“双碳”背景下热法黄磷生产技术研究现状及建议

黄磷支撑着我国磷酸盐精细化和有机磷化工的发展,是磷化工行业重要的基础原材料。热法黄磷生产高能耗、高污染、高碳排放,因此创新产业可持续发展模式,突破资源、能源、环境的多重制约因素,开发绿色黄磷生产技术是我国黄磷企业今后发展的必经之路。结合“碳达峰、碳中和”的时代背景,本文阐述了黄磷生产技术发展及副产物资源化利用现状,目前黄磷生产存在磷矿资源贫化、副产物低值化利用普遍、能源转型难度高、企业整体能效水平低、产业链链接关键技术不足等问题,提出加快推广黄磷尾气烧结中低品位磷矿成球技术、加大开发资源化增值利用技术、探索黄磷还原新技术、加强企业合作、构建多产业耦合的磷资源产业循环经济五条建议,旨在助力实现黄磷行业节能降碳、绿色发展。

Ce^(3+)-Tb^(3+)共掺杂黄磷炉渣微晶玻璃的发光与能量传递

以黄磷炉渣为原料,采用高温熔融法制备Ce^(3+)-Tb^(3+)共掺杂黄磷炉渣发光微晶玻璃,通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、稳态/瞬态荧光(FLS)、CIE色度等探究不同的Tb^(3+)掺杂量对微晶玻璃析出晶相、发光性能和样品色度的影响。结果表明,Ce^(3+)和Tb^(3+)的引入,微晶玻璃主晶相为硅灰石,在310 nm波长激发下,随着Tb^(3+)掺杂量增加,位于380 nm处Ce^(3+)的特征发射峰减小,543 nm处Tb^(3+)的特征发射峰增强,证实Ce^(3+)和Tb^(3+)之间存在能量传递,能量传递效率达到24.55%。此外,通过调整Tb^(3+)掺杂量,微晶玻璃发光颜色可由蓝光调至绿光,从而实现发光颜色的可控化。

黄磷生产中固废处置与资源化利用研究进展

黄磷是我国国民经济的重要支柱产业,属于国家战略资源。随着我国磷化工行业的飞速发展,黄磷产能跃居世界首位。我国黄磷生产规模庞大,但生产工艺竞争力不强、磷资源利用率较低。生产过程中磷副产物成分复杂、生成量大。其中黄磷炉渣、泥磷和电除尘灰是主要的固体废弃物,多数企业处理含磷固废时常采用堆积放置的方法,这不仅产生污染,还造成资源极大的浪费。在“双碳”背景下,我国黄磷工业节能减排、绿色发展面临着新的、更大的挑战。本文综述了现阶段对于黄磷工业中产生的黄磷炉渣、泥磷和电除尘灰等固体废物资源化处置的技术和制磷生产中固废的处置现状,指出了未来资源化利用的发展方向,为实现黄磷行业的绿色生产、资源利用、节能减排提供参考。

舌下腺瓣修复临床Ⅱ期慢性黄磷性颌骨骨髓炎和药物相关性颌骨坏死术后缺损

目的:探讨利用舌下腺瓣修复临床Ⅱ期慢性黄磷性颌骨骨髓炎(PNJ)和药物相关性颌骨坏死(MRONJ)术后颌骨缺损的临床效果。方法:利用舌下腺瓣修复慢性下颌骨坏死术后颌骨缺损的5例患者。其中慢性黄磷性颌骨骨髓炎3例,药物相关性颌骨坏死患者2例。结果:5例患者临床检查评价治疗效果,术后2周内创口愈合良好,无感染,舌下腺功能正常。结论:利用舌下腺瓣修复慢性黄磷性颌骨骨髓炎和药物相关性颌骨坏死术后下颌骨缺损有效可行。

黄磷炉渣综合利用技术现状与发展趋势

黄磷炉渣是黄磷生产过程中的主要固体废弃物,含有丰富的硅、钙等成分,具有较高的资源化利用潜力。当前技术主要集中在建筑材料中的应用,如水泥、微晶玻璃、陶瓷和烧结砖的制备。这些应用在提高材料的物理机械性能的同时还能有效减少生产成本和环境污染。此外,黄磷炉渣在农业肥料和废热利用方面也展现出了良好的应用前景。未来的发展方向包括进一步优化处理工艺、提高利用率和开发高附加值产品,实现黄磷炉渣的资源化利用,降低环境污染,提高经济效益。未来,随着技术的不断进步和政策支持力度的加大,黄磷炉渣的综合利用将得到进一步推广和应用。

