Способ извлечения фосфора из шлама
Изобретение относится к переработке фосфорных шламов, образующихся при электротермическом производстве фосфора . Цель изобретения -упрощение процесса при сохранении высокой степени извлечения фосфора. Способ заключается в подаче струи шлама на плоскость, при этом контакт частиц шлама с плоскостью осуществляется однократно, нормальную составляющую скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью рассчитывают по формуле VH V sin a К, где V - скорость струи шлама на выходе из сопла, м/с; аугол наклона оси ;труи шлама к плоскости, град; К - коэффициент сопротивления среды , находящейся между соплом и пластиной . Нормальную составляющую скорости струи шлама в момент контакта с плоскостью поддерживают равной 11-12 м/с. Степень извлечения фосфора при переработке шламов разных типов: с размером частиц 6- , 6- 1 , 1 6 10 4мкми мкм-составляет 99,0- 99,9%, содержание основного вещества в фосфоре 99,7 - 99,9%. 1 з.п.ф-лы, 2 табл. С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (1! ) (si)s С 01 В 25/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1(, р бд (Ъ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779895/26 (22) 09.01,90 (46) 15.06.92. Бюл,¹22 (71) Казахский научно-исследовательский и проектный институт фосфорной промышленности (72) Г.П.Черепанова, Л.А.Ашкинази, Л.М,Воложин, В.А.Ершов и А.С.Макаров (53) 661.631 (088.8) (56) Патент США N 4481176. кл. С 01 В 25/01, 1984, (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФОСФОРА ИЗ
ШЛАМА (57) Изобретение относится к переработке фосфорных шламов, образующихся при электротермическом производстве фосфора. Цель изобретения — упрощение процесса при сохранении высокой степени извлечения фосфора. Способ заключается в
Изобретение относится к способам переработки фосфорных шламов. образующихся при электротермическом производстве фосфора, Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения фосфора из шлама, включающий его измельчение до размера частиц не более 1560 мкм с последующим отделением фосфора фильтрацией, При этом измельчение осуществляют, например, в дезинтеграторе Рица. Степень извлечения фосфора составляет 99,0 — 99,5%, содержание основного вещества 99,5—
99,7%.
Несмотря на то, что известный способ позволяет перерабатывать шламы различных типов и обеспечивает высокую степень подаче струи шлама на плоскость, при этом контакт частиц шлама с плоскостью осуществляется однократно, нормальную составляющую скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью рассчитывают по формуле VH = V За а К, где V — скорость струи шлама на выходе из сопла, м/с; а— угол наклона оси струи шлама к плоскости, град; К вЂ” коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и пластиной. Нормальную составляющую скорости струи шлама в момент контакта с плоскостью поддерживают равной 11 — 12 м/с.
Степень извлечения фосфора при переработке шламов разных типов: с размером частиц<6 10 мкм 6 10 — 1 10 мкм 1 10—
6 10 мкм и > 6 10 мкм — составляет 99,0-4 -4
99,9% содержание основного вещества в фосфоре 99,7 — 99,9%. 1 з.п.ф-лы, 2 табл, извлечения фосфора, он сложен в осуществлении, так как пр здусматриваетдвустадийную обработку шлама: измельчение и фильтрацию, необходимость которой вызвана тем, что при многократных контактах измельченных частиц фосфора между собой и частиц минеральной части шлама, являющихся стабилизаторами эмульсии фосфор— вода, происходит вторичное эмульгирование системы. В данном процессе измельчение способствует улучшению стадии фильтрации.
Цель изобретения — упрощение процесса при сохранении высокой степени извлечения фосфора.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения фосфора из
1740316 шлама, включающему измельчение последнего с последующим отделением продукта, измельчение ведут подачей струи шлама на плоскость с нормальной составляющей скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью, рассчитываемой по формуле
V,=V Sina . К, (1) где V — скорость струи шлама на выходе из сопла, м/с;
a — угол наклона оси струи шлама к плоскости, град;
К вЂ” коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и плоскостью.
Нормальную составляющую скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью поддерживают равной 11 — 12 м/с, и контакт частиц шлама с плоскостью осуществляют однократно.
Чем ближе угол а к 90 . тем меньше отличается скорость струи шлама в устье сопла от ее нормальной составляющей. Наиболее оптимальным является угол, равный
90, при котором требуется наименьшая скорость струи шлама в устье сопла при данных условиях.
Пример 1. Способ осуществляют s аппарате динамической коагуляции (АДК), АДК представляет собой емкость, заполненную водой (или газом), с пластиной внутри, к которой подводится транспортный шламопровод с соплом на конце. Пластина находится на расстоянии 0,1 — 0,3 м от конца сопла.
Диаметр сопла составляет 25 мм.
