Способ переработки фосфогипса

 

09 (И), СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

NW

РЕСПУБЛИК

С 01 В 17/50

jf

Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ н aBTDPCKOHhf СЕИаатаъатвм (21) 3393637/23-.26 (22) 05.02.82 (46 ) 23.07.83; Бюл. в 27 (72) Б.П. Соболев, В.Н . Носов и А,А. Новиков (53) 661.842.532(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

В 698916, кл. С 01 В 17/50, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2944922/26, 1980 (прототип.). (54 )(57 ) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФОГИПСА путем термического разложения его при .повышеннмх температурах в присутствии углеродсодержащей добавки, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения, интенсифйкации процесса и повцшения концентрации 502 в отходящих газах, к фосфогипсу перед термическим разложением добавляют природный фосфат s моличестве 3-10 мас.ч. иа 1еф мас.ч. фосфогипса и углародаищержащув добавку в количестве, обееиечиааищем восстановительный аетеициЖл а3нмВа иа уровне 7-35, а обжиг ведут при

906-%080@C.

1030310

40

Количество природного фосфата, мас.ч. на

100 мас. ч. фосфогипса

Налипание материала

Концентрация 502, Ъ

Налипание

11,4

Нет

10,9

То же

9,4

8,2

Изобретение относится к области переработки фосфогипса, являющегося отходом производства экстракционной ,фосфорной кислоты, на сернистый газ и огарок.

Известен способ переработки фосфогипса с получением извести и сернистого газа, заключающийся в том, что к фосфогипсу добавляют

30-32Ъ окиси кальция, 3,4-4,2Ъ кокса и обжигают при 1230-1280 С (1 3.

Недостатками этого способа являются налипание материала на стенки печи, низкая концентрация 50 в от2 ходящих газах, высокие температуры обжига материала, длительность процесса и высокий расход энергии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки фосфогипса на двуокись серы и известь путем термического разложения фосфогипса при 1100

1350@С н присутствии 4,5-5,5Ъ углеродсодержащей добавки — графитовой пыли, отхода электродного производства. Восстановительный потенциал среды, н которой ведут обжиг, оцениваемый отношением содержания в газовой фазе окиси к двуокиси углерода, образующихся при сжигании топлина, составляет 5.,4-6,6, время обжига при этом 20-30 мин (2 J.

Недостатками известного способа являются налипание материала на стенки печи при низких температурах, низкая концентрация $0 2 в отходящих газах (9Ъ) и длительность процесса.

Цель изобретения - упрощение и интенсификация процесса за счет устранения налипания материала на стен, ки печи прн низких температурах и повышение концентрации S0 в отхо2 дящйх газах.

Поставленная. цель достигается тем, что перед термическим разло,жением к фосфогийсу добавляют природный фосфат в количестве 310 мас. ч. на 100 мас. ч. фосфогипса и углеродсодержащую добавку в количестве, обеспечивающем носстановительный потенциал среды на уровне 7 - 35, а обжиг ведут при 9001080 C.

Ведению процесса термического разложения фосфогипса препятствует присутствующая в нем водорастворимая форма Р О . Фосфорная кислота при разложении фосфогинса вступает во взаимодействие с окисью кальция с образованием конденсированных фосфатов с относительно невысокими температурами плавления.

Образующиеся фосфаты являются ,центрами образования жидкой фазы

s интервале 900 — 1050ОС, которая за счет замедления скорости диффузионного процесса приводит к накол(лению жидкой фазы и налипанию материала на стенки печи.

При этом, чем выше скорость начала разложения фосфогипса и концентрация восстановителя в процессе, тем быстрее образуется и накапливается жидкая фаза.

При смешении фосфогипса с природным фосфатом, н качестве которого могут быть использованы апатиты и фосфориты различных месторождений со структурой фторапатита, фосфат вступает во взаимодействие с фосфорной кислотой с образованием гидрата монокальцийфосфата

Са(Н2РО, ) Н О, который,при нагревании материала дегидратируется,вступая во взаимодействие с фосфатным минералом с образованием конденсированных фосфатов кальция. B свою очередь, последние реагируют с фосфатами с образованием трикальцийфосфата. При снижении содержания водорастворимой Р20 в фосфогипсе до 0,3% процесс образования трикальцийфосфата завершается при 900 С. С ростом содержания водорастворимой

Р20 снижается температура взаимодействия конденсированных фосфатов с фосфатным минералом. Однако добавление природного фосфата одновременно снижает и концентрацию 502, поэтому его добавка ограничена интерналом 3-10 мас.ч. на 100 мас. ч. фосфогипса. ,Пля температур обжига материала .

1000 С и времени обжига 10 мин влияние добавок природного фосфата к фосфогипсу на показатели процесса представлено в табл. 1.

Таблица 1

При Добавлении природного фосфата к фосфогипсу в количестве

? мас.ч. происходит налипание материала на стенки печи. При добанле1030310

Зависимость концентрации получаемого SO от восстановительного потенциала среды и времени процесса представлена в сабл. 2.

Таблица 2 нни природного фосфата к фосфогипсу в количестве 15 мас.ч. в значительной степени снижается концентрация

SOg в отходящих газах.

Восстановительный потенциал.17

27 35

18 15 . 10 5

Время процесса, мин

9,0 10,1 10,8 11,4 12,3

Концентрация SO

8,9

Зависимость концентрации получае- 2О тенциала и температуры показана в мого SO> от восстановительного по- табл. 3.

Таблица 3

Температура, С

1000

900

1080

Восстановительный потенциал

27 35 7

7 27 . 35. 7

27 35

10,8 11,9 12,3 10,1 11,4 11,9 9,6 10,4 10,9

Концентрация SO@

Состави

Техред С

Редактор р. Безвершенко

Заказ 5096/24 Тираж 471, йодпиеиое

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и Отярытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 1. 1000 кг фоефогипса смешивают с 30 кг природного фосфата. В качестве углеродсодержа- щей добавки берут каменный уголь в количестве, обеспечивающем создание восстановительного потенциала среды, равного 35. Обжиг ведут при 900ОС в течение 15 мин и получают сернистый газ с концеитраiргей 11,4% S02.

Налипания материала на стенки аппаратуры не происходит.

Пример 2. 1000 кг фоефогипса смешивают с 50 кг природного фосфата н углеродсодержашей добавкой (каменный уголь )s количестве, обеспечивающем создание восстановительного потенциала среды, равного

17. Обжиг ведут при 100Î С в течение 10 мин и получают сернистый газ с концентрацией 10,9%. Налипа»ния материала на стенки печи не происходит, 0 р и м е р 3. 1000 кг фосфогинса смешивают с 160 кг природного фосфата и углерсщсодержашей добав«..: кой (крменньсй уголь ) в количестве, 46 обеспечивающем создаиже вОсетаиоэательного. потенциала, равного 7. 06жиг.ведут при 1080 С в течение

5 мии и получавт сернистый ras c концентоацией 9,6% 30й. Налипания

45 материала ие ироисходит.

В качестве воеатаиовителей s нроцессе могут аримеияться тааже окись углерода, сернистый каменный уголь, сернистый нефтяной кокс, графитовая щель.

Изобретение позволяет исключить налинаиие материала иа стенки печи при иивкик температурах ы тем са» мым упростить и иитеиеифицкровать процесс, повысмть концентрацию

Ф0 в ОтхОдящих газах с 9 дО 12 ° ЗФ. тель В. Нирша . .Мигунова . Корректор А. Шишкина