冷却成型后回收。为了避免高温磷铁遇水爆炸，铁坑应预制的足够大，防止磷铁流入水渣池中。7 生产操作7.1 原料工段7.1.1 开车前准备 7.1.1.1 检查所有温度计、电流表、压力表是否灵敏、准确。7.1.1.2 所有传动部分进行手动盘车，看其转动是否灵活，检查润滑是否良好，减速箱内油面是否在规定范围。7.1.1.3 各传动部分安全罩是否齐全牢固，检查水封是否封死。7.1.1.4 所有设备下料溜子是否齐全通畅。7.1.1.5 各设备必须进行空负荷单体试车，待正常后，方可进行试车。7.1.1.6 检查燃烧室炉门是否挡死，引风机进口或出口阀门是否关死。7.1.1.7 新砌的燃烧室为了蒸发炉衬水份，必须进行木柴烘炉，时间为13天。具体温升控制见表5。 表5温度控制温速控制时间（小时）室温150每小时上升1013保持小时上升1513保持35010350室温每小时下降20167.1.1.8 烘炉期间干燥机空负荷运转4小时，检查筒体有无磨擦现象和电流表摆动范围。7.1.1.9 对布袋除尘器进行单体试车。7.1.2 系统开车7.1.2.1 发出电铃信号，通知各岗位准备开车。7.1.2.2 将116皮带机上的卸料装置调整至所送原料的配料仓位号。7.1.2.3 开116皮带机。7.1.2.4 开回转干燥机、引风机。7.1.2.5 放掉水封里面的水，同时将电炉总水封放空闸板闸死，将电炉尾气送至原料工段。7.1.2.6 先点燃燃烧嘴处的CO， 后拉开燃烧室挡板，引火入燃烧室。7.1.2.7 如燃烧室炉膛温度过高，则打开燃烧室边门，调节冷却空气量。7.1.2.8 开园盘给料机并调节送料量。7.1.2.9 开振动筛，同时开粉矿皮带输送机。7.1.2.10 开105皮带机，开破碎机，然后送料破碎。7.1.3 操作注意事项7.1.3.1 引风机开动前必须关闭进口蝶阀，开动后再打开，以免跳闸。7.1.3.2 干燥机停机前，筒体内物料必须卸净，以免开动时电流过大。7.1.3.3 经常注意干燥机出口温度变化。如温度过低，则减少进料量，以免结疤。7.1.4 系统停车7.1.4.1 发出电铃信号，破碎机停止喂料。待破碎机内料下完后停机。7.1.4.2 105皮带机无料后停机。7.1.4.3 振动筛无料即停机，关闭园盘给料机。7.1.4.4 停粉矿皮带机。7.1.4.5 待干燥机内料转完后，停干燥机。7.1.4.6 打开放空闸板，放水封死水封，停引风机，挡死燃烧室炉门。7.1.4.7 待116皮带机卸完料后停机。7.1.4.8 拉断电源总开关（1）。7.1.5 正常操作指标7.1.5.1 尾气水封压力49147pa（515mmH2O）。7.1.5.2 干燥机进口炉气温度为700，出口炉气温度为125150。7.1.5.3 压力带式除尘器进口温度控制在60100。7.1.5.4 干燥机运算电流 44A。7.1.5.5 出料水份 1%。7.1.5.6 磷矿粒度430mm、焦炭粒度315mm。7.1.6 主要不正常现象的原因及处理（见表6）表6不正常现象原因处理方法干燥机进口炉气温度正常，出口尾气温度下降干燥机进口炉气温度正常，出口尾气温度上升a 进料箱漏气b 电炉尾气量不够c 原料水份高d 投料量过大投料量太少或断料a 设法堵塞漏气b 加大电炉尾气量c 减少投料量增加投料量或适当减少电炉尾气量干燥机突然停机a 投料量过大，干燥机过负荷b 干燥机结疤严重c 电压太低d 机械事故造成a 减少投料量；停车组织人员扒出部分矿料b 停车进行人工打疤c 