Способ получения сульфида кальция

Авторы патента:

C01B17/44 - получение путем восстановления сульфатов

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для переработки фосфогипса, отхода производства экстракционной фосфорной кислоты, на сульфид кальция. Цель изобретения - увеличение скорости процесса восстановления сульфата кальция в сульфид кальция и упрощение его аппаратурного оформления. Это достигается тем, что к исходному материалу добавляют полукокс из каменного угля, содержащего более 20% летучих веществ, в количестве, соответствующем молярному соотношению C:CA SO<SB POS="POST">4</SB> = 0,3 - 1,5:1. Процесс ведется в печи кипящего слоя при 800 - 1000°С в восстановительной газовой среде, получаемой путем сжигания углеводородного топлива при недостатке кислорода в раздельной камере горения. При этом желательно восстановление осуществлять в присутствии колчеданного огарка, что позволяет в 2 раза сократить расход полукокса. Продолжительность процесса составляет 10 - 28 мин при степени конверсии 82 - 85%. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 С 01 В 17/44

О((ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4263502/31-26, 4264021/31-26 (22) 16.06.87 (46) 15.12.89 ° Бюл, № 46 (71) Таллиннский политехнический институт (7?.) А.И.Триккель, Р.О.Куусик и М.А.Вейдерман (53) 661.842.511 (088.8) (56) Патент США ¹ 3551100, кл. 23-137, 1965. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДА КАЛЬЦИЯ (57) Изобретение относится к химеческой промьшшенности и может быть использовано для переработки фосфогипса, отхода производства экстракционной фосфорной кислоты, на сульфид кальция. Цель изобретения вЂ” увеличение скорости процесса восстановления сульфата кальция в сульфид кальИзобретение относится к способам получения сульфида кальция иэ сульфида кальция, в частности из фосфогипса, являющегося отходом производства экстракционной фосфорной кислоты.

Цель изобретения вЂ” интенсификация и упрощение процесса.

Пример. В качестве исходного сырья используют фосфогипс и каменный уголь. Фосфогипс предварительно о прокаливают в течение 1 ч при 600 С для полного удаления влаги и перевода сульфата кальция в ангидритную форму. При этом получают продукт с содержанием, %: Р<О 1,62; нераст„.SU 1528724 А1

2 ция и упрощение его аппаратурного оформления, Это достигается тем, что к исходному материалу добавляют полукокс из каменного угля, содержащего более 20% летучих веществ, в количестве, соответствующем молярному соотношению С:CaSO -=0,3-1,5:1. Процесс ведется в печи кипящего слоя при 800-1000 (; в восстановительной газовой среде, получаемой путем сжигания углеводородного топлива при недостатке кислорода в раздельной камере горения. При этом желательно восстановление осуществлять в присутствии колчеданного огарка, что позволяет в 2 раза сократить расход полукокса. Продолжительность процесса составляет 10-28 мин при степени конверсии 82-85%. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. воримый остаток 0,55; полуторные

20з + Al О з) О, 53; SiO

0,39; CaS()4 остальное.

Каменный уголь, содержащий в сухом веществе 57,5% С; 23,5% летучих веществ (V ) и 19,0% золы (Ас), подвергают полукоксованию при 550 С до исчезновения в отходящих газах паров смолы. Состав полученного полукокса: 66,0% С; Ч =12,2%; Ас=21,8%.

Предварительно прокаленный фосфогипс и полукокос измельчают в шаровой фибрационной мельнице, гранулируют на дисковом грануляторе диаметра

0,55 м с использованием в качестве связующей добавки 10%-ного раствора

1528724 сульфитно-спиртовой барды в количестве, обеспечивающем конечную влажность смеси ?ОХ. Полученные гранулы сушат при 150 С до влажности 1214Х, а затем восстанавливают в печи кипящего слоя. Печь состоит из двух камер, разделенных перфорированной решеткой. В нижнюю камеру горения подают 0,39 м /ч смеси пропана-бутана и 5,8 м /ч воздуха. Полученный при этом восстановительный газ через перфорированную решетку подают в камеру реакции, где гранулы в псевдосжиженном слое восстанавливаются газом при 900 С.

Показатели процесса восстановления фосфогипса с добавкой полукокса представлены в табл.1.

Как следует из данных табл. 1, введение полукокса в сульфат кальция в молярном соотношении С:CaSO =0,34

1,5:1 сокращает продолжительность процесса от 55 до 10-28 мин. Увеличение же количества полукокса до соотношения 2,0:1 снижает содержание

CaS и резко повышает содержание углерода в готовом продукте до 7,8Х.

Использование полукокса, полученного из угля с содержанием летучих веществ менее 201, снижает степень разложения сульфата кальция до 32Х, При восстановлении Са804 газообразным восстановителем, полученным при неполном сжигании углеводородного топлива, процесс протекает в интервале 800-1000 С по следующим основным реакциям:

CaSO4 + 4CO=CaS + 4СО, CaSO + 4H =CaS + 4H O.

40 ф

Ускоряющее влияние добавки полукокса каменного угля обяъсняется выделением из него при нагрузке в интервале 600-1000 С дополнительного количества газовых восстановителей

45 (Н, СН, С H ), которые взаимодействуют с CaSO по реакциям:

CaSO< + CHq =CaS + 2Н О + СО ;

CaSO< + C

С + C0 =2CO при этом определяющим является то обстоятельство, что укаэанные газообразные восстановители создают внутри гранулы восстановительную среду и тем самым дают ускоряющий эффект в начальной стадии процесса.

Пример 2. Фосфогипс и каменный уголь предварительно обрабатывают как в примере 1 и затем дополнительно еще смешивают с колчеданным огарком, содержащим 70,1 Ре 0>, в количестве, обеспечивающем молярное соотношение Fe<0>.С:Са$0 =0,0025-0,04:

:0,3-1,5:1.

Далее процесс ведут как по примеру 1 °

Результаты представлены в табл.2 и 3.

Как показывает сравнение данных табл. 1 и 2, 3, при одной и той же продолжительности процесса расход углерода в присутствии Fe O > в 2 раза меньше.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить продолжительность процесса от 55 до 7-28 мин, а также упростить процесс за счет проведения его в одну стадию вместодвух по прототипу.

Формула изобретения

1. Способ получения сульфида кальция из сульфата кальция, включающий обработку последнего газообразным восстановителем при 800-1000 С в псевдоожиженном слое, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации и упрощения процесса, сульфат кальция используют в смеси с полукоксом, полученным иэ каменного угля, содержащего более 207. летучих веществ, в молярном соотношении

CaSO4.C=1:0,3-1,5.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что, с целью снижения расхода полукокса, процесс ведут в присутствии колчеданного огарка, взятого в количестве, обеспечивающем молярное соотношение Fe. Ñ:CaSO<= =0,0025-0,04:0,3-0,6: 1.

1528724

Таблица1

Время

Характеристика продукта при продолжительности опыта

20 мин для достижения о сав 75 е мин

Содержа- Содержание ние углеCaS рода, Х

Степень конверсии о сазе

34,5

53,9

68,1

77,6

82,3