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[摘 要]黄磷生产企业生产过程中的一次磷收率是是一个重要的管理与考核指标，制磷企业之间的黄磷单位电耗差距在一定条件下本质上是一次磷收率的差距。
[关键词]一次磷收率；影响因素；同源磷矿石电耗；差距；过程；结果
中图分类号：TD598 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）22-0380-01
黄磷是重要的化工原料，又是高能耗产品，其生产成本中，电力成本一般占65%以上，在黄磷企业市场竞争的日益白热化的今天，黄磷的电能消耗直接决定着黄磷企业的生存与否，因此，千方百计降低吨黄磷的电力消耗，是黄磷企业每天都要面对的课题。值得注意的是，一些企业在绞尽脑汁降低电力消耗的过程中，往往忽略在主要工艺参数基本取得共识和“长、满、稳”的条件下，“磷收率决定电能消耗”这一黄磷生产基本原理，对黄磷生产的一次磷收率重视不够，是同质磷矿石地区黄磷企业电能消耗差距的重要原因之一。因此，笔者对黄磷生产过程一次磷收率的意义及相关因素作一探讨，供同仁参考。
一、一次磷收率是反映黄磷生产企业管理水平和技术水平的综合指标
黄磷企业之间单位黄磷电耗的高低，本质上是磷收率——尤其是一次磷收率的高低，下列公式反映了这一规律：
吨矿电耗×吨磷矿耗（磷收率）=吨磷电耗 （1-1）
在这个等式中，吨矿电耗和吨磷矿耗都是直接影响吨磷电耗的重要因素，但是，吨矿电耗在矿石和工艺参数既定的工艺条件下是相对稳定的，如某制磷企业20000KVA磷炉的吨矿电耗在正常供电情况下，基本稳定在1640t/kwh左右，不难看出，决定吨磷电耗的关键是磷收率的高低。
省内黄磷生产企业的一次磷收率从77～83%不等，其误差高达6%甚至更高。按一个月产800吨的磷炉计，一次磷收率相差6%，可导致月产量差48t，其单位黄磷电耗误差约为894kwh，因此，一次磷收率的高低，不仅直接反映黄磷生产企业管理水平和技术水平的高低，而且决定其在市场竞争中所处的地位。
造成一次磷收率差距的原因，业内人士往往归结于不同的磷矿石所致，这也是客观存在。贵州与云南省的磷矿石品位差距大，CaO、SiO的含量和其它成分不同，一次磷收率的差距较大，单位黄磷的电能消耗差距也大，不能同比。但值得研究和注意的是同地区、同源磷矿石，其磷矿石品位和其它组分的含量，总是围绕一个中心点波动，相对稳定，制磷企业的一次磷收率应该是相对稳定，差距不大，可实际上经常看见制磷企业之间一次磷收率偏差过大。即使同一企业，磷矿石来源稳定，也经常出现不同月份的一次磷收率产生较大差距，如喷淋吸收系统异常，吸收效果差，造成烟气异常损失而导致的一次磷收率降低可达2%以上，可见，一次磷收率是管理水平和技术水平的直接体现。
二、影响黄磷生产一次磷收率的主要因素
下述公式反映磷收率与相关因素的关系：
理论一次磷收率（%）=（100%-磷铁消耗-炉渣损失-烟气损失-磷泥损失-其它损失）%（2-1）
该表明公式
1、磷铁是黄磷的副产品，由于磷铁的存在，其影响磷收率约占3.5～4.5%，决定磷铁生成量的主要因素是磷矿石中的Fe2O3的含量和炉渣酸度指标，因此在目前各制磷企业块矿供应困难，磷矿石来源相对固定和酸度指标稳定前提下，磷铁的损失，基本是不可控的。尽管磷铁仍有一定经济价值，毕竟得不偿失。