Фосфорный шлам, содержащий, мас;%: фосфор 59,54; минеральная часть шлама
12,48; вода 27,98, с размером частиц < 6 . 10 мкм и температурой 50 С в количестве 15,3 т подают в АДК со скоростью 11,3 м/с. По формуле (1) рассчитывают нормальную составляющую скорости струи шлама, которая равна 11 м/с, и поддерживают ее на этом уровне. Коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и пластиной, полученный расчетным путем, равен
0,97, Так как пластина перпендикулярна оси струи шлама, угол c = 90О, Частицы шлама, вылетая из сопла, ударяются о плоскость пластины. При этом происходит разрушение структурно-механического барьера мицелл шлама, С пластины разрушенный шлам стекает в емкость.
Фосфор коалесцирует и оседает на дно anпарата, а минеральная часть шлама вымывается водой. При смачивании частиц минеральной части шлама на их поверхности образуется гидратная оболочка, препятст5 вующая вторичному образованию шлама.
Получают 9,018 т фосфора.Степень извлечения фосфора составляет 99,0 Д, содержание основного вещества
99,7; .
10 Пример 2. В условиях, аналогичных примеру 1, извлекают фосфор из фосфорных шламов разных типов, меняя нормальную составляющую скорости струи шлама.
Результаты экспериментов приведены
15 в табл.1.
Из данных табл,1 следует, что оптимальной составляющей скорости струи шлама является 11 — 12 м!с, так как при этом достигается высокая степень извлечения фосфо20 ра из шламов разного типа и высокое содержание основного вещества в фосфоре.
Для всех типов шламов увеличение или уменьшение величины нормальной состав25 ляющей скорости струи шлама приводит к снижению степени извлечения фосфора.
Сравнительные данные по эффективности известного (прототипа) и предлагаемого способов приведены в табл.2.
30 Предлагаемое техническое решение в сравнении с прототипом позволяет упростить процесс при обеспечении высокой степени извлечения фосфора из шлама, Формула изобретения
35 1. Способ извлечения фосфора из шлама, включающий измельчение последнего с последующим отделением продукта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса при сохранении высокой степени
40 извлечения, измельчение ведут подачей струи шлама на плоскость с нормальной составляющей скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью, рассчитываемой по формуле Ч = V sin а К, где V — скоро45 сть струи шлама на выходе из сопла, м/с; а — угол наклона оси струи шлама к плоскости. град; К вЂ” коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и плоскостью,и равной 11 — 12 м!с.
50 2, Способ по п,1, отл и ч а ю щи и с я тем, что контакт частиц шлама с плоскостью осуществляют однократно.
1740316 Таблица
Нормальная составляющая скорости шлама, м/с
Скорость Степень изструи шла- влечения ма., м/с фосфора из шлама, Угол наклона оси струи шлама, град
Содержание основного вещества, Тип фосфорного шлама
Состав шлама, мас. %
Фосфор 59,54
МЧШ 12,48
Вода 27,98
Размер частиц
< 6 10 мкм
Состав шлама, мас, Фосфор 70,1
МЧШ 4,8
Вода 25,1
Размер частиц
6 10 — 1 . 10 мкм
Состав шлама, мас о
Фосфор 81,3
МЧШ 3,5
Вода 15,2
Размер частиц
1 10 4 — 6 10 мкм
Состав шлама, мас, %
Фосфор 44,3
МЧШ 7,1
Вода 48,6
Размер частиц
> 6 10 мкм
2,5
3,0
6,5
8,5 . 9,0
11
11,5
12,0
13,0
11,0
2,5
3,0
6,5
8,5
9,0
1 1,0
11,5
12,0
13,0
11,0
2,5
3,0
6,5
8,5
9,0
11.0
11,5
12,0
13,0
11
2,5
3,0
6,5
8,5
9,0
1 1,0
1 1,5
12,0
13,0
11,0
2,4
3,1
6,7
8,8
9,3
t1,3
11,8
12,4
14,4
16,4
2.6
3,1
6,7
8,8
9,3
11,3
11,8
12,4
14,4
16,4
2,6
3,1
6,7
8.8
9,3
11,3
11,8
12,4
14,4
16,4
2,6
3,1
6,7
8,8
9,3
11,3
1 1,8
12,4
14,4
16,4
5,0
8,0
19,0
25,0
88,6
99,0
99,2
99;0
87,0
99,0
10,2
15,3
85,0
98,3
98,7
99,8
99,9
99,7
84,0
99,0
18,1
97,3
98,5
98,6
98,7
99,5 99,8
99,6
90,0
99,1
15,3
82,4
91,3
92,6
97,2
99,2
99,0
99,1
80,6
99,4
Таблица 2
88,0
89,0
96,1
97,3
99,2
99,7
99,9
99,9
89,0
99,6
90,3
95,8
99,6
99,8
99,8
99,8
99,9
99,8
89,5
99,2
96,3
99,7
99,8
99,8
99,9
99,8
99,9
99,7
97,0
99,2
94,7
99,1
99,7
99,8
99,8
99,9
99,8
99,8
99,2
99,0
