目錄
叢書序
序
前言
第1 章 黃磷概述 1
1.1 磷的來源及分布 1
1.1.1 磷的來源 2
1.1.2 磷在自然界的分布 2
1.2 磷的性質(zhì)及用途 3
1.2.1 黃磷的物理性質(zhì) 5
1.2.2 黃磷的化學(xué)性質(zhì) 5
1.2.3 黃磷的用途 6
1.3 磷資源的開采及利用 7
1.3.1 磷礦的蘊藏特征 8
1.3.2 磷礦的開采方式 10
1.3.3 磷資源的有效利用 21
1.4 磷資源在國民經(jīng)濟中的地位和作用 27
1.4.1 磷的應(yīng)用領(lǐng)域 27
1.4.2 世界磷產(chǎn)品的產(chǎn)量 34
第2 章 黃磷制備技術(shù) 38
2.1 制磷工業(yè)發(fā)展歷程 38
2.1.1 黃磷的發(fā)現(xiàn)及發(fā)展 38
2.1.2 我國黃磷工業(yè)的起步與發(fā)展 39
2.1.3 我國黃磷產(chǎn)業(yè)的調(diào)整方向 44
2.2 黃磷制備的化學(xué)原理 45
2.2.1 黃磷制備的化學(xué)過程 45
2.2.2 制磷反應(yīng)熱力學(xué)分析 46
2.2.3 制磷反應(yīng)動力學(xué)分析 49
2.3 黃磷工業(yè)生產(chǎn)技術(shù) 58
2.3.1 電爐法制磷簡介 58
2.3.2 高爐法制磷簡介 60
第3 章 黃磷生產(chǎn)工藝 61
3.1 不同黃磷生產(chǎn)工藝中的主要化學(xué)反應(yīng) 61
3.1.1 早期工業(yè)化過程中的制磷化學(xué)反應(yīng) 61
3.1.2 磷礦熱法工藝化學(xué)反應(yīng)解析 62
3.2 電熱法生產(chǎn)黃磷的主要影響因素 66
3.2.1 磷礦石的影響 67
3.2.2 還原劑的影響 68
3.2.3 硅石的影響 72
3.2.4 雜質(zhì)的影響 75
3.3 黃磷生產(chǎn)的工藝流程 79
3.3.1 黃磷生產(chǎn)的工藝概述 79
3.3.2 電爐法制磷工藝 80
3.3.3 高爐法制磷工藝 101
3.4 電爐法主要操作及控制參數(shù)的說明 108
3.4.1 電爐制磷的工藝技術(shù)特點 109
3.4.2 工藝操作的要點 112
3.5 制磷電爐重大事故分析及處理 121
3.5.1 電極折斷的成因及影響因素 121
3.5.2 爐氣溫度高、導(dǎo)氣管燒紅 123
3.5.3 電極斷電流或者過載 124
3.5.4 爐內(nèi)電極毀損及分析 125
第4 章 黃磷生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備 127
4.1 制磷電爐的結(jié)構(gòu)及原理 127
4.1.1 爐體 128
4.1.2 爐蓋 132
4.1.3 電極 136
4.1.4 電爐尺寸的計算 140
4.1.5 隔磁 142
4.1.6 水冷夾套排渣口及堵渣泥炮 144
4.2 制磷電爐的進步與創(chuàng)新 146
4.2.1 早期工業(yè)化時代的制磷電爐 146
4.2.2 制磷電爐的大型化升級 146
4.2.3 制磷電爐電極技術(shù)的發(fā)展 147
4.3 影響制磷電爐的關(guān)鍵技術(shù)要素 148
4.3.1 制磷電爐技術(shù)水平 148
4.3.2 爐內(nèi)料層結(jié)構(gòu)、作用及其影響 148
4.3.3 熔池 155
4.3.4 離心泵 160
第5 章 粗黃磷的精制 165
5.1 黃磷氣體除塵除雜 165
5.1.1 除塵基本理論 165
5.1.2 除塵設(shè)備 166
5.1.3 黃磷尾氣凈化 171
5.2 黃磷尾氣冷凝 178
5.2.1 收磷原理 178
5.2.2 黃磷尾氣冷凝的工藝操作參數(shù) 178
5.2.3 黃磷尾氣冷凝影響因素分析 181
5.3 粗黃磷精制工藝過程 183
5.3.1 粗磷精制原理 183
5.3.2 影響精制的主要因素 183
5.3.3 精制與二次洗滌 184
5.3.4 精制工藝操作方法的改進 185
第6 章 黃磷生產(chǎn)的能量消耗及節(jié)能 187
6.1 制磷過程能耗計算 187
6.1.1 制磷電爐的能量消耗 187
6.1.2 能量平衡計算及測試 195
6.2 關(guān)鍵能耗指標及能耗控制方法 199
6.2.1 制磷電爐電流分布 199
6.2.2 制磷電爐熱量分布分析 202
6.2.3 熱量分布對副反應(yīng)的影響 204
6.2.4 制磷電爐的自動控制 206
6.3 過程能量的平衡及利用 209
6.3.1 尾氣熱量回收利用 209
6.3.2 爐渣余熱利用 212
第7 章 黃磷生產(chǎn)的“三廢”問題及解決方案 215
7.1 黃磷生產(chǎn)“三廢”問題概述 215
7.1.1 黃磷生產(chǎn)過程中的“三廢”構(gòu)成 215
7.1.2 “三廢”的利用價值 216
7.2 黃磷副產(chǎn)物的回收利用 217
