Способ очистки фосфорного шлака
Авторы патента:
Изобретение относится к способам очистки фосфорного шлака от фосфина, фтористого водорода и сероводорода. Предлагаемый способ очистки позволяет достичь степени очистки фосфорного шлака от сероводорода и фтористого водорода 98,5 и 99,9% соответственно. Это достигается тем, что в качестве добавки к фосфорному шлаку при сухом помоле используется ванадий содержащий конвертерный шлак при следующем соотношении компонентов, мас.%: ванадийсодержащий конвертерный шлак 0,5 - 2,0; фосфорный шлак остальное. 2 табл.
Изобретение относится к способам очистки фосфорного шлака от фосфина, фтористого водорода и сероводорода с целью последующего использования шлака в производстве строительных материалов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки фосфорного шлака, включающий сухой помол шлака при 30-40оС в присутствии феррошлака и электросталеплавильного шлака при следующем соотношении компонентов, мас.%: феррошлак 1-3; электросталеплавильный шлак 2-4; фосфорный шлак остальное /1/. Недостатком данного способа очистки фосфорного шлака является неполное удаление сероводорода и фтористого водорода, степень очистки от которых составляет 90,0 и 95,0% соответственно. Целью изобретения является повышение степени очистки фосфорного шлака от сероводорода и фтористого водорода. Цель достигается тем, что в способе очистки фосфорного шлака, включающем сухой помол при 30-40оС в присутствии добавки, в качестве добавки при помоле вводят ванадийсодержащий конвертерный шлак при следующем соотношении компонентов, мас.%: ванадийсодержащий конвертерный шлак 0,5-2,0; фосфорный шлак остальное. В предлагаемом способе очистки ванадийсодержащего конвертерного шлака и предлагаемое соотношение добавки и фосфорного шлака позволяет достичь высокой степени удаления вредных примесей сероводорода и фтористого водорода в фосфорном шлаке. При взаимодействии с влагой воздуха в результате гидролиза примесей фосфидов, сульфидов и фторидов кальция фосфорный шлак выделяет в атмосферу фосфин, сероводород и фтористый водород. В процессе помола осуществляется очистка шлака механокаталитическим способом за счет окисления воздухом фосфидов и сульфидов до фосфатов и сульфатов и превращение свободных молекул воды, осуществляющих гидролиз фторидов, в гидроксил-ионы. В качестве катализатора в предлагаемом способе очистки используется ванадийсодержащий конвертерный шлак металлургического производства, в составе которого имеются Y2O5 и MnO, осуществляющие каталитическое окисление фосфидов и сульфидов кислородом в механохимическом режиме. Предлагаемые в качестве добавки ванадий и марганец, содержащий шлак, характеризуются более высокой каталитической активностью, чем известные добавки, что обусловлено совместным присутствием ванадия и марганца в шлаке, причем марганец содержит слабосвязанный кислород, а ванадий - крепко-связанный кислород. Присутствие в шлаке кислорода с существенно отличающейся энергией связи обуславливает синергетический эффект (неаддитивный), за счет чего осуществляется высокая каталитическая активность добавки и повышается степень очистки шлака от сероводорода и фтористого водорода. Концентрацию вредных веществ в исходном фосфорном шлаке и после помола его с добавкой ванадийсодержащего конвертерного шлака определяли следующим образом: 5 г шлака помещали в кварцевую трубку диаметром 1,0 см, высотой 10 см, нагревали до 300оС. Через шлак со скоростью 30 мл/мин пропускали в течение 1 ч инертный газ (аргон или азот), который анализировали на содержание фосфина, сероводорода, фтористого водорода. Количество вредных веществ, определенное в пропущенном объеме газа (1,8 л), соответствует количеству вредных веществ в 5 г шлака. В качестве сырьевых материалов использовали гранулированный фосфорный шлак Чимкентского производственного объединения "Фосфор" и находящийся в отвалах ванадийсодержащий конвертерный шлак Карагандинского металлургического комбината. П р и м е р 1. 5 г фосфорного шлака, содержащего, мг/г: фосфин 0,053; сероводород 0,08; фтористый водород 0,0024, смешивают с 0,025 г ванадийсодержащего конвертерного шлака. При этом смесь содержит, мас.%: ванадийсодержащий конвертерный шлак 0,5; фосфорный шлак 99,5, фосфорный шлак с добавкой подвергают помолу в агатовой ступе до удельной поверхности 2800-300 г/см2 при 30оС. Концентрация вредных веществ, определенная в молотом шлаке, составляет, мг/г: фосфин 0,000; сероводород 0,0015; фтористый водород 0,00003. Степень очистки фосфорного шлака от вредных веществ составляет, %: по фосфину 100; по сероводороду 97,5; по фтористому водороду 98,7. П р и м е р 2. 5 г фосфорного шлака, содержащего, мг/г; фосфин 0,053; сероводород 0,09; фтористый водород 0,0024, смешивают с 0,05 г ванадийсодержащего конвертерного шлака. При этом смесь содержит, мас.%: ванадийсодержащий конвертерный шлак 1,0; фосфорный шлак 99,0, фосфорный шлак с добавкой подвергают помолу при 35оС при условиях примера 1. Концентрация вредных веществ, определенная в молотом шлаке, составляет, мг/г: фосфин 0,000; сероводород 0,0012; фтористый водород 0,000017. Степень очистки фосфорного шлака от вредных веществ составляет, %: по фосфину 100; по сероводороду 98; по фтористому водороду 99,0. П р и м е р 3. 5 г фосфорного шлака, содержащего, мг/г: фосфин 0,053; сероводород 0,09; фтористый водород 0,0024, смешивают с 0,1 г ванадийсодержащего конвертерного шлака. При этом смесь содержит, мас.%: ванадийсодержащий конвертерный шлак 2,0; фосфорный шлак 98,0, фосфорный шлак с добавкой подвергают помолу при 40оС при условиях примера 1. Концентрация вредных веществ, определенная в молотом шлаке, составляет, мг/г: фосфон 0,000; сероводород 0,0009; фтористый водород 0,00001. Степень очистки фосфорного шлака от вредных веществ составляет, %: по фосфину 100; по сероводороду 98,5; по фтористому водороду 99,9. Содержание в фосфорном шлаке, очищаемом предлагаемым способом, добавки ванадийсодержащего конвертерного шлака ниже 0,5 мас.% не позволяет очищать фосфорный шлак от вредных примесей с высокой степенью очистки, так как вводимое количество добавки недостаточно для осуществления каталитического действия (пример 4). П р и м е р 4 (запредельные значения). 5 г фосфорного шлака, содержащего мг/г: фосфин 0,053; сероводород 0,09; фтористый водород 0,0024, смешивают с 0,02 г ванадийсодержащего конвертерного шлака. При этом смесь содержит, мас. %: ванадийсодержащий конвертерный шлак 0,4; фосфорный шлак 99,6. Фосфорный шлак с добавкой подвергают помолу при 40оС при условиях примера 1. Концентрация вредных веществ, определенная в молотом шлаке, составляет, мг/г: фосфин 0,00026; сероводород 0,003; фтористый водород 0,00007, что превышает в два раза ПДК этих веществ в воздухе производственных помещений. Степень очистки фосфорного шлака от вредных веществ составляет, %: по фосфину 99,6; по сероводороду 95,0; по фтористому водороду 95,84. Содержание в фосфорном шлаке, очищаемом предлагаемым методом, ванадийсодержащего конвертерного шлака выше 2 мас.% нецелесообразно, так как дальнейшее повышение его количества не вызывает снижения содержания вредных примесей в фосфорном шлаке. Однако увеличение расхода добавки ухудшает качество шлака для его использования в производстве строительных материалов. П р и м е р 5 (запредельные значения). 5 г фосфорного шлака, содержащего, мг/г: фосфин 0,053; сероводород 0,09; фтористый водород 0,0024, смешивают с 0,15 г ванадийсодержащего шлака металлургического производства. При этом получают шлак, содержащий, мас.%: ванадийсодержащий шлак металлургического производства 3,0; фосфорный шлак 97,0. Фосфорный шлак с добавкой подвергают помолу при 40оС при условиях примера 1. Концентрация вредных веществ, определенная в молотом шлаке, составляет, мг/г: фосфин 0,00; сероводород 0,0012; фтористый водород 0,000017. Степень очистки фосфорного шлака от вредных веществ составляет, %: по фосфину 100; по сероводороду 98,0; по фтористому водороду 99,0. Химический состав сырьевых материалов представлен в табл.1. Сравнительные данные известного и предлагаемого способов представлены в табл.2. Из приведенных примеров видно, что по предлагаемому способу очистки содержание сероводорода, фтористого водорода в фосфорном шлаке снижается в 2-4 раза соответственно по сравнению с известным.Формула изобретения
СПОСОБ ОЧИСТКИ ФОСФОРНОГО ШЛАКА, включающий сухой помол шлака при 30 - 40oС в присутствии добавки, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки фосфорного шлака от сероводорода и фтористого водорода, в качестве добавки при помоле вводят ванадийсодержащий конвертерный шлак при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ванадийсодержащий конвертерный шлак - 0,5 - 2,0 Фосфорный шлак - ОстальноеРИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Вяжущее // 2005697
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к изготовлению шлакоблоков, шлакоплит, а в композиции с различными наполнителями- бетонных смесей
Вяжущее // 1788951
Изобретение относится к составам сырьевых смесей для получения щелочных вяжущих и может быть использовано в промышленности строительных материалов, С целью получения высококачественной модификации искусственного шлака, имеющего постоянный химический и минералогический состав, низкую температуру плавления t 1180-1350°С, короткий цикл производства 1,5- 2ч до полного расплавления , высокое содержание стеклофазы 98-100%, насыпную плотность 640-700 кг/м3, модуль основности 1,31-1,83 и коэффициент качества Кк 2,2-2.9, сырьевая смесь содержит, мас.%: дефекат - отход производства сахара 67-74, супесь - остальное
Способ изготовления шлакопортландцемента // 1759801
Вяжущее // 1753683
Способ получения вяжущего // 1719337
Изобретение относится к технологии получения строительных материалов и может быть использовано при получении вяжущих на основе портландцемента
Вяжущее // 1715742
Вяжущее // 2110493
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве декоративных строительных растворов и бетонов
Способ определения количественного содержания шлака и других минеральных добавок в цементах // 2111184
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству и применению цементов с добавками, в том числе шлаков
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам получения стали и гидравлически активных связующих
Изобретение относится к способу утилизации пыли, образующейся при восстановлении железной руды
Бесклинкерное композиционное вяжущее // 2139263
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для производства стеновых материалов, в частности для производства безобжигового кирпича и стеновых блоков полусухого прессования
Изобретение относится к способу получения сульфатного цемента или заполнителей из сульфатного цемента, причем гидравлически активные синтетические шлаки с основностью шлака CaO/SiO2 между 1,35 и 1,6, как, например, шлаки от сжигания мусора и/или доменные шлаки в смеси со шлаками от производства стали после восстановления оксидов металлов в расплаве, и с содержанием Al2O3 10-20 вес
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к легкобетонным смесям для теплоизоляционных изделий, используемых в ограждающих конструкциях
Вяжущее // 2186043
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе сталеплавильных и доменных шлаков, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, а также строительных растворов
Декоративный шлаковый цемент // 2232139
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерных шлаковых вяжущих, применяемых для получения декоративных цементов, а также для растворов и бетонов на их основе
Щлакощелочное вяжущее // 2247697
Изобретение относится к шлакощелочным материалам и может быть использовано в качестве самостоятельного строительного материала или в составе бетонных смесей для дорожного, гражданского и промышленного строительства