了解电压低的原因，待系统停车后，先开干燥机，再按顺序开其他设备干燥机进料箱压力平，排风进口压力升高旋风除尘器堵塞停车进行清理干燥机电流增大，且波动较大a 结疤严重b 齿轮齿合不好a 停车进行打疤b 停车通知钳工调整干燥机里有铁器撞击声抄板脱落停车进行修理粉矿中有块矿或合格矿中有大块物料a 筛网破损b 破碎机机口大a 停车更换筛网b 停车调试鄂板位置7.2 电炉工段7.2.1 烘炉7.1.1.1 目的新筑或新修理的电炉，为了蒸发炉衬及炉盖的水份，使砖缝中电极糊初步炭化烧结；为电炉缓慢升温以达到正常生产之目的。为此，必须进行烘炉。烘炉可以分为柴烘和电烘两个阶段。柴烘时，温度上升缓慢均匀，水份和砖缝中的电极糊中一部分挥发份被缓慢除去；电烘则可使电极糊进一步除去挥发份并初步烧结，进而达到开车所必需的炉温。7.2.1.2 木柴烘炉7.2.1.2.1 木柴烘炉一般在炉体、炉盖砌造完毕后即可进行。为了防止火焰逸出，三个电极孔可临时用铁板盖上。烘炉时间长短根据炉衬和炉盖的修换情况而有所不同，一般为712天。若柴烘时间过短，则砖缝中的电极糊挥发份不能很好除去，致使电烘阶段有大量的挥发份逸出，影响炉衬质量。7.2.1.2.2 木柴烘炉前的准备工作 a. 记录下电炉内的实际几何尺寸。b. 检查导气管、下料管与炉盖间隙是否用石棉绳塞住，下料管内有无杂物。c. 详细检查电炉砌筑质量。出渣口和磷铁口要用一段空钢管插入，防止电极糊流失。d. 所有下料管必须安装插板，便于控制温度。炉气导气管要堵死。e. 在中间料管的副管上插入一根热电偶，以测定炉内温度。7.2.1.2.3 木柴烘炉注意事项木柴烘炉时，炉内产生的烟气为挥发性碳氢化合物，与空气混合后容易发生爆鸣，而且温度控制不适当，造成排气过猛时，又会影响烘炉质量。因此，必须注意：a. 木柴烘炉必须为敞口烘炉，出渣口和出铁口要经常疏通，保持畅通。 b. 炉内火焰不得熄灭，以防发生爆炸。c. 温度控制要求稳定，按升温曲线进行升温。d. 木柴由三个电极孔轮流加入。尽可能不用潮湿木柴，以免引起压力波动。禁止用大木柴直接撞击炉底。e. 经常观察排出的烟气情况，如排出烟气发黑则应疏通渣口、铁口；如排出烟气发黄则应加木柴，保持缓慢升温。7.2.1.2.4 木柴烘炉温度控制电极糊内挥发份逸出的速度与温度的关系见表7。表7温度（）200400500600700750850挥发速度（cm3）50100850450875急减基本烧结从表7可以看出，温度为500时，挥发份已大量逸出。由于柴烘温度易于控制，温升缓慢均匀，故提高柴烘温度，使电极糊挥发份在柴烘阶段大量逸出，避免在电烘阶段挥发份大量逸出而影响砖缝质量。柴烘温度最高取500为宜，具体温速控制见表8。表8 柴烘温度控制表温度控制温速控制时间（h）室温150每小时上升1013维小时上升1020维持35048350500每小时上升530维持50072500350每小时下降1510350150每小时下降1020150室温自然冷却从表8可以看出，柴烘大约需10天，如炉衬只是部分更换，则柴烘时可适当地缩短保温时间。7.2.1.3 电烘炉7.2.1.3.1 电烘前的检查a. 所有传动部分进行手动盘车，看其转动是否灵活，检查润滑是否良好，各传动部分安全罩是否齐全牢固，所有的水、气管道、阀门是否完好。待各设备进行空负荷单体试车正常后，方可进行系统开车。b. 木柴烘炉后，将炉内柴灰清理干净，仔细检查电极糊烧结和流失情况，有流失的地方必须立即补好。c. 大修后，应审查开关柜、变压器、铝排、母线等的试验记录和检修记录，要求合格。