Способ обесфторирования фосфатного сырья

 

Изобретение относится к способам обесфторивания фосфатного сырья с повышенной концентрацией магнийсодержащих примесей и позволяет сократить расход топлива и потерь фосфорной кислоты при одновременном сохранении высокой степени обесфторивания готового продукта. Способ осу- ..ществляют путем гидротермической обработки магнийсодержащего фосфатного сырья в присутствии фосфорной кислоты и соединений кальция с температурой плавления выше 1400 с, взятых в количестве, обеспечивающем соотношение Mg и СаО в обрабатываемом сырье, равное 0,5-15:1. Целесообразно в качестве кальцийсодержащей добавки использовать окись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция, фосфат кальция, сульфат кальция или фторид кальция. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК è 4 С 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ

h0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4133386/23-26 (22) 16 ° 10.86 (46) 23.02.89. Бюл. Р 7 (72). Б.П.Соболев, В .Ф.Кармьппов, Е.В.Третьяк, В.Г.Зареченный, И.П.Воробьева.- и В.A.Îñêàëåíêo (53) 631 .82 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 352860, кл. С 05 В 13/02,. 1972. (54) СПОСОБ ОБЕСФТОРИВАНИЯ ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к способам обесфторивания фосфатного сырья с повышенной концентрацией магнийсодержащих примесей и позволяет сок1

Изобретение относится к способам получения обесфторенных фосфатов из сырья с повышенной концентрацией в нем магнийсодержащих примесей.

Целью изобретения является снижение расхода топлива и потерь фосфорной кислоты при переработке магнийсодержащего фосфатного сырья при одновременном сохранении высокой степени обесфторивания готового продукта.

Способ обесфторивания магнийсодержащего фосфатного сырья включает

его гидротермическую переработку в присутствии фосфорной кислоты и соединений кальция с температурой плаво. ления выше 1400 С, которые добавляют в количестве, необходимом для получения соотношения MgO:СаО в обраба-, тываемом сырье, равного 0,5-15: 1.

„„SU„„1460059 А1 ратить расход топлива и потерь фосфорной кислоты при одновременном сохранении высокой степени обесфторивания готового продукта. Способ осу,ществляют путем гидротермической обработки магнийсодержащего фосфатного сырья в присутствии фосфорной кислоты и соединений кальция с темо пературой плавления выше 1400 С, взятых в количестве, обеспечивающем соотношение Ия и СаО в обрабатываемом сырье, равное 0,5-15:1. Целесообразно в качестве кальцийсодержащей добавки использовать окись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция, фосфат кальция, сульфат кальция или фторид кальция. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

В качестве кальцийсодержащей добавки используют окись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция, фосфат кальция, сульфат кальция или фторид кальция.

Процесс обесфторивания фосфатного сырья в присутствии фосфорной кислоты протекает с образованием промежуточной жидкой фазы, от количества которой и ее свойств зависит стабильность протекающего в печи процесса получения обесфторенного фосфата.

Жидкая фаза растворяет в себе крис- . таллы апатита, при этом в результа,те отгонки фтора в газовую фазу кристаллизуется конечный продукт— трикальцийфосфат. Наличие в фосфатном сырье соединений магния, например фостерита, оливинита, алюмосиликатов магния, заметно увеличивает

0059

3 146 количество жидкой фазы, повышающей скорость растворения фосфатного сырья. В результате материал подплавляется при более низких температурах. Чтобы исключить протекание этого процесса, необходимо к магнийсодержащему сырью добавлять такие соединения кальция, которые вступают во взаимодействие с жидкой фазой с образованием высокотемпературных фосфорно-кальций-магниевых соединений, при этом количество соединений кальция изменяют в зависимости от содержания в сырье магниевых примесей.

Таким образом, соединения кальция позволяют регулировать процесс и поддерживать оптимальное количество жидкой фазы, не снижая скорости процесса обесфторивания.

Влияние количества вводимых в обрабатываемое сырье соединений кальция с температурой плавления вьш е о

1400 С на производительность печи, снижение расхода топлива, потери фосфорной кислоты показано в табл. 1, (в качестве кальцийсодержащей добавки используют Са(ОН) ; влияние различных кальциевых добавок на показатели процесса переработки фосфорного сырья, содержащего повышенные количества примесей Mg — в табл.2.

Пример 1. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 6,07. МяО, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 100 кг Р О на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде Са SiO в количестве 1,6% для получения соотношения NgO:CaO=

=15: 1. Полученную смесь обжигают в о печи при средней температуре 1340 С и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,157. Производительность печи 8 т/ч. Затраты энеркг усл,топл. гии 0,86 кг Р О прод

Потери Р О в виде фосфорной кисJIoTbl О, О 1 г/т фоссырья °

Пример 2. 1000 кг фосфатного сыр ья, с одержаще го 57 Mg О, смешив ают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 90 кг Р О на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде СаО в количестве 37 для получения соотношения MgO:Са0=1,66: 1. Получено ную смесь обжигают в печи при 1350 С и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,127 ° Производительность печи 10,5 т/ч. Затраты энер- . кг.усл.топл. гии 0,7

Kl P 0 . пр од.

Потери фосфорной кислоты 0,004 г„

Р О /т продукта.

Пример 3. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 6,6 NgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 95 кг Р О на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде СаО в количестве 3% для получения соотношения NgO:Са0=2,2-1. Полученную смесь обжигают в печи при

1350 С; и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0 147.. Производительность печи 11 т/ч.

Потери фосфорной кислоты 0,0065 г

Р О /т продукта.

