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1　概述1

1.1　制磷工业发展简史1

1.1.1 磷的发展简史1

1.1.2 我国黄磷工业发展简史2

1.1.3 国内黄磷产业现状与发展方向8

1.2　磷的性质10

1.2.1 黄磷的物理性质11

1.2.2　黄磷的化学性质12

1.3　黄磷的用途14

1.4　黄磷生产方法15

1.4.1 高炉法制磷18

1.4.2 电炉法制磷19

2　制磷生产原理22

2.1　制磷基本原理22

2.1.1 制磷反应热力学分析22

2.1.2 制磷反应动力学分析26

2.1.3　碳还原Ca3(PO4)2的机理假设34

2.1.4 天然磷酸盐被碳还原的机理34

2.2　原料对黄磷生产的影响37

2.2.1 磷矿石对生产的影响37

2.2.2　炭质还原剂对生产的影响39

2.2.3　硅石对反应的影响45

2.3　原料中其他组分对反应的影响50

2.3.1 Fe2O3对反应的影响50

2.3.2　碳酸盐（CO2）对反应的影响51

2.3.3 MgO对反应的影响52

2.3.4　Al2O3对反应的影响53

2.3.5 H2O的影响54

2.3.6 CaO的影响56

2.3.7 F的影响56

2.3.8　碱性氧化物的影响57

2.4　“结拱”对反应的影响57

2.4.1 “结拱”的成因及危害58

2.4.2　“结拱”对炉内料层结构的影响58

3　原料及原料加工60

3.1　磷矿60

3.1.1　磷矿的分类60

3.1.2　磷矿的性质62

3.1.3　我国磷矿资源的特点、现状与可持续发展62

3.1.4　磷矿资源的保护67

3.1.5　科学、合理用矿是今后黄磷生产的重要课题68

3.2　炭质还原剂69

3.2.1 煤炭的成因及性质70

3.2.2　焦炭的种类72

3.2.3 电热法制磷对炭质还原剂的选用原则75

3.3　硅石80

3.4　原料加工81

3.4.1 原料加工现状81

3.4.2 中小型制磷电炉原料的烘干处理82

3.4.3 大型制磷电炉的原料加工处理86

3.4.4　原料加工的其他方法90

3.5　物料筛分与输送92

3.5.1 惯性振动筛93

3.5.2　六角形回转筛94

3.5.3　焦炭闭路破碎筛分94

3.5.4　原料的输送95

3.6　原料加工除尘96

3.6.1 静电除尘器97

3.6.2　袋式除尘器97

3.6.3　旋风除尘器98

3.6.4 重力沉降室除尘99

3.6.5　惯性除尘器100

3.6.6 大、中小型制磷装置原料的除尘系统100

4　磷炉气除尘、收磷及磷的精制103

4.1　磷炉气除尘103

4.1.1　箱式除尘器103

4.1.2　静电除尘器104

4.1.3　静电除尘器在制磷装置的应用及现状108

4.1.4 中、小型制磷电炉在降低粉尘方面的经验110

4.1.5 静电除尘器的发展前景111

4.2　磷蒸气的冷凝洗涤112

4.2.1 收磷原理112

4.2.2　磷炉气的冷凝113

4.2.3 影响磷炉气冷凝的因素117

4.3　粗磷精制119

4.3.1 粗磷精制原理及影响因素120

4.3.2　粗磷精制与二次漂洗121

4.4　黄磷质量分析123

4.4.1 磷的质量（纯度）分析方法123

4.5　磷的输送与包装125

5　制磷设备使用与维护126

5.1　设备技术水平与划分126

5.1.1　设备技术水平衡量指标126

5.1.2　设备功能划分126

5.2　磷炉127

5.2.1 炉体127

5.2.2 电极把持器及升降装置131

5.2.3 电极密封装置135

5.2.4 短网的安装136

5.3　风机的使用与维护137

5.3.1 离心通风机137

5.3.2　其他风机介绍141

5.4　液体输送泵144

5.4.1 离心泵144

5.4.2　其他离心泵简介148

5.5　转筒干燥机常见故障及处理152

