Способ получения фосфорсодержащих газов

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 310778 (2! ) 2649212/23-26 (51)М, Кл.з

С 01 В 25/02 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (53) УДК 661.631 (088.&) Опубликовано 3008.81. Бюллетень 1ей 32

Дата опубликования описания 300881

ЬСЙ;Сад (,! ( йА П:НтИОГЕ)(НИ%% ЬА !

БИБАИПТГн (72) Автор изобретения

Д. 3. Крикливый

Львовский ордена Ленина политехническйй инс (71) Заявитель (5 4 ) СПОСО Б ПОЛУЧЕН ИЯ ФОСФОРСОДЕРЖАЩИХ

ГАЗОВ

Изобретение относится к технологии получения фосфорсодержащих газов, которые применяются для получения фосфора, серофосфора, фосфорных солей, удобрений и т. д.

Известен способ получения фосфорсодержащих газов путем нагревания фосфатного сырья, кокса и флюса,в электропечах до 1500-1600 С (1).

Известен также способ получения фосфора путем восстановления фосфатного сырья в присутствии флюсующих добавок в аппаратах шахтного типа природным газом при 1200-1350 С. При этом 5-10Ъ общего количества природного газа вводят в торец аппарата, а остальной газ вводят равномерно по всей длине аппарата до концентрации его 5-20 об.В. Природный газ, вводимый в торец аппарата, разбавляют на

70-90% отходящими газами до или после конденсации из них фосфора (2 1.

Недостатком укаэанных способов является высокая температура процесса.

Цель изобретения — упрощение способа эа счет снижения температуры процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения фосфорсодержащих газов путем восстанов- 30 ления фосфатного сырья природным газом при повышенных температурах в природный газ вводят газообразные соединения серы в количестве, обеспечивающем соотношение углерод:сера равным (1-6).:1.

Предлагаемы способ позволяет снизить температуру процесса до 8001100 С.

При введении соединений серы в количестве меньшем отношения 6:1 увеличиваются продолжительность процесса и расход газа, а вводить их больше чем 1г1 нецелесообразно.

Пример 1. Берут 5 г фосфата железа, загружают в реактор и восстанавливают природным газом в смеси с сероводородом при 800 С. В результате равномерного пропускания через фосфат на протяжении 2 ч 3,5 л природного газа и 2,7 л сероводорода степень восстановления фосфата железа составляет 97,6Ъ. Железо в восстановленном остатке связывается В сульфид. В газовой фазе образуются 8-103 элементарного фосфора, 80-85% соединений фосфора с серой и следы фосфина.

Пример 2. Берут 5 г фосфата алюминия, загружают в реактор и восстанавливают природным газом в

859291

1О

Формула изобретения

Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7452/35

Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 смеси с сероводородом при 1000 (.

В результате равномерного пропускания через фосфат на протяжении 1,5 ч

2,7 л природного газа и 2,7 л сероводорода степень восстановления фосфата составляет 98,2Ъ. Выход элементарного фосфора от восстановленного составляет 25-30Ъ, выход сульфидов фосфора 70-73Ъ, потери фосфора в виде фосфина составляют 1-2Ъ. В твердом остатке образуется окись алюминия.

Пример 3. Берут 5 r фосфа,та кальция, загружают в реактор и прй о

1100 С восстанавливают природным газом, разбавленным смесью водорода с окисью углерода (Н2.СО = 2:1), в сме1э си с двуокисью серы. В результате равномерного пропускания на протяжении

1 ч 2,3 л сернистого газа, 10 л природного газа и 10 л смвси водорода с окисью углерода степень восстановления фосфата составляет 97,8Ъ. Выход элементарного фосфора от восстановленного составляет 22-27Ъ, сульфидов фосфора 70-75Ъ, потери фосфора в виде фосфина составляют около 3Ъ. В 25 твердом остатке образуются 80-85Ъ сульфида кальция и около 10Ъ СаО.

Пример 4. Берут 5 г фосфорита, содержащего, Ъ: Р О 29,0; СаО щ

48,0; 5 0 19,0; А120 1,5; М90 1,5;

Fe203 0,5 и К20 0,5, загружают в реактор и при 1100 С восстанавливают природным газом, разбавленным смесью водорода с окисью углерода (Н2 .CO = 35

2:1), в смеси с сероводородом. При пропускании через фосфорит 5 л природного газа, 5 л смеси СО с водородом и 4,5 л сероводорода на протяже нии 1 ч степень восстановления фосфорита составляет 98,2Ъ. Выход фосфора 40 от восстановленного составляет 23Ъ, сульфидов фосфора 72Ъ и водородных соединений фосфора 4Ъ. Выход сульфида кальция в твердом остатке составляет 74Ъ от содержащего СаО в навес- 4 ке фосфата.

Пример 5. Берут 1000 кг фосфора состава, Ъ: Р20 29,0; СаО 48,2;

S i 0g 19,0; А 20Э 1, 5; Mg0 1,5; Fy 0

О, 5 и К20 О, 5, и загружают в реактор. о

При 1050-1100ОC через реакционную зону пропускают 850 м газовой смеси, 1 содержащей природный газ и сероводород в соотношении 1:1, и 425 м возвратной газовой смеси. В результате проведения окислительно-восстановительного процесса получают 870 кг

Составитель Б.

Редактор М. Митровка Техред М. Рейв твердых продуктов, 30-35 кг элементарного фосфора в газовой смеси и

340-360 кг соединений серы с фосфором, которые могут быть сконденсированы с газовой фазы или же использованы для непосредственного получения фосфорных солей, минуя конденсацию.

Пример 6. В кварцевый реактор диаметром 20 мм между асбестовыми тампонами загружают фосфат железа по длине реактора 10 см. Реактор с фосфатом устанавливают B горизонтально установленную электропