[發(fā)明專利]一種中低品位磷礦催化還原制備磷酸的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310526123.4
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN103539091A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戢峻;吳元欣;桂坤;陳啟明;田琦峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B25/18
• 分類號(hào): C01B25/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種中低品位磷礦催化還原制備磷酸的方法，屬于磷化工處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磷酸的工業(yè)生產(chǎn)工藝路線主要分為濕法、熱法。傳統(tǒng)的濕法磷酸工藝采用濃硫酸分解磷礦，該工藝需要高品位磷礦，且消耗大量硫資源，紅、白污染嚴(yán)重；熱法磷酸工藝是用電爐法生產(chǎn)黃磷，經(jīng)過(guò)燃燒、水化制得磷酸，該工藝對(duì)磷品位要求較高且消耗大量電能。

窯法磷酸磷酸是可以直接利用中低品位磷礦制取高濃度磷酸的方法，具有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的前景。CN101337663A公開一種隧道窯生產(chǎn)工業(yè)磷酸的方法，該方法需在1365℃下反應(yīng)3小時(shí)；CN1240611C公開一種磷礦石直接生產(chǎn)水泥和磷酸的方法，該方法在1560℃下反應(yīng)2小時(shí)；公開號(hào)CN100584748C的專利提到一種以中低品位磷礦窯法磷酸生產(chǎn)方法及其實(shí)施設(shè)備，該專利反應(yīng)溫度為1300～1550℃，停留時(shí)間1.5～3小時(shí)，在1300℃下還原反應(yīng)需數(shù)個(gè)小時(shí)才能反應(yīng)完全，高溫反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，大大提高了生產(chǎn)成本；公開號(hào)CN101462703A公開了一種中低品位磷礦制取磷酸和冶金助劑的方法，該方法將中低品位磷礦石、高嶺土、硅石和煤進(jìn)行混合配比后，壓片成型后于1500～2000℃下進(jìn)行反應(yīng)；公開號(hào)CN101412507A提到一種磷礦置換法生產(chǎn)磷酸的方法，該方法將二氧化硅和磷礦粉，于旋流窯中在1400～1600℃下進(jìn)行反應(yīng)。

在上述磷酸制備過(guò)程中，幾乎都存在反應(yīng)溫度高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、投資大的缺點(diǎn)，使得磷酸的生產(chǎn)成本增高。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在有合適催化劑參與的磷礦還原反應(yīng)過(guò)程中，磷礦還原反應(yīng)溫度顯著降低，還原反應(yīng)時(shí)間大幅度縮短，從而降低能耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種在有催化劑參與下，以中低品位磷礦為原料，通過(guò)熱解還原生產(chǎn)磷酸的方法，以達(dá)到降低主反應(yīng)溫度，縮短磷礦還原主反應(yīng)時(shí)間，從而達(dá)到降低能耗的目的。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：將磷礦、硅石、碳質(zhì)還原劑磨至85%過(guò)150目篩后混勻制取混合物料，再加入催化劑和粘合劑混勻，擠壓成型，作為反應(yīng)物料經(jīng)窯法磷酸工藝制得磷酸，尾渣可以用作民用建筑用磚。

本發(fā)明按如下步驟完成：一種中低品位磷礦催化還原制備磷酸的方法，其特征在于：

將磷礦、硅石和碳質(zhì)還原劑磨至85%過(guò)150目篩后混勻制取混合物料，再加入催化劑和粘合劑混勻，擠壓成型，經(jīng)窯法磷酸工藝進(jìn)行還原反應(yīng)后制得磷酸。

按上述方案，還原反應(yīng)溫度為1050～1200℃。

按上述方案，所述催化劑為Al₂O₃、ZnO、Fe₂O₃、超細(xì)SiO₂、MgO和MgCO₃中的任意一種，或?qū)⑸鲜鋈我鈨煞N化合物按質(zhì)量比1：1～1：5混勻制成復(fù)合型催化劑。

按上述方案，控制加入催化劑后所得混合料中Al2O3含量≤5%，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)。

按上述方案，所述催化劑中超細(xì)SiO2的粒度要求≤37μm。

按上述方案，催化劑用量為混合物料總質(zhì)量的2～10%。

按上述方案，擠壓成型壓力為2～30Mpa。

本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）催化劑的加入起到了還原、催化和助熔的作用，有效地降低了磷礦還原反應(yīng)溫度100～200℃，減少能耗，降低生產(chǎn)成本；

（2）與眾所周知的工藝相比，磷礦在達(dá)到相同還原率的前提下，縮短磷礦高溫還原反應(yīng)時(shí)間15～40%，有利于降低能耗，進(jìn)一步減少生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述一種中低品位磷礦催化還原制備磷酸的方法作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例所描述的形式。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性地勞動(dòng)，可根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容涉及出其它的具體實(shí)施方式，但這樣的具體實(shí)施方式應(yīng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1