2、炉渣损失：黄磷炉渣是影响磷收率的重要因素，相关计算表明，黄磷炉渣中的P2O5每上升1%，其一次磷收率降低3%，目前在大磷炉的企业的炉渣残磷一般控制在2.2～3.5之间，其一次磷收率的差距就相差3.9%，很明显，控制炉渣中的残磷是控制一次磷收率的主要因素。稳定一次磷收率就必须有效控制炉渣中的残磷。
尽管炉渣中的残磷对一次磷收率影响很大，也不是越低越好，应规定一个合理的低限值，而且大磷炉与中小磷炉的残磷控制的低限值也不一样。在黄磷生产中，任何指标的单一追求都会造成炉况恶化，造成电耗上升。
下表反映了在焦炭过量系数一定时，酸度值对残磷的影响（图1）：
该试验充分说明，一次磷收率的高低，直接反映制磷企业的技术管理水平。
3、烟气损失：包括尾气损失和电极与水封的漏气损失，尾气中P4含量的高低，取决于喷淋系统及其吸收效果，由于烟气损失包含P4、PH3，根据管理水平和技术水平的高低，烟气损失在1.～3.5之间，其可控幅度较大。
4、磷泥损失：主要取决于矿石、硅石和煤丁中的粉尘含量，一般在3～5之间。尽管磷泥损失可以通过转锅或热法酸进行二次回收，但增加了回收成本与二次損失，同时造成二次污染，因此精料入炉，水洗原料是目前制磷企业的共识。
5、其它损失：包含水体损失、出炉磷烟气损失、故障损失（如断电极）等。
a）根据2-1公式，理想的一次磷收率（%）=100%-3.5%（磷铁）-7.5%（磷渣）-1%（烟气）-3%（磷泥）-（其它损失）
由于制约一次磷收率的因素较多，目前，省内企业的一次磷收率较好的企业能达到82～83%的水平。
三、控制一次磷收率就是用过程保结果的管理
1、由于行业没有统一的总磷收率标准，不同企业磷收率的计算方法不同。多数企业是用一次磷收率+磷泥回收=总磷收率来计算，部分企业加上磷铁或出售的磷渣（有报道称：国外磷收率可达95%，显然必须包括磷铁），因此，不同企业难以进行总磷收率的比较。单位黄磷电耗的对比也因为计算口径不一而失去意义。
2、矿石品位对单位电耗影响幅度较大，据统计，P2O5含量平均32的矿石，矿石品位每增加或减少个百分点，单位黄磷电耗就会减少或增加400～530kwh。显然，用33品位的磷矿石与用31品位的同源磷矿石生产黄磷，其电耗误差约为1000 kwh，在磷矿石起伏较大情况下，完全用单位黄磷电耗去考核生产车间显然是不科学和不公正的。用一次磷收率就能避免品位变化带来的考核困境。在管理和技术条件不变的条件下，磷矿石品位品位变化1%，一次磷收率约变化0.5～0.7，变化幅度相对较小，比较适合于动态考核，体现经济责任制的公平特性和动态特性。
3、黄磷企业由于经常受电力供应的影响而不能长期稳定地连续生产，每年的大部分时间，黄磷生产企业都要受限电减负荷的制约。只要一限电制磷就得减负荷运行，甚至白天停机，晚上开机，造成电耗大幅上升，导致黄磷生产企业内部单位黄磷电耗的考核无法正常进行，相反，一次磷收率却是个相对稳定的指标，受停、限电的影响较小，利于生产车间的连续考核。
4、黄磷生产企业的内部考核往往以单位黄磷电耗为标准，由于前述的限电、二次回收波动大等原因，一般要月底才能计算当月生产经营效果，用一次磷收率作为考核指标，生产车间一般每月8～10号左右就基本能准确计算出电耗与一次磷收率，如果发现偏差，容易提前找出原因和纠正偏差，达到以过程保结果的管理。
参考文献
[1] 匡国明.我国黄磷工业现状和可持续发展方向，磷肥与复肥2005.2.
[2] 顾志勤：黄磷生产中的能耗和节能措施综述，磷硫设计与粉体工程 2006.1.
[3] 孙志立：炉渣酸度对制磷工艺及经济技术指标的分析，磷硫设计与粉体工程 2006.3.
[4] 陈继善：我国黄磷产业现状及发展要求，磷硫设计与粉体工程，2006.4.