7.2.1 副產(chǎn)物產(chǎn)量 217
7.2.2 副產(chǎn)物經(jīng)濟價值鏈 217
7.2.3 副產(chǎn)物回收對循環(huán)經(jīng)濟的貢獻 218
7.3 磷泥資源化回收利用 219
7.3.1 回收原理 219
7.3.2 回收工藝及設(shè)備 220
7.3.3 磷泥的綜合應(yīng)用 223
7.4 尾氣回收利用 226
7.4.1 尾氣組成及數(shù)量 226
7.4.2 黃磷尾氣的綜合利用 227
7.4.3 黃磷凈化尾氣生產(chǎn)代表產(chǎn)品介紹 228
7.5 其他副產(chǎn)物的回收利用 234
7.5.1 磷鐵的回收利用 234
7.5.2 爐渣資源化利用 238
7.5.3 電塵灰的回收利用 243
7.6 廢水的處理及回用 244
7.6.1 酸性條件下混凝劑的選擇及其處理方法 244
7.6.2 堿性混凝劑的選擇及處理方法 245
7.6.3 藥劑氧化 246
7.6.4 空氣氧化 246
7.6.5 不排污封閉循環(huán) 246
7.6.6 循環(huán)污水水質(zhì)的改善措施 247
7.7 黃磷廢物利用與可持續(xù)發(fā)展 249
第8 章 高純單質(zhì)磷制備技術(shù) 251
8.1 高純單質(zhì)磷應(yīng)用前景 251
8.1.1 相關(guān)工業(yè)發(fā)展對高純黃磷的需求 251
8.1.2 高純黃磷的研究狀況 252
8.2 高純黃磷的質(zhì)量指標 256
8.2.1 食品級磷酸對黃磷質(zhì)量的要求 257
8.2.2 電子級磷酸對黃磷質(zhì)量的要求 258
8.2.3 芯片級磷酸對黃磷質(zhì)量的要求 259
8.3 其他高純黃磷制備技術(shù) 260
8.3.1 物理法制備高純黃磷 260
8.3.2 化學(xué)法制備高純黃磷 261
8.3.3 其他方法制備高純黃磷 263
8.4 高純單質(zhì)磷生產(chǎn)工藝及設(shè)備 263
8.4.1 物理法工藝 263
8.4.2 化學(xué)法工藝 269
8.4.3 紅磷的生產(chǎn) 272
8.4.4 黑磷的制備方法 273
8.5 高純黃磷生產(chǎn)的經(jīng)濟性評價 274
8.5.1 黃磷精餾法 274
8.5.2 磷化氫法 274
8.5.3 氧化性含氧酸處理法 274
第9 章 黃磷生產(chǎn)環(huán)境、安全、健康 276
9.1 引言 276
9.2 黃磷生產(chǎn)過程中的環(huán)境、健康及安全因素分析 276
9.2.1 黃磷的毒性危害 276
9.2.2 黃磷副產(chǎn)物 277
9.2.3 安全風(fēng)險分析 279
9.2.4 能源消耗 280
9.2.5 黃磷產(chǎn)品生命周期內(nèi)碳足跡分析 281
9.3 國家和地方ESH 法規(guī) 282
9.3.1 《黃磷工業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系》 284
9.3.2 《黃磷生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》 288
9.3.3 《黃磷行業(yè)綠色工廠評價要求》 289
9.4 黃磷生產(chǎn)中達到ESH 要求的措施 292
9.4.1 安全防護措施 292
9.4.2 職業(yè)衛(wèi)生防護措施 293
9.4.3 應(yīng)急防護措施 295
9.4.4 環(huán)境排放指標控制技術(shù) 296
第10 章 黃磷產(chǎn)業(yè)鏈簡述 300
10.1 黃磷產(chǎn)品的下游產(chǎn)業(yè)鏈 300
10.1.1 產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成 303
10.1.2 產(chǎn)業(yè)鏈的分類 303
10.1.3 產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展 308
10.2 典型黃磷下游產(chǎn)品介紹 310
10.2.1 熱法磷酸 311
10.2.2 濕法磷酸 311
10.2.3 磷肥與復(fù)肥 314
10.2.4 正磷酸鹽 315
10.2.5 聚磷酸鹽 316
10.2.6 偏磷酸鹽 316
10.2.7 焦磷酸鹽 316
10.2.8 磷酸鐵鋰、磷酸鐵鈉及電解液 317
第11 章 黃磷及磷化工發(fā)展方向 319
11.1 磷化工技術(shù)進步歷程 319
11.1.1 制磷技術(shù)的標志性成果 319
11.1.2 近年來磷化工會議的發(fā)展主題 320
11.2 黃磷生產(chǎn)技術(shù)展望 321
11.2.1 流化床還原制磷法 321
11.2.2 等離子制磷法 322
11.2.3 太陽能聚焦法制磷 323
11.2.4 天然氣或甲烷還原制磷法 324
主要參考文獻 325
附錄 湖北三峽實驗室簡介 331