红磷制作工艺及注意事项的可行性研究报告

第一节  红磷的简介

磷位于元素周期表第15位，元素符号P，红磷是磷的同素异形体之一。红磷是紫红或略带棕色的无定形粉末，有光泽。密度2.34g/cm3，加热升华，但在4300KPa压强下加热至590℃可熔融。汽化后再凝华则得白磷。难溶于水和CS2，乙醚、氨等，略溶于无水乙醇，无毒无气味，燃烧时产生白烟（注：白烟为五氧化二磷），烟有毒。化学活动性比白磷差，不发光磷在常温下稳定，难与氧反应。以还原性为主，80℃以上着火。与卤素、硫反应时皆为还原剂。用于生产安全火柴、有机磷农药、制磷青铜等。（可行性研究报告）

第二节 红磷的制作工艺

1、工业上将磷酸钙、二氧化硅和焦炭混和在电炉中反应制得白磷，白磷隔绝空气加热后转为红磷。

磷化物生成历程：

3Ca3(PO4)2+5Ca3P2=24CaO+8P4

2、将磷矿石在高温下，用碳还原生成磷蒸气，经冷凝后制得黄磷。还原反应在高炉内进行时称为高炉法；在电炉内进行时称为电炉法。用电炉法生产黄磷有产品质量好，劳动生产率高，生产成本低的优点，时下国内外普遍采用电炉法生产，而且电炉向大型化发展。

电炉法将磷矿石、焦炭和硅石分别破碎至规定粒度，然后按规定比例混合，混合料在密闭的三相电炉中于1400～1500℃高温下熔融进行还原反应，生成的磷蒸气经冷凝塔冷却，凝聚成液滴，与机械杂质一起进人塔底集磷槽中，即得粗磷。将粗磷在精制锅中用蒸汽加热、搅拌、澄清后，纯磷沉积在锅底。放入黄磷池，冷却成型后，制得黄磷成品。其集磷槽底的磷泥定期取出，作回收磷用。从冷凝塔出来的尾气含一氧化碳80%～90%，可用作燃料，也可供制甲酸或草酸用。炉渣定期排出，供制水泥、砖和矿渣棉等建筑材料。磷铁(含21%～22%P,63%～73%Fe)定期排出，供冶金工业用。

3、转化法(密闭钢锅装置)将黄磷加入密闭的铸铁锅或钢锅中，在隔绝空气下用煤气或电加热稍低于420℃下保持数小时进行转化而成赤磷，冷却后转化锅中的物料为暗红色至紫色的固体，此时尚含微量黄磷，经粉碎后，用稀烧碱溶液煮沸把黄磷除去，然后用湿法过筛。在回转过滤机中过滤和洗涤，经真空干燥，制得赤磷成品。其反应：

P4[隔绝空气加热]→P4

转化法(球磨机转化器装置)在加入黄磷之前，球磨机先用惰性气体置换，在温度达180～190℃之前，转化器与水封相连，约需2h，除去所有的水蒸气。然后在密封条件下，使黄磷升温至270℃，历时约20h。此时即开始放热反应，在4h内将温度升到290℃。当放热终止后，重新加热使温度升到360℃，历时约5h。赤磷中含黄磷低于0.1%，待冷却后用稀烧碱溶液煮沸除去。然后加入1%氧化镁使赤磷稳定。经过滤、水洗、真空干燥，制得赤磷成品。其反应：

P4[隔绝空气加热]→P4

第三节  红磷的注意事项

操作注意事项：密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、卤素、卤化物接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。禁止震动、撞击和摩擦。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过32℃，相对湿度不超过80%。应与氧化剂、卤素、卤化物等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有合适的材料收容泄漏物。禁止震动、撞击和摩擦。

第四节 红磷的应用范围

1、用于制造火柴、农药，及用于有机合成。

2、磷有黄磷和赤磷之分。农药生产上采用黄磷(亦称白磷)，它是制备一切含磷农药中间体的起始原料，与硫反应得到五硫化二磷，与氯反应得到三氯化磷，进而可得一系列其他含磷中间体。此外，黄磷主要用于生产磷酸，少量用于生产赤磷和五氧化二磷，军事上用于制造燃烧弹、信号弹等，也用于生产磷铁合金以及医药、有机原料等行业。

3、用于制备半导体化合物及用作半导体材料掺杂剂。本品可用于阻燃聚烃类、聚苯乙烯、聚酯、尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、环氧树脂、不饱和树脂、橡胶、纺织品等。而对聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯以及酚醛树脂等含氧高聚物的阻燃尤为有效。与其他磷系阻燃剂相比，相同质量的红磷能产生更多的磷酸，磷酸即可覆盖于被阻燃材料表面，又可在材料表面加速脱水碳化，形成液膜和碳层可将外部的氧，挥发性可燃物和热与内部的高聚物基质隔开而使燃烧中断。由于红磷在达到同样的阻燃要求时用量较小，而且红磷的熔点高，溶解性差，因而以红磷阻燃的高聚物的某些物理性能比用一般阻燃剂制得的同类高聚物要好。红磷与卤系阻燃剂并用，可提高阻燃效率。

4、用于制造烟火，以及磷化铝、五氧化二磷、三氯化磷等。是生产有机磷农药的原料。冶金工业用于制造磷青铜片。还用于轻金属的脱酸及制药。

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