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节能环保产业,先进环保产业

本发明涉及基于黄磷生产工艺过程控制的低杂质黄磷的生产方法，主要解决现有技术生产的黄磷产品杂质含量高，特别是砷含量高等问题。本发明直接对黄磷生产过程中离开黄磷电炉的高温炉气进行分步除杂，通过利用黄磷与砷的饱和蒸汽的温度差异以及SiF4与H2O分解反应的温度条件限制，对黄磷电炉的高温炉气分步进行气固(液)分离和多级水洗降温等过程，使先期凝华析出的砷单质得以与后续析出的黄磷分离，同时也实现了高温炉气中灰分与SiF4水解产生的SiO2胶体的分离，分别收集不同温度阶段冷凝析出的液态黄磷粗品，再经常规分离精制处理得到不同杂质含量的黄磷产品。本发明较好地解决了工业黄磷现有的质量问题，可用于黄磷的工业生产中。

目前，国内外均采用利用磷矿石、硅石和焦炭在电炉中高温还原磷化物制取工业黄磷。其基本工艺流程是将磷矿石、硅石和焦炭(或优质无烟煤)按照工艺配比混料均匀，混合好后送入电炉，在电炉内加热到1350至1450℃，即发生下列主要化学反应： Ca10F2(PO4)6+15C+6SiO2＝3P2+15CO+3Ca3Si2O7+CaF2 (1) 6CaF2+7SiO2＝3SiF4+2Ca3Si2O7 (2) 在电炉内反应生成的单质磷为汽态磷(又称磷蒸汽P2)，磷蒸汽与过程产生的CO等气体通过电炉内半熔层和生料层过滤后，由导气管进入三级或四级喷淋塔洗气降温冷凝析出液态黄磷，且一并混合成为粗工业黄磷，经精制后得工业黄磷，剩余高浓度的CO等尾气送入黄磷尾气气柜利用。与此同时，在电炉内的高温还原气氛下，磷矿石中砷酸盐也发生还原反应，且该类反应比较完全。具体反应如下： 2As2O3+3C→4As+3CO2↑ (3) As2O3+3C→2As+3CO↑ (4)

毕亚凡，武汉工程大学教授、硕士生导师。主要研究方向为废物资源化处理及化工清洁生产技术开发，主要从事高浓度有机废水处理技术及设备、化工清洁生产审核及技术开发以及环境友好材料等方面的研究工作，具有国家注册环保工程师资格。先后参与或主持国家863、省、部级等纵向科研项目10余项。在国内外核心刊物上发表论文16篇、专著一部。