磷矿热还原制取黄磷技术现状及研究进展

黄磷生产属于“高能耗”和“高污染”行业,电炉法是目前唯一的工业化生产黄磷的方法,但存在电耗高、黄磷尾气难以资源化利用等问题。在“碳达峰、碳中和”背景下,深入打好污染防治攻坚战,实现减污降碳协同增效是必然选择,因此,黄磷生产技术亟待创新。本文总结了磷矿热还原制取黄磷的机制,归纳了SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和MgO助熔剂以及炭质还原剂活性对磷矿还原的影响,阐述了高炉法、电炉法、流态化法、熔融电解法、低温碳热还原磷酸法、硅热法和磷煤耦合联产黄磷和一氧化碳法制取黄磷的技术原理、特点以及存在的问题。指出未来黄磷生产技术的总体要求是节能降耗和碳资源高效利用,低品位磷矿利用技术和低磷废弃物中回收磷技术的开发对实现磷资源的可持续开发利用具有重要意义。

氧化法制备电子级高纯黄磷的实验研究

随着电子工业的发展,对电子级高纯黄磷的需求也日益增加。本文采用氧化法制备电子级高纯黄磷,考察了碘酸和双氧水两种氧化剂,分析了不同的双氧水比例、水洗次数对提纯效果的影响。结果表明,与双氧水对比,碘酸引入了Cu、Ag等金属杂质;经过2倍双氧水和2次水洗后Fe、Ca、Co、Mg等21种杂质均达到电子级高纯水平,且去除了77.9%的As杂质。该研究对电子级高纯黄磷的制备具有重要意义。

黄磷渣复合基质栽培番茄配方的优化

为促进黄磷渣废弃物资源的循环利用和节约椰糠基质成本,试验以番茄为材料,通过4因素(粗状磷渣、细状黄磷渣、椰糠、磷石膏)3水平设计L9(34)正交试验,探究不同体积配比组成的复合基质对番茄生长情况的影响,并建立番茄成熟期总生物量(根系+植株+果实)与4因素的多元回归数学模型,筛选出以黄磷渣为主要复合基质种植番茄的最佳配方。结果表明,4种因素的各水平对番茄的总生物量(根系+植株+果实)均有一定显著影响,影响的大小顺序为椰糠>磷石膏>粗状黄磷渣>细状黄磷渣,方差分析和极差分析显示试验误差小、结果具有可靠性;多元回归分析结果显示,最优的基质组合配方是粗状黄磷渣、细状黄磷渣、椰糠和磷石膏的体积占比分别为0.43∶0.27∶0.14∶0.16,在此条件下,番茄总生物量预测值可达到每株1 420 g。黄磷渣基质取材方便、成本低,与椰糠和磷石膏以适宜的比例栽培番茄,可在无土基质栽培中进行推广应用,同时有效解决黄磷渣生态环境风险高的问题。

基于时间序列分析的黄磷价格预测研究

本文旨在通过ARIMA和GARCH模型分析和预测黄磷价格的时间序列数据。黄磷是一种基础化工产品,其应用领域众多,是磷化工产业链的重要一环。黄磷价格的变化备受各方瞩目,因此建立有效的模型对黄磷价格预测分析具有重要的现实意义。本文采用了从2010-2022年的黄磷价格数据,使用单位根检验确认数据的非平稳性,并通过一阶差分实现了平稳化。ARIMA(1,1,1)模型被用来捕捉价格的长期趋势,而GARCH(1,1)模型用于建模残差的波动性。研究结果表明,组合模型能有效预测黄磷价格,且预测值在95%置信区间内与实际价格吻合良好。本研究为化工产品市场的风险管理和决策提供了新的视角。

黄磷生产转型升级新技术及应用

面对黄磷生产被划入限制类工艺的压力,介绍了近期提出并投入生产实践的粉矿制砖、立式烧结、一体化出渣、磷炉尾气高效洗涤、泥磷两级蒸发、磷炉气旋风除尘、间壁冷凝、碱洗脱氟等新工艺、新技术,探索黄磷企业转型升级之路。

