Способ извлечения фосфора из шлама

 

Союз Советскнк

Социапнстмчесния

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>856976 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.02.79 (21) 2721199/23-26 (51)М. Кл. с присоединением заявки HP

С 01 В 25/01

Гасударственный явмнтет

СССР.вв делам изобретеннй н открытий (23) Приоритет (53) УДК 661 631 (088.8) Опубликовано 230881 Бюллетень NP 31

Дата опубликования описания 2 3. 08. 81

E.Ñ. Бугенов, Т.М. Альжанов, В.И. Ба)ймуратс в,-, °

Ю.Я. Судьенков и С.Г. СолтаноФа

1 . .

t (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФОСФОРА ИЗ ШЛАМА фосфор $2 ) Изобретение относится к области производства фосфора и может быть использовано для переработки фосфорных шламов.

Известен способ извлечения фосфора иэ фосфорсодержащих шламов экстракцией легким пиролизным маслом при

900С. При этом соотношение фосфора к органическому растворителю составляет 1115 . а время процесса 60 мин 1).

Недостатком данного способа является использование легковоспламеняющегося пиролизного масла, высокая температура и длительность процесса.

Известен также способ извлечения фосфора экстракцией его галоидзамещенными органическими соединениями, заключающийся в том, что фосфор, загрязненный механическими и органическими примесями, интенсивно перемешивают с галоидорганическим соединением при температуре выше температуры плавления фосфора, с последующим расслоением смеси на три фазы: верхняя — водная с механическими примесями, средняя — галоидорганическая фаза и нижняя — очищенный

Недостатком этого способа является низкая степень извлечения фосФора: 29-32% из шламов, содержащих

3,0-4,0% фосфора.

Цель изобретения — повышение степени извлечения фосфора.

Поставленная цель достигается тем, что фосфорсодержащий шлам обрабатывают смесью хлорорганического соединения и перекиси водорода при температуре 50-60 С и соотношении хлорорганическое соединение: перекись водорода и фосфор, равном

8-10 : 0,02-0,05:1.

Степень извлечения фосфора составля-т 80-85%. Необходимо отметить, что предварительная обработка шлама перекисью водорода с последук.щим введением хлорорганического соединения приводит к значительному снижеьию степени извлечения фосфора, несмотря на то, что перек ись водорода вводится в незначительном количестве.

Выбор оптимальных параметров проведения процесса. Оптимальным температурным режимом ведения процесса извлечения фосфора является t 5060 С. Проведение обработки шлама при температуре менее 50 С не позволяет о достичь необходимой степени изнлече856976 ния фосфора, кроме того, извлеченный фосфор загрязнен механическими прио месями. При температуре выше 60 С происходит или нскипание реакционной смеси, или снижение степени извлечения фосфора. Трихлорэтилен или четыреххлористый углерод, используют при весовом соотношении хлорорганическое соединение: Р, равном 8-10:1, что позволяет достичь высокой степени извлечения фосфора: 80-85%. При весовом соотношении CHC (=CCRC или

CCf4 : Р4 менее 8:1 степень извлечения фосфора снижается до 72-74%, Увеличение расхода хлорорганического соединения (весовое соотношение

СНС =СС Kg (или СС f.g): P4 более

10:1) не целесообразно, так как это не приводит к увеличению степени извлечения фосфора.

Оптимальным соотношением Н О . P4 является несовое соотношение (0,020 05) : 1, так как при Н О . Р4 менее 0,02 и более 0,05 наблюдается резкое снижение степени извлечения фосфора (до 65%).

Для уменьшения загрязнения фосфора хлорорганическим соединением необходима промежуточная емкость для сбора фосфора, в которую фосфор сливается после процесса разделения под слой воды и нагревается до температуры кипения азеотропной смеси хлорорганического соединения с водой. Исходя из этого, наиболее экономичными являются хларорганические соединения, имеющие небольшую разность между температурой процесса выделения фосфора и температуПой кипения азеотропной смеси. К таким хлорарганическим соединениям относится четыреххлористый углерод и трихлорэтилен. Данные соединения хорошо отделяют фосфор от механических примесей, незначительно растворяются в воде и фосфоре и имеют температурную разность между процессом извлечения фосфора и кипением азеотропной смеси для ССF у 6-16, а для

СНСE.-=ССf.z 13-23

Пример 1. В реактор с мешалкой объемом. 50 смэ помещают 8,2 r I шлама, содержащего 37,3% фосфора, и термостатируют при 55 С. Включают мешалку и в реактор подают одновременно 0,5 см 28Ъ-ной перекиси водорода и трихлорэтилен или четыреххлористый углерод, нагретые до

55ОC. Соотношение в нес.Ъ Н202 . Р„ составляет 0,05:1. Перемешивание осуществляют в течение 10 мин. Затем перемешивание прекращают и через 15 мин происходит расслаивание реакционной смеси. На дне реактора собирается чистый фосфор. Данные о влиянии количества трихлорэтилена или четыреххлористого углерода на степень изнлечения фосфора представлены н табл.1.

Из таблицы видно, что за оптималь ное соотношение хлорорганическое соединение : фосфор можно принять соотношение (8-10):1, так как при этом достигается достаточно высокая степень извлечения фосфора (80-85%).