d. 检修所有的低压电气设备（包括操作台、绝缘电阻、线路、开关、限位开关等）是否合格，检查所有仪表是否准确、灵敏。e. 出渣口、出铁口用焦炭粉堵死，内外用黄泥封好，炉内铺入符合要求的焦炭（含H2O 1%、粒度315mm）8001200Kg。为了防止电弧将焦炭打散，周围用砖墙挡住。f. 先检查电极水封是否漏水，尔后安装就位并加满水。检查水封绝缘电阻不得小于0.2M。（或在电极安装完毕后用电焊机试验时不打火花）。g. 电极升降器试运转正常后，上好三相电极，将电极下降触及炉底焦炭，然后将电极提起离焦炭约200mm左右，并用水封罩上做好记号。h. 检查电极夹头是否漏水。检查合格后安装好。i. 保持电炉到尾气总水封为一通路，将各塔安全水封加水封死，关死受磷槽放磷考克，并打开总水封CO燃烧支管阀门。j. 将受磷槽加满水，并通蒸汽加温到6080。k. 闸死所有料管闸板，并用铁丝捆好；按配比要求将料柜配满料。7.2.1.3.2 通电烘炉经过检查确认7.2.1.3.1各条合格后，打开料管的支管盲板投入燃料的碎磷块，以除去系统中的氧气。投料口顺序为到导气管的位置由远及近。待放空管大量冒出P2O5白烟时，加水封死总水封，即可送电烘炉。电烘时，采用最低一级的电压，送电由电动合闸，当电压表有电压表示后，将任意两相电极缓慢下降，到电流表有电流表示即可，然后再降另一组电极至有电流表示。在电烘过程中可用两相或三相同时送电，注意不要将电极降到炉底，以免电弧过大将焦炭“吹跑”。必须保持炉气出口温度均匀，缓慢上升，炉内电极糊挥发份缓慢逸出。若温度上升很快，可采用两相循环送电。电烘时间视炉衬修换情况而有所不同，一般定为35天。电烘温度要求上升均匀，要防止降温或温度上升过快。要及时调整功率控制好炉温。电烘温升控制表见表9。表9 电烘温升控制温升范围（）时间（小时）功率（KW）送电方式8025036200两相轮流25035020200300三相送电35050030300500三相送电50060020500800三相送电从表9可以看出，每小时温度上升大约5，则每两小时上升10，亦即主要依据炉气温度上升情况来控制功率以及决定送电方式，这样会使温度上升缓慢且稳定，不至于降温或升温过快，以免影响电极糊烧结速度及烧结质量。电烘过程中，必须保证系统正压。7.2.1.3.3 电烘注意事项a. 所有料管插板、导气管拉耙处用泥巴封死，并检查是否有脱落干裂等，以防漏气造成系统负压而发生爆炸。b. 炉气由总水封进口管上的CO燃烧支管逸出，点燃后不得熄灭，并根据系统压力情况调节阀门以保持系统正压294490pa（3050mmH2O）。c. 受磷槽持续不断通蒸汽加温6080，以免发生负压。d. 电烘期间不得停电，以免负压进气爆炸。7.2.2 系统开车7.2.2.1 投料前，逐渐将一次电流增大至100A左右，并打开电极夹持器冷却水进水阀门，对铜瓦进行冷却，使电极水封溢流水正常，并视炉气出口温度变化决定投料具体时间，一般以炉气温度不超过800为宜。7.2.2.2 投料时，7跟料管按次序逐根下料，下料不宜过急过多，以免造成无电流事故。先从中间料管投料，然后从导气管两边料管开始间隔投料。7.2.2.3 按配比进行配料，保持投料过程中料柜有料，以防煤气从料柜逸出，楼上、楼下一定要加强联系，尾部压力要控制好。7.2.2.4 在电流稳定和料柜有料的情况下，可逐根打开料管闸板至内加满料后，用石棉绳将闸板塞紧，一次电流可适当增大。7.2.2.5 投料过程中，要加强总水封的炉气压力控制。当支管CO火焰逐渐增大时，必须逐步调节阀门，以保持系统压力为98490pa（1050mmH2O），同时可将总水封液面降低到放空管以下，拉开放空管闸板，将CO气体导入放空管中放空，并逐渐关闭支管阀门。7.2.2.6 投料后1小时左右，待电流和系统压力稳定后即可开加压泵，对冷凝塔喷淋，并控制3冷凝塔尾气温度小于35。7.2.2.7 投料后68小时即可进行首次出渣，具体时间根据电极位置而定。7.3 正常生产操作7.3.1 配电7.3.1.1 因电压的波动对功率的波动影响较小，而电流的波动对功率的影响较大，所以可以用电流的大小来调节炉内功率。电流的大小，借助电极的升降来调节，要增加电流，可将电极下降，反之则上提电极。出渣时，三相电极应随之下降，以保持规定的电流数值。应设法维持三相电极端头相对平衡。每小时测量一次电极位置。电极的活动范围：每次出渣，电极下降高度尽量控制在250400mm之间；每小时上升的幅度，最好是5080mm；以每次出渣前的电极位置稍微低于前次出渣前的电极位置为好。7.3.1.2 操作过程中，应保持料管和导气管畅通，确保系统压力为49147pa（515mmH2O）。如果压力过高，其原因为：a. 可能是因为炉料中粉尘多、焦炭配入量多、水份高，造成导气管堵塞。b. 可能是因为喷淋水量过大，受磷槽存磷过多，受磷槽温度低，其溢流管堵塞。C. 尾气总水封水位高，磷泥多，有杂物。7.3.1.3 要经常观察变压器的运行情况，准确无误地记录各测温点的温度。变压器油温温升不得高于60。7.3.1.4 生产中如要停电数分钟（如倒卡子等），送电时，可将电极稍微提起一点，以防瞬间电流过大，待送电完毕后，再将电极慢慢下降使电流恢复正常。7.3.2 电极夹头的移动（俗称倒卡子）在正常操作过程中，随着炉内化学反映的进行，电极逐渐被消耗，电极夹头也慢慢的接近电极水封。电极夹头在出渣前距水封不足700mm时，必须将电极夹头向上移动，这种操作称之为电极夹头的移动。为防止发生事故，这一操作必须停电进行。倒卡时间一般为25分钟。操作时，先将电极夹头螺丝少许松动，然后启动电极升降器将电极夹头上提约150200mm（事先做好标记），再将电极夹头夹紧，经检查无问题后方可送电。7.3.3 上电极当电极夹头上端电极高度不足200mm时，要加接一根新电极，这一操作成为上电极。上电极时应先停电。将铁（或铝）制丝扣拧紧于新电极一端，用吊车或手动电葫芦将电极吊起从电极孔处慢慢下降。之后，将原有的电极上端端面和丝孔中灰尘吹干净，将石墨扣拧入丝孔，当丝扣露出部分是原高度的一半时再把新电极放下，使其丝孔与丝扣对正，慢慢转动新电极并缓慢下降，直至两根电极端面接触无缝为止，经检查无问题后方可送电。这一操作一般要停电58分钟。由于电极接头处的强度比电极本身低，所以上电极时一定要拧紧，以防电极折断。7.3.4 排渣及放磷铁（俗称出渣）炉内化学反应生成的炉渣和磷铁必须定期排出，这种操作称为出渣。出渣周期的长短视电炉负荷的大小而定，一般为34小时出渣一次，磷铁每天排放一次到二次。出渣前，渣池必须加满水，清理好渣道。出渣时，用钢钎或开口机打开入渣口。若渣口被炉渣或磷铁堵塞很牢固，钢钎打不进或其他原因钢钎打进但渣仍流不出来，可用氧气烧开渣口。熔融炉渣经渣道流入水渣池，然后用抓斗至渣仓，汽车运至堆场。出渣时可用小元钢（1216mm）桶渣口数次，排除过剩焦炭，待炉气火焰从渣口冒出后，即可开动泥炮将黑泥（事先装入泥炮内）挤入渣口将其封死。如五泥炮堵眼，可采用堵眼木堵眼，然后用泥封死。放磷铁与排渣同时进行。因磷铁比重大，随炉渣流经渣道时即沉于磷铁坑内，待渣口堵住后，自然冷却成型回收之。堵炉眼的黑泥成份为：焦炭粉、耐火土（生料）各一半，加水搅拌成泥。7.3.5 磷蒸汽冷凝与粗磷精制磷蒸汽的冷凝在冷凝塔中进行。电炉内产生的磷蒸汽经喷淋水被冷却至磷蒸汽的露点以下，磷由气相转变为液相，微小的液态磷不断长大、凝结，最后沉降下来落入受磷槽，汇集在一起成为液态磷（粗磷）。冷凝塔为串联的三个空塔，均喷深水井。应控制1#、2#塔喷水量小写，3#塔大些，使尾气温度不超过35，保证尾气含量小于1克/标准米3。粗磷的精制通常为间断操作。将粗磷从受磷槽放入充满水的精制锅内，然后用热水漂洗12小时至溢流出清水，使大部分悬浮状杂质随水溢流入预沉淀池。之后，直接蒸汽缓慢加温12小时到排空管冒黄烟为止。利用液磷比重大于杂质比重的原理，进行夹套保温，静置分离20小时（夏季保持在50左右，冬季保持在70左右)，使液磷沉于锅底、杂质磷泥浮在上面，从而达到分离的目的，若精制过的磷仍不合格，可再次加温、静置分离，直到合格为止。特殊情况下，可加氨水处理。7.3.6 磷泥及其处理7.3.6.1 电炉操作中，随物料一起进入电炉的粉尘和挥发份，会随炉气一起进入冷凝系统与磷泥在一起，形成较稳定的胶状结构的磷泥。磷泥含磷量为50%左右。7.3.6.2在生产过程中，磷泥主要来源于： a. 精制锅内浮于上层的磷泥。 b. 由预沉淀池收集的磷泥。 c. 由沉淀池收集的磷泥。7.3.6.3磷泥的处理7.3.6.3.1真空抽滤磷泥磷泥的物理状态可理解为黄磷、粉尘和水混合组成的胶体，其比重大于水而小于磷。真空抽滤的基本原理是利用一种多细孔的材料作为介质使熔融磷泥中的磷在80左右的热水保护下通过该介质。凡直径大于滤孔的固体微粒不能通过;直径小于滤孔的固体微粒，因在滤孔中产生“架桥”现象而被截留，从而达到将磷和杂质分离的目的。操作时，首先将精制锅和预沉淀池收集的磷泥加热，用磷泥输送镶压入盛x水的抽滤槽上部，在水浴中加热7080，同时在抽滤槽下部加入适量的水，以防止在抽滤开始及结束后，滤下来的液态磷与空气接触而燃烧。磷泥熔融后，再用少量蒸汽保温，即可开动真空抽滤泵进行抽滤，一般情况下抽滤46小时(真空度为666 102933102pa)即可停泵。将抽滤槽下部的磷进行精制而得成品黄磷;残留于抽滤槽上部的滤饼，用人工清理干净，送去烧制磷泥酸。7.3.6.3.2 磷泥烧制磷酸用磷泥烧制磷酸，是处理磷泥的一个较为普通的方法。其反应方程式如下： P25O2=2P2O5 P2O5H2O=2HPO3 HPO3H2O=H3PO47.4电炉系统停电与送电7.4.1 停电7.4.1 制磷电炉因计划检修、辅助设备发生故障或外部原因需短期或长期切断电源的操作，称为停电。7.4.1.2停电前，必须通知用气(煤气)单位，核准后方可停电。7.4.1.3 8个小时以内的停电操作7.4.I.3.I保持电极原位置不动。7.4.1.3.2关闭电极水封水源，检查电极水封是否漏水，如果漏水，应立即采取相应措施。7.4.1.3.3停电后，待放空管尾气火焰稍弱时，闸死放空闸板或封死总水封，避免产生负压。7.4.1.4 824小时的停电操作7.4.1.4.1 待炉内渣排尽后停电，将电极全部将到底后上提100mm左右。7.4.1.4.2 关闭电极水封水源，检查电极水封是否漏水。如果漏水，应立即采取相应措施。7.4.1.4.3 待放空管尾气火焰梢弱时，封死总水封，退免产生负压。7.4.1.4.4 停电中途一般不送电。