一种非常规电炉法生产黄磷副产黄磷渣的方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115286433A(43)申请公布日2022.11.04(21)申请号202210983870.X(22)申请日2022.08.17(71)申请人郑州大学地址450001河南省郑州市高新技术开发区科学大道100号(72)发明人侯翠红谷守玉姚远王好斌刘玉琼关红玲(74)专利代理机构北京惠科金知识产权代理有限公司11981专利代理师瞿晓晶(51)Int.Cl.C05B13/02(2006.01)C05G5/12(2020.01)C05G1/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称一种非常规电炉法生产黄磷副产黄磷渣的方法和应用(57)摘要本发明提供了一种非常规电炉法生产黄磷副产增值黄磷渣的方法和应用，涉及矿产资源综合利用技术领域。本发明提供了一种非常规电炉法生产黄磷副产增值黄磷渣的方法：将中低品位磷矿、硅石、焦炭和助熔剂混合，得到混合物料，在黄磷电炉中进行高温还原反应得到黄磷和水淬渣；利用黄磷尾气干燥水淬渣，得到黄磷渣。本发明所述混合物料构建了P2O5‑CaO‑SiO2‑MgO‑R多元体系，不仅保证了黄磷收率，还降低了物料熔融温度、降低热法工艺能耗，达到提高黄磷渣的增值利用、节能降耗的效果。本发明将黄磷渣应用于肥料中，为农作物提供中微量元素，提高农作物的产量和品质，使黄磷渣被高值化利用，推动磷化工绿色健康发展。CN115286433ACN115286433A权利要求书1/1页1.一种非常规电炉法生产黄磷副产黄磷渣的方法，其特征在于，包括：将中低品位磷矿、硅石、焦炭和助熔剂混合，得到混合物料，在黄磷电炉中进行高温还原反应得到黄磷和水淬渣；利用黄磷尾气干燥水淬渣，得到黄磷渣；所述助熔剂包括硼镁矿、钾长石、硼酐、硼砂、钾长石、硫酸钾、硫酸钠中的一种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中低品位磷矿中P2O5的含量大于等于23％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述助熔剂所含主要氧化物计，所述助熔剂添加量为所述混合物料重量的0.1％～10％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合物料的SiO2/CaO质量比为0.7～0.9。5.权利要求1～4任意一项所述方法得到的黄磷渣在制备肥料中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述肥料可用于水稻。7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述肥料包括：尿素、磷酸一铵、氯化钾、黄磷渣、钙镁磷肥、硫酸锌、氯化铵和凹凸棒土；所述尿素、磷酸一铵、氯化钾、黄磷渣、钙镁磷肥、硫酸锌和凹凸棒土的质量比为(15～30):(10～15):(20～25):(15～25):(3～7):(0.1～2):(10～30)：(1～5)。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述肥料的制备方法包括：将所述尿素、磷酸一铵、氯化钾、黄磷渣、钙镁磷肥、硫酸锌、氯化铵和凹凸棒土混合、造粒、干燥、冷却、筛分、包装后得到所述肥料。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述造粒为挤压造粒、粉体造粒、以尿素为核心的包裹肥料造粒中的一种。10.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述肥料作为基肥使用，所述肥料的施用量为35～50kg/亩。2CN115286433A说明书1/9页一种非常规电炉法生产黄磷副产黄磷渣的方法和应用技术领域[0001]本发明涉及矿产资源综合利用技术领域，具体涉及一种非常规电炉法生产黄磷副产黄磷渣的方法和应用。背景技术[0002]黄磷炉渣是电炉法生产工业黄磷时，以磷矿石、硅石、焦炭为原料，在电炉中通过电能加热至1400℃～1600℃，使炉料熔融，通过分解还原反应，生成含元素磷的炉气，然后进入冷凝系统，经过一系列的分离、精制等过程，凝聚分离得到黄磷时，电炉中高温熔融炉渣排出产生的固体废弃物。黄磷渣的主要成分为SiO2和CaO，此外还含有其他少量杂质成分如：Fe2O3、MgO、P2O5等。根据国内生产工艺现状，每生产1吨黄磷，将产生8‑10吨炉渣，其量巨大，加工过程中还排放大量尾气，已成为制约热法磷化工可持续发展的重大技术瓶颈。[0003]水稻是喜硅作物，生产1吨稻谷，从土地吸收的SiO2，超过水稻吸收氮、磷、钾量的总和。硅有增强植株抗逆能力，并有助于植株挺拔，能平衡养分，改善作物品质，促进根系生长良好及光合作用。而且施用硅肥可以增加土壤松散性、增加农作物产量的作用，在低硅土壤中施用能大幅提高农作物的产量。[0004]目前，黄磷渣主要用于水泥以及与水泥有关的胶凝材料、免烧砖、混凝土等方面。如何将磷渣中的化学元素与肥料结合，提高农作物的产量和品质，推动磷化工绿色健康发展很有必要。发明内容[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种非常规电炉法生产黄磷副产黄磷渣的方法和应用，降低了物