Пример 2, В реактор с мешалкой объемом 50 см помещают 38 г шла- ма, содержащего 3% фосфора, и термостатируют при 55 С. Включают мешалку и одновременно с перекисью водорода

fO подают 11,4 г четыреххлористого уг лерода (весовое соотношение СС 4г Р4 =

10:1) . Перемешинание ведут в тече,ние 10 мин после чего перемешивание прекращают и по истечении 15 мин эа

15 счет расслаивания реакционной смеси на дне реактора собирается чистый фосфор. Зависимость степени извлечения фосфора четыреххлористым углеродом и перекисью водорода от весового щ саотношения перекись водорода : фос.фор (Н О . P ) прЕдставлена в табл.2.

Из данных таблицы можно делать зывод, что при весовом соотношении H> 0 .. Р4. = (0,02-0,05).: 1 достигается наибольшая степень извлечения фосфора (81-83% ) .

Пример 3, Условия опыта те же, что в примере 1.. Извлечение фосфора ведут смесью перекиси водорода и трихлорэтилена, взятого при

30 весовом соотношении СЙС f=CС tg г Р4.

9:1. Зависимость степени извлечения фосфора от соотношения перекись водорода : фосфор представлена в табл.3.

На основании таблицы можно делать вывод, что оптимальным весовым соотношением Н20 . Р, является соотно шение, равйое 0,02-0,05.

Зависимость степени извлечения

40 фосфора от температуры представлена н табл.4.

Содержание фосфора н шламе 37,3%;. соотношение хлорорганического соединения: Н О P4 = 9 0 05 1 ° Лз данных таблицы можно сделать вывод, что обработку шлама необходимо проводить при 50,-60 С, так как при этом достигается достаточно высокая степень извлечения фосфора.

Пример 4. В термостатированный .реактор объемом 50 смЗ загружают 8,1 r шлама, содержащего 37,3% фосфора и термостатируют при 55©С.

Туда же приливают 0,3 см 283-ной перекиси водорода, . Через 5 мин, добавляют в реактор

27,0 г трихлорэтилена нагретого до

55 С. При перемешивании процесс ведут 10 мин. Соотношение CHC )CC f

Р4 : Н О = 9:1:0,03. Выделяют

60 1,5 г фосфора. Степень извлечения фосфора составляет 50%.

Сраннительные данные по степени извлечения фосфора из шлама известным способом и предложенным отражены в

65 .табл. 5.

856976.Таблица 1

20:1

Степень -извлечения

Р4 при обработке шлама смесью СНС K

СС t.g + Н202

72,7 80,5 84,8 85,2 85,2. 85, 1

Степень извлечения

Р при обработке шлама смесью СС (4 +

+ H2O2

74 2 79 0 82 4 83,3 83 3 83 4

Таблица 2 °

Степень извлечения фосфора,Ъ

65,8

83,3

8:2,6

81, 1

69,6

Таблица 3

Соотношение

Н202 . Р4, 0,01:1 0,02:1 P вес.%

Степень извлечения фосфора,%

70,9

55,4

84,8

80,5

Таблица 4

50 60 70, Температура, С о

Степень извлечения Р4 смесью

2 2

64,2 84,8 81,2 77,8

Степень извлечения Р4 смесью

СС 4 + Н20

71,4

Данные таблицы позволяют сделать следующие выводы:

1. Обработка шлама перекисью во1дорода без использования хлорорганического соединения не оказывает никакого влияния на степень извлечения фосфора.

2. Степень извлечения фосфора прй обработке шлама только трихлорэтиленом или четыреххлорнстым углеродом не превышает 32%.

3. Обработка шлама смесью перекиси водорода и трихлорэтнлена или четырех хлористого углерода позволяет достичь

81-85% степени извлечения фосфора.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволит повысить степень извлечения фосфора в 2,5 раза.

82,4 .79,1 Вскипание смеси, 856976

Таблица 5

Способ

Соотношение

Температура, С

Степень извлечения,%

Н 01 < Р4

=(0 02-;0,05 :1) 55

СНСЕ - СНСИ :Р10 в1

СС $4r Р4

10!1

32,6

29,2

Предлагаемый способ извлечения фосфора:

1) СНС (- СНСЕ +

+, Н2О1

2) сс Е4 + Н20

cHc l снс е2

: н1оз, . Р4 = (8-10) е (D, 024

- 0,05)ю1

CCt4 И О r p,: (8-10) r (0,02-;

400 в

80+85

Формула. изобретения

1. Способ извлечения фосфора нз шлама, включающий обработку его хлорорганическим реагентом при температуре 50-60 С, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью повышения степени извлечения, хлорорганнческий реагент берут в смеси с перекисью водорода.

1 . Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что соотношение хлорорганнческого реагента, пере30

2. Патент СЫА В 2123554, ° . кл. 23-223, 1938.

Составитель В. Гродзовская

Редактор С. Патрушева Техред Н. Ковалева Коррц к тор В ° Си ни цк а я

Тирам 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7118/29 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Извлечение Р4 при обработке шлама перекисью водорода

Известный способ извлечения фосфора

1) снс Е - снс (1

2) СсС

ыиси водорода и фосфора берут равным

8-10 0,02-0,05:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Материалы"23 научно-теоретической конференции йрофессорско-ripeподавательского состава КазХТИ, Чимкент, 1977, с. 181..