作者简介
周廷栋，男，汉族，56岁，大学本科，工程师，贵州开磷集团生产部工作。
[关键词]一次磷收率；影响因素；同源磷矿石电耗；差距；过程；结果
中图分类号：TD598 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）22-0380-01
黄磷是重要的化工原料，又是高能耗产品，其生产成本中，电力成本一般占65%以上，在黄磷企业市场竞争的日益白热化的今天，黄磷的电能消耗直接决定着黄磷企业的生存与否，因此，千方百计降低吨黄磷的电力消耗，是黄磷企业每天都要面对的课题。值得注意的是，一些企业在绞尽脑汁降低电力消耗的过程中，往往忽略在主要工艺参数基本取得共识和“长、满、稳”的条件下，“磷收率决定电能消耗”这一黄磷生产基本原理，对黄磷生产的一次磷收率重视不够，是同质磷矿石地区黄磷企业电能消耗差距的重要原因之一。因此，笔者对黄磷生产过程一次磷收率的意义及相关因素作一探讨，供同仁参考。
一、一次磷收率是反映黄磷生产企业管理水平和技术水平的综合指标
黄磷企业之间单位黄磷电耗的高低，本质上是磷收率——尤其是一次磷收率的高低，下列公式反映了这一规律：
吨矿电耗×吨磷矿耗（磷收率）=吨磷电耗 （1-1）
在这个等式中，吨矿电耗和吨磷矿耗都是直接影响吨磷电耗的重要因素，但是，吨矿电耗在矿石和工艺参数既定的工艺条件下是相对稳定的，如某制磷企业20000KVA磷炉的吨矿电耗在正常供电情况下，基本稳定在1640t/kwh左右，不难看出，决定吨磷电耗的关键是磷收率的高低。
省内黄磷生产企业的一次磷收率从77～83%不等，其误差高达6%甚至更高。按一个月产800吨的磷炉计，一次磷收率相差6%，可导致月产量差48t，其单位黄磷电耗误差约为894kwh，因此，一次磷收率的高低，不仅直接反映黄磷生产企业管理水平和技术水平的高低，而且决定其在市场竞争中所处的地位。
造成一次磷收率差距的原因，业内人士往往归结于不同的磷矿石所致，这也是客观存在。贵州与云南省的磷矿石品位差距大，CaO、SiO的含量和其它成分不同，一次磷收率的差距较大，单位黄磷的电能消耗差距也大，不能同比。但值得研究和注意的是同地区、同源磷矿石，其磷矿石品位和其它组分的含量，总是围绕一个中心点波动，相对稳定，制磷企业的一次磷收率应该是相对稳定，差距不大，可实际上经常看见制磷企业之间一次磷收率偏差过大。即使同一企业，磷矿石来源稳定，也经常出现不同月份的一次磷收率产生较大差距，如喷淋吸收系统异常，吸收效果差，造成烟气异常损失而导致的一次磷收率降低可达2%以上，可见，一次磷收率是管理水平和技术水平的直接体现。
二、影响黄磷生产一次磷收率的主要因素
下述公式反映磷收率与相关因素的关系：
理论一次磷收率（%）=（100%-磷铁消耗-炉渣损失-烟气损失-磷泥损失-其它损失）%（2-1）
该表明公式
1、磷铁是黄磷的副产品，由于磷铁的存在，其影响磷收率约占3.5～4.5%，决定磷铁生成量的主要因素是磷矿石中的Fe2O3的含量和炉渣酸度指标，因此在目前各制磷企业块矿供应困难，磷矿石来源相对固定和酸度指标稳定前提下，磷铁的损失，基本是不可控的。尽管磷铁仍有一定经济价值，毕竟得不偿失。
2、炉渣损失：黄磷炉渣是影响磷收率的重要因素，相关计算表明，黄磷炉渣中的P2O5每上升1%，其一次磷收率降低3%，目前在大磷炉的企业的炉渣残磷一般控制在2.2～3.5之间，其一次磷收率的差距就相差3.9%，很明显，控制炉渣中的残磷是控制一次磷收率的主要因素。稳定一次磷收率就必须有效控制炉渣中的残磷。
