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节能环保产业

本发明属于磷化工清洁生产技术领域，具体涉及一种多品质黄磷生产及其氟资源回收的工艺系统及方法。本发明将黄磷生产过程中离开黄磷电炉的高温炉气经除尘处理后、再分步进行一级或两级间壁风冷或水冷、一级含氟盐水直接接触降温以及一级冷水洗涤等步骤，并分别收集不同温度阶段冷凝得到的黄磷粗品，再分别经常规精制获得不同质量的黄磷。含氟盐水在与炉气接触与循环过程中与其中的SiF4反应生产氟硅酸盐沉淀，并回收氟硅资源，消除含水合硅胶磷泥和工艺废水的产生。

目前，国内外均采用利用磷矿石、硅石和焦炭等在高温黄磷电炉中还原磷矿石中磷化物的方法来生产工业黄磷。其生产工艺是在高温条件下的磷矿石中的磷灰石被焦炭还原后形成磷蒸汽(P2)和CO等混合气体(俗称黄磷炉气)，经由导气管进入串联三级直接水洗降温使得炉气中的单质磷蒸汽冷凝下来成为液态黄磷(P4)，且一并混合成为粗工业黄磷，经常规精制后得工业黄磷。与此同时，在电炉内的高温还原气氛下，磷矿石中砷酸盐也被还原成单质砷，磷矿石中的氟磷灰石等氟化物和二氧化硅也发生反应生产SiF4气体。通常情况下，磷矿石中的氟含量在1～4％范围，电炉法生产黄磷过程中氟元素的气相逸出率受炉料酸度的影响，酸度指标高，则炉料中SiO2含量增加时，氟的气相逸出率较高，常规酸度指标时，氟的逸出率约为10％-90％，剩余部分氟则留存在磷渣中。显然，进入电炉导出管的黄磷炉气中不仅含有磷蒸汽、一氧化碳，还含有四氟化硅气体、单质砷及粉尘等杂质，在传统的三级水洗过程中被洗涤下来的这些杂质会对粗黄磷的精制过程以及黄磷的质量产生不良影响，因水洗过程中炉气中SiF4水解产生的二氧化硅胶体与灰分以及黄磷的混合

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。