田间条件下猪粪炭与黄磷渣配施对土壤镉污染的修复效果

为探究猪粪炭和黄磷渣配施对田间土壤镉(Cd)污染的修复效果,本研究以镉污染水稻田为研究对象,探讨两种钝化材料单施和配施对土壤理化性质、Cd有效态含量、Cd化学形态及水稻不同部位Cd含量的影响.结果表明猪粪炭与黄磷渣配施处理下土壤Cd有效态含量降低幅度最大,达90.49%,单施猪粪炭和单施黄磷渣处理下土壤Cd有效态含量分别降低了69.95%和15.77%.化学形态分析结果表明,相比对照,配施处理下土壤中易迁移的可交换态Cd比例降低了51.21%,而土壤中难迁移的铁锰氧化物结合态和有机结合态Cd比例分别增加了39.73%和38.15%.各处理对水稻生物量都没有负面影响,但水稻各部位Cd含量相比对照均显著降低.配施处理下水稻各部位中Cd含量均低于对照及单施处理,其中水稻籽粒中Cd含量降幅为78.31%,降低至0.05 mg·kg^(−1),远低于国家标准食品污染物限量标准值(<0.2 mg·kg^(−1)).生物炭与黄磷渣配施显著降低水稻土中Cd有效态含量和水稻籽粒中Cd的积累量,对Cd污染水稻田钝化修复效果优于单施处理,本研究结果可为土壤Cd污染的修复提供科学依据.

黄磷渣与硫酸钠-氯化钠制备高温复合相变储能材料

以黄磷渣及硫酸钠-氯化钠(Na_(2)SO_(4)-NaCl)为原料,采用混合烧结法制备了高温复合相变储能材料(C-PCMs),并采用X射线衍射、扫描电镜、热重分析等手段分析了C-PCMs的化学相容性、力学特性、相变特性及热稳定性。结果表明:相变材料Na_(2)SO_(4)-NaCl在高温环境下对黄磷渣的侵蚀作用较小,两者具有良好的化学相容性;随着Na_(2)SO_(4)-NaCl掺量的增加,C-PCMs的结构趋于致密,力学强度及潜热值逐渐增大;当相变材料Na_(2)SO_(4)-NaCl掺量超过60%(质量分数)时,C-PCMs出现明显的泄漏现象;当相变材料Na_(2)SO_(4)-NaCl掺量为60%(质量分数)时,CPCMs的抗压强度、维氏硬度、密度和潜热值分别为122.30 MPa、208.90 HV、2.08 g/cm3和119.09 J/g,经120次热循环,C-PCMs中的Na_(2)SO_(4)-NaCl没有发生泄漏,相变特性也保持良好。

黄磷炉渣制SiO_(2):Tb^(3+)荧光材料及其发光性能研究

以工业废弃物黄磷炉渣为原料,用硝酸浸出得到具有三维网状结构的二氧化硅(SiO_(2))。采用化学沉淀法制备出荧光强度较高以及良好的光学稳定特性的SiO_(2):Tb^(3+)荧光材料。通过X射线衍射、热重-差热分析、红外吸收光谱、扫描电子显微镜和荧光光谱等现代分析手段对荧光材料表面形貌和内部结构特征以及发光性能进行表征测试。结果表明,SiO_(2):Tb^(3+)荧光材料为无定型结构。在激发光谱图中,377 nm(7F 6-5L 10)处有一较强的激发峰,其发射峰位于544 nm处,归属于Tb^(3+)的5D 4-7F 5特征跃迁发射,在紫外光照射下呈现明亮的绿色荧光。经过30天的材料稳定性测试,荧光强度下降速度仅为38 a.u/天,基本保持稳定,证实了该材料具有良好的光学稳定特性。

基于生命周期评价法的黄磷产品碳足迹分析

黄磷作为高耗能、高碳排放产品,摸清其碳排放足迹,促进其低碳发展对中国“双碳”战略具有重要意义。以贵州省某5万t/a黄磷企业为例,采用生命周期评价法(Life Cycle Assessment,LCA),定量分析黄磷产品在其生产过程中的碳足迹(Carbon Footprint),并为其绿色低碳发展提出相应的节能降碳建议措施。研究结果表明:在黄磷生产过程中,每吨黄磷在其生命周期内碳足迹为1.580×10^(4)kg CO_(2);其碳排放主要集中在尾气处理和电力消耗两个方面,二者占总量的90.08%;依据其碳足迹核算结果提出采用绿色电力生产、合理利用磷矿资源地理位置优势、加强工艺控制、黄磷尾气综合利用等减排措施,以此达到减少黄磷产品生产过程碳足迹的目的。