如果要试送电以检查是否有电流(应得到车间有关领导同意)，送电后，确认有电流则应立即停电;如无电流指示，应立即采取有效措施。7.4.1.5长期停电操作(超过24小时以上的停电操作)7.4.1.5.1待炉内渣排尽后停电。将三相电极全部降到底，其中一相提起50mm，另一相提起100mm，第三相不动。7.4.1.5.2关闭电极水封水源，检查电极水封是否漏水。如漏水，应立即采取相应措施。7.4.1.5.3待放空管尾气火焰稍弱时，封死总水封，堵死喇叭口、插板口、副料管口，停止冷凝塔喷水，避免产生负压。7.4.1.5.4停电中途不送电。不准活动电极7.4.1.6停炉操作7.4.1.6.1停电前35天更改炉料配比，适当增加硅石用量、减少焦炭用量，以减少炉内挂料。7.4.1.6.2提前16小时左右停止加料，待炉料下至原料拒喇叭口，堵死料管、导气管温度不超过600。7.4.1.6.3 停电、排尽炉渣，将电极提至最高位置。7.4.1.6.4 停电极水封水。7.4.1.6.5 停冷凝系统喷淋水，并给系统通入大量整汽以置换煤气。7.4.1.6.6 停电1时后，待尾气放空管大量排出蒸汽时，打开1#，3#塔安全断冷凝系统的直接蒸汽。7.4.1.7 事故停电操作如遇紧急事故，应紧急停电。如果本岗位停不下来，立即请动力车间配电室拉闸，并立即通知用气(煤气)单位。停电后按正常停电操作。7.4.2送电除第一次开炉外，均属中途送电。中途送电按其操作情况可分为正常送电和不正常送电两种。7.4.2.1正常送电送电准备及检查工作完毕后，即可送电。必要时，可将三相电极稍微下降一些，以检查电极是否被凝结。为了防止送电时电流过大，可将电极提升至比原来高一些，如果电流还大，可降低操作电压。若因停电时间过长，送电后无电流表示，但电压表上有电压显示时，可慢慢下降电极，电流则会逐渐上升。如果送电后，长时间无电流，则可调高电压。送电正常后，待炉内有一定压力时，即可将总水封的水放掉恢复正常水位，打开放空管闸板。开启电极水封进水阀门。通知精制工开冷凝塔喷淋水。7.4.2.2 不正常送电(即三相无电流)7.4.2.2.1 当按正常送电后，虽将电极下降，但电流表上无电流表示，提高二次电压送电仍无效时，可按不正常送电处理。7.4.2.2.2电极位置不同，所造成的无电流事故的原因也是不同的。a. 电极位置在炉底时的无电流事故，一般是由于计划检修时间较长加上水封漏水造成的。这时可立即关闭电极水封水源。b. 电极位置在炉内上部时发生无电流事故，一般是由于塌料或出渣时电极升降器出故障或出渣时动力电突然中断，造成电极下部进入生料引起的。7.4.2.2.3处理方法首先闸死下料管，然后打开电炉事故处理孔，在二相或三相电极间加入适量焦炭（50100Kg）、磷铁，之后送电。如果仍然没有电流表示，则采用辅助电极电烧法，设法接通电流。7.4.2.2. 4操作防护处理三相无电流事故时，容易触电。为此，特别要注意绝缘安全防护措施。操作人员要戴好石棉手套、穿上绝缘鞋、戴好有色面罩，铜母线应铺放在干木板上以及做好其它防护措施。7.5 主要工艺操作指标（见表10）表10主要操作工艺指标岗位名称指标名称单位控制范围7.5.1干燥干燥机进口温度布袋除尘器进口温度7002060排风机电机电流干燥机电机电流A44磷矿与焦炭水份%17.5.2筛选磷矿粒度焦炭粒度硅石粒度mm4303155307.5.3配料电子秤允许误差0.25焦炭过量系数%3127.5.4炉渣炉渣酸度指标0.750.85炉渣P2O5含量%12.5出渣周期小时347.5.5电炉一次电流（应乘）A1#炉 1052#炉 17