5.5.1 干燥机的窜动调整152

5.5.2 干燥机其他故障处理153

5.6　胶带运输机的使用与维护154

5.6.1 胶带运输机的使用154

5.6.2 胶带运输机的维护154

5.7　设备润滑及润滑油使用156

5.7.1 润滑原理和润滑油选用原则156

5.7.2 润滑油润滑脂使用的注意事项157

6　制磷电炉生产操作与管理159

6.1　制磷电炉工艺技术特性159

6.1.1 操作要点159

6.1.2　制磷电炉的特点159

6.2　熔池理论对工艺操作的意义163

6.2.1 电炉熔池163

6.2.2 影响熔池形成、大小的因素168

6.3　炉内料层结构、电流、热量分布及其影响173

6.3.1 炉内料层结构及作用173

6.3.2 制磷电炉内电热消耗及热平衡测试179

6.3.3 制磷电炉内电流分布181

6.3.4 影响制磷电炉内电流的因素185

6.3.5 制磷电炉内热量分布187

6.3.6　制磷电炉内热量对副反应产生的影响188

6.4　制磷电炉的原始开车、化工投料190

6.4.1 原始开车烘炉190

6.4.2 电极直接升温烘炉、焙烧介绍191

6.4.3 电极直接烘炉、焙烧的影响因素193

6.4.4　原始开车采用电极直接烘炉的准备197

6.4.5 电极直接烘炉操作步骤及技术要求198

6.4.6　首次化工投料及升负荷199

6.4.7　制磷电炉的开、停车201

6.5　工艺操作管理的优化与创新203

6.5.1 提夹头（串卡子、倒卡子）203

6.5.2　排渣及放磷铁（出渣、出铁）205

6.5.3 电极、电流协调操作法208

6.5.4 挡位及二次电压的调整选择208

6.5.5 主动、前瞻性配料与调整213

6.6　制磷电炉事故判断分析及处理214

6.6.1 电极折断的成因及影响因素214

6.6.2 炉气温度高、导气管烧红216

6.6.3 电极断电流、过载217

6.6.4　炉内电极形状的分析219

7　炭素材料在制磷电炉中的使用223

7.1　炭素材料发展简介223

7.2　碳的存在形式和一般性质225

7.3　炭素材料的物理性质226

7.3.1 真密度、假密度226

7.3.2　孔隙率、结构性质227

7.3.3　力学性质229

7.3.4　导电性质232

7.3.5　热学性质233

7.4　炭素材料的化学性质235

7.4.1 灰分含量235

7.4.2　炭素材料的氧化236

7.5　炭素材料的原料237

7.5.1 石油焦237

7.5.2 沥青焦237

7.5.3 冶金焦238

7.5.4　无烟煤238

7.5.5　煤沥青238

7.5.6　煤焦油240

7.5.7 蒽油240

7.5.8 石墨碎241

7.6　炭素材料配方及原料选择、混捏241

7.6.1 配方确定及原料选择241

7.6.2　混捏（捏合）244

7.7　炭素材料的种类及用途247

7.7.1 糊类制品247

7.7.2　炭制品250

7.8　石墨制品（人造石墨）253

7.8.1 石墨种类及特点253

7.8.2 石墨电极分类、规格型号、标准258

7.8.3 石墨电极的检验及使用263

7.8.4　炭电极264

8　副产品综合利用及污水处理265

8.1　泥磷的回收266

8.1.1 泥磷的形成及其性质266

8.1.2　蒸馏法回收磷267

8.1.3　化学法回收磷272

8.1.4　过滤法回收磷274

8.1.5　泥磷烧制磷酸276

8.1.6　碱处理法279

8.2　黄磷尾气的利用281

8.2.1 黄磷尾气的净化与综合利用282

8.2.2 我国黄磷尾气综合利用新进展286

8.3　磷铁的利用289

8.3.1 生产磷酸盐291

8.3.2　磷铁回收及再加工方法293

8.3.3 磷铁在冶金工业中的应用295

8.3.4　磷铁的其他用途295

8.4　炉渣的利用296