Пример 4. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 4,87 Ngo, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 85 кг Р О> на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде Са(ОН) в количестве 3,2% для получения соотношения NgO:Ñà0=2: 1.

Полученную смесь обжигают в печи при

1350 С и получают качественный клинкер с содержанием 0,157 фтора. Производительность печи 12 т/ч.

Потери фосфорной кислоты 0,005 r

Р О

35 честве 84 кг Р О на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде

Ca(OH)< в количестве 0,667 для получения соотношения MgO:Са0=4: 1. Полученную смесь обжигают в печи при

40 1350 С и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,14 . Производительность печи 11 т/ч. Затраты кг усл .топл. энергии 0,7 кг Р<0>прод

45 Потери фосфорной кислоты 0,006 г

Р 05/ г продукта

Пример 6. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 5,07 MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 86 кг Р О íà i т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде апатитового концентрата, взятого в количестве. 50 кг для получе55 ния соотношения NgO:Ñð0=2:1. Полученную смесь обжигают в печи при

1350 С и получают качественный клин" кер с содержанием фтора О, 157. Производительность печи 12 т/ч. Затраты

1460059 кг.усл.топл. энергии 0,65 кг Р О прод. кг усл.топл.

Затраты энергии 0,8 — — — - - — -

Р О прод.

Потери фосфорной кислоты 0,005 r

Р О >/т продукта. 5

Пример 7. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 2,5X MgO, смешивают с фосфорнои кислотои, Взятои В количестве 100 кг PzO на 1 т фосфатного

10 сырья, и соединениями кальция в виде апатитового концентрата, взятого в количестве 500 кг для получения соотношения MgO:Са0=0,5:1. Полученную смесь обжигают в печи при 1320 С и

15 получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,18 . Производительность печи 9 т/ч. Затраты энергии кг усл.т

0,78 кг Р О z np.

25Формула.изобретения

35

Потери фосфорной кислоты 0,006 кг

PzO>/т продукта.

Пример 9. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 3,8X MgO, смеши- 40 вают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 84 кг PzO s.на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде CaFz в количестве 2,5% для поучения соотношения MgO;Сао=2,1:1. 45

Полученную смесь обжигают в печи при о

1360 С и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,16 . Производительность печи 9,0 т/ч.

Потери Р О в виде фосфорной кислоты 0,009 r Р О / r продукта.

Пример 8. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 4X MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 85 кг Р О на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде

CaSO4 в количестве б для получения соотношения MgO:Са0=2,2: 1. Получено ную смесь обжигают в печи при 1350 С и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,12 . Производительность печи 10,0 т/ч. Затратыэнеркг усл.топл. гии 0,75 кг Р Оз прод.

Потери фосфорной кислоты 0,005 кг

Р О /т продукта.

Таким образом, проведение процесса обесфторивания фосфатного сырья, содержащего более 2 магния (в пересчете на MgO), по предлагаемому спо" собу по сравяению с известным позволяет повысить производительность процесса от 4 5 до 8-12 т/ч, снизить расход условного топлива от 1, 1-1,3 до 0,65-0,86 т/ч, сократить потери фосфорной кислоты от i 5 кг до 0,01-.

0,001 кг/т продукта. При этом содержание фтора в готовом продукте не превышает 0,2 . Переработка магнийсодержащего фосфатного сырья по известному способу приводит к увеличению фтора в продукте до 0,5 ., что не соответствует требованиям ГОСТа.

1. Способ обесфторивания фосфатного сырья, включающий его гидротермическую обработку в присутствии фосфорной кислоты и соединений кальция с температурой плавления выше 1400 С, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива и потерь фосфорной кислоты при переработке фосфатного сырья с повышенной концентрацией в нем магнийсодержащих примесей при одновременном сохранении высокой степени обесфторивания готового продукта, соединения кальция используют в количестве, обеспечивающем соотношение MgO:СаО в обрабатываемом сырье, равное 0,5-15:i.

2. Способ по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что в качестве соединений кальция с температурой о плавления выше 1400 С используют окись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция, фосфат кальция, сульфат кальция или фторид кальция.

1460059

Т & б II н Ц а

1, Параметрм способа

Показатели прн соотношении Hg0:Ñà0 !

16!! 15!! .10!1 5:1 2<1 1>1 0,5!l 0,1>1

Фнанчаское состояние материала в печи

Спек Спек Спек Спек

План Спек Спек Спек

Проиэводительность печи, т/ч

4,5 8

12 10 8 5

9>5 10 5

0,86 0>80 0,72

0>74 0 86 1,1

0 65

1>3

Потери фосфорной кислоты, r Р,От/т продукта

0,003 0,001 0,001

0>005

0>01 0,009 0,007

1500

Таблнца2

Соотношение

Hg0:Ñà0

Расход топлива, Вид добавки кг уел,топл кг Р> Оа прод

1360

0,003

0,74

10 > 0

Окись кальция 1:1

Сульфат кальция в пересчете иа СаО 1,2:!

0,75

10,0

0,006

1350

Фтарид кальция в пересчете иа СаО 1,8:1

9,0

0,005

0,80

1360

Гидроокись кальция в пересчете на СаО 2;1

1350

0,65

0,005, Силикат кальция а пересчете ла СаО. 1: 1

0,70

1360

0,78

1350

Фасфат кальция 0,5 :!

Составитель В.Вилинская

Техред А.Кравчук Корректор В.Гирняк

Редактор Н.Гунько

Заказ 410/23 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,301

Расход топлива> кг усл.таил а кг Р О прод.

Темпаратура обесфторива" ння, С

Производитель" пасть, печи т/ч

Потери фосфорной кислоты, кг/т продукта

0,007

0,007,