黄磷炉渣制备SiO_(2)基稀土Ce3+掺杂荧光材料的研究

以黄磷炉渣为原料,采用酸浸的方法得到SiO_(2)基体材料,将稀土配合物铈/邻苯二甲酸氢钾掺杂到通过醇酯法改性的SiO_(2)基体材料中,得到SiO_(2)∶Ce^(3+)荧光材料。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和荧光分光光度计对荧光材料进行表征。结果表明:合成的SiO_(2)∶Ce^(3+)荧光材料为无定型结构,形貌为块状颗粒,颗粒表面附着了大量的小颗粒;在检测波长为404nm时得到有效激发,激发主峰为213nm,激发峰强度达到9866;发射主峰为404nm,发射峰强度达到4253,荧光材料发光性能良好。

黄磷生产发展趋势探讨

黄磷是工业生产中的重要原料,在电子工业、医药、食品等多个行业中都有涉足。由于原料、生产工艺、机械设备等环节的影响,导致黄磷生产耗能大、工业生产成本较高,工业生产效益受到影响。新形势下,黄磷工业在我国占据着越来越重要的地位,市场竞争力不断扩大。为推动黄磷工业发展,需提高企业在生产经营过程的市场竞争力。安全环保管理因素、生产控制节能降耗、降低工业生产成本,已成为企业生产重点。重点探讨了黄磷生产发展趋势对企业生产经营的影响。

黄磷渣作为原料在硅酸盐水泥熟料生产的实践

黄磷渣是黄磷厂生产黄磷时产生的工业废渣,它经过高温锻烧后排出进行水淬急冷,长期堆积不仅占用大量的土地,而且对周围环境造成严重的污染。本文通过黄磷渣作为原料在硅酸盐水泥熟料生产的实践,探究黄磷渣对熟料煅烧的影响,达到降低能耗,减少碳排放,提高熟料质量的目的。

黄磷生产节能降碳技术改造的研究与应用

为推动重点领域节能降碳,我国严格能效约束,明确了黄磷行业提效达标目标。基于我国黄磷生产及能耗基本现状,介绍了当前评价黄磷行业节能降碳的能效水平技术指标,重点分析了黄磷生产企业从提升磷矿质量、主要用能设备能效测试和黄磷尾气回收综合利用3个方面实施节能降碳技术改造的应用案例,结果表明,节能降碳技术改造效果显著,可实现年节能量26 120.15 tce,年减少CO_(2)排放量87 951.3 t CO_(2)。

离心粒化的黄磷渣颗粒直径尺寸的研究

为研究高温黄磷熔渣转杯粒化后的颗粒直径,通过中试试验考察了熔渣温度、熔渣流量、转杯转速以及转杯直径等因素对粒化颗粒直径的影响,同时通过波理论建立了粒化颗粒直径的模型公式,试验结果与模型计算结果拟合较好,表明模型计算结果对工程应用有一定的参考意义。

黄磷企业磷粉矿利用研究进展

我国磷矿石多为风化矿,风化磷矿石在开采运输和加工过程中不可避免会产生大量粉矿,而利用电炉法生产黄磷的企业多采用优质的高品位磷块矿为原料进行生产,对磷粉矿的处理方式多为堆存或填埋,既浪费资源,又污染环境。近年来,由于优质磷块矿资源日益枯竭,对磷粉矿的开发利用迫在眉睫。磷粉矿作为一种重要的潜在磷资源,其全面开发利用是未来磷资源可持续发展的基石。基于近年来国内外研究现状,本文系统综述了黄磷企业磷粉矿利用研究进展,总结了四种主要利用方式,包括浓缩富集、粉矿成球、生产肥料和直接使用,希望能为相关研究者提供参考,促进我国磷资源效益最大化,最后指出未来黄磷企业磷粉矿的研究与应用中应重点关注的方向。