8.4.1 磷渣的特性297

8.4.2 利用磷渣生产水泥299

8.4.3 磷渣制砖及生产其他产品302

8.5　炉渣余热回收利用305

8.5.1 冲渣热水回收利用305

8.5.2 熔融炉渣生产微晶玻璃颗粒料和微晶玻璃饰材306

8.5.3　生产保温材料308

8.6　污水处理及封闭循环308

8.6.1 黄磷污水的特性及危害308

8.6.2　黄磷污水的自然沉降与过滤310

8.6.3 酸性条件下混凝剂的选择及其处理方法312

8.6.4　碱性混凝剂的选择及其处理方法313

8.6.5 药剂氧化315

8.6.6 空气氧化316

8.6.7 污水封闭循环的现状及特点316

9　制磷电炉工艺设计计算323

9.1　炉料配比计算323

9.1.1　焦丁用量323

9.1.2　硅石用量325

9.2　消耗定额管理327

9.2.1 中小型制磷电炉消耗定额327

9.2.2　混合料P2O5含量计算328

9.2.3　磷矿质量对升华电耗定额的影响329

9.2.4　综合能耗计算330

9.3　制磷电炉物料衡算332

9.3.1 原始条件332

9.3.2 电炉部分物料平衡333

9.3.3　收磷部分物料平衡339

9.3.4 以一吨黄磷为基准的物料平衡342

9.3.5　原料工段物料衡算343

9.4　制磷电炉热量衡算344

9.4.1 炉料带入的显热344

9.4.2 化学反应热（仅计算主要反应）344

9.4.3 炉渣带走热量345

9.4.4　磷铁带走的热量346

9.4.5 炉气带走的热量346

9.4.6　炉壳热损失347

9.4.7 电损347

9.4.8 电炉部分总输出热量347

9.4.9　设计年产量348

9.4.10　热量平衡表348

10　制磷电学349

10.1 电学基础349

10.1.1 电及电的性质349

10.1.2 电源、电位、电压及电动势349

10.1.3 电流、电流强度及电流密度350

10.1.4 电流的集肤效应351

10.1.5 电阻、电阻率及电阻的温度系数351

10.1.6 电流热效应352

10.1.7 电场及电场强度353

10.1.8　磁场354

10.1.9 涡流354

10.1.10　谐波354

10.1.11　负序355

10.1.12 三相交流电源356

10.1.13 三相电源和负载的星形连接及其相、线电流、电压的关系356

10.1.14 三相电源和负载的三角形连接及其相、线电压、电流的关系357

10.1.15 三相交流电功率因数及其对供电设备的影响358

10.1.16　三相电路中功率的计算359

10.2　三相交流异步电动机360

10.2.1 三相交流异步电动机的分类及结构360

10.2.2 三相交流异步电动机的工作原理360

10.3　变压器361

10.3.1 变压器工作原理361

10.3.2　变压器温度361

10.3.3　磷炉变压器363

10.4　制磷电炉短网368

10.4.1　短网概念368

10.4.2　短网参数计算368

10.4.3 电炉电气特性曲线370

10.4.4 两种不同短网连接方式的分析372

11　黄磷安全生产技术377

11.1 黄磷生产特点及安全生产原则377

11.1.1 易燃易爆377

11.1.2 易中毒377

11.1.3 其他危害380

11.1.4　黄磷生产安全的基本原则382

11.2　黄磷生产安全、消防防护技术优化384

11.2.1 消防系统及灭火物质384

11.2.2　安全急救设施385

11.2.3　气体检测设施387

11.2.4 泡沫灭火剂的优化应用388

11.3　典型事故案例分析390

11.3.1 转动设备伤人事故390

11.3.2　爆炸事故391

11.3.3　黄磷泄漏事故393

11.4　特殊动火防范395

附录397

国家黄磷行业准入条件397

黄磷单位产品能源消耗限额402

参考文献404