尽管炉渣中的残磷对一次磷收率影响很大，也不是越低越好，应规定一个合理的低限值，而且大磷炉与中小磷炉的残磷控制的低限值也不一样。在黄磷生产中，任何指标的单一追求都会造成炉况恶化，造成电耗上升。
下表反映了在焦炭过量系数一定时，酸度值对残磷的影响（图1）：
该试验充分说明，一次磷收率的高低，直接反映制磷企业的技术管理水平。
3、烟气损失：包括尾气损失和电极与水封的漏气损失，尾气中P4含量的高低，取决于喷淋系统及其吸收效果，由于烟气损失包含P4、PH3，根据管理水平和技术水平的高低，烟气损失在1.～3.5之间，其可控幅度较大。
4、磷泥损失：主要取决于矿石、硅石和煤丁中的粉尘含量，一般在3～5之间。尽管磷泥损失可以通过转锅或热法酸进行二次回收，但增加了回收成本与二次損失，同时造成二次污染，因此精料入炉，水洗原料是目前制磷企业的共识。
5、其它损失：包含水体损失、出炉磷烟气损失、故障损失（如断电极）等。
a）根据2-1公式，理想的一次磷收率（%）=100%-3.5%（磷铁）-7.5%（磷渣）-1%（烟气）-3%（磷泥）-（其它损失）
由于制约一次磷收率的因素较多，目前，省内企业的一次磷收率较好的企业能达到82～83%的水平。
三、控制一次磷收率就是用过程保结果的管理
1、由于行业没有统一的总磷收率标准，不同企业磷收率的计算方法不同。多数企业是用一次磷收率+磷泥回收=总磷收率来计算，部分企业加上磷铁或出售的磷渣（有报道称：国外磷收率可达95%，显然必须包括磷铁），因此，不同企业难以进行总磷收率的比较。单位黄磷电耗的对比也因为计算口径不一而失去意义。
2、矿石品位对单位电耗影响幅度较大，据统计，P2O5含量平均32的矿石，矿石品位每增加或减少个百分点，单位黄磷电耗就会减少或增加400～530kwh。显然，用33品位的磷矿石与用31品位的同源磷矿石生产黄磷，其电耗误差约为1000 kwh，在磷矿石起伏较大情况下，完全用单位黄磷电耗去考核生产车间显然是不科学和不公正的。用一次磷收率就能避免品位变化带来的考核困境。在管理和技术条件不变的条件下，磷矿石品位品位变化1%，一次磷收率约变化0.5～0.7，变化幅度相对较小，比较适合于动态考核，体现经济责任制的公平特性和动态特性。
3、黄磷企业由于经常受电力供应的影响而不能长期稳定地连续生产，每年的大部分时间，黄磷生产企业都要受限电减负荷的制约。只要一限电制磷就得减负荷运行，甚至白天停机，晚上开机，造成电耗大幅上升，导致黄磷生产企业内部单位黄磷电耗的考核无法正常进行，相反，一次磷收率却是个相对稳定的指标，受停、限电的影响较小，利于生产车间的连续考核。
4、黄磷生产企业的内部考核往往以单位黄磷电耗为标准，由于前述的限电、二次回收波动大等原因，一般要月底才能计算当月生产经营效果，用一次磷收率作为考核指标，生产车间一般每月8～10号左右就基本能准确计算出电耗与一次磷收率，如果发现偏差，容易提前找出原因和纠正偏差，达到以过程保结果的管理。
参考文献
[1] 匡国明.我国黄磷工业现状和可持续发展方向，磷肥与复肥2005.2.
[2] 顾志勤：黄磷生产中的能耗和节能措施综述，磷硫设计与粉体工程 2006.1.
[3] 孙志立：炉渣酸度对制磷工艺及经济技术指标的分析，磷硫设计与粉体工程 2006.3.
[4] 陈继善：我国黄磷产业现状及发展要求，磷硫设计与粉体工程，2006.4.
作者简介
周廷栋，男，汉族，56岁，大学本科，工程师，贵州开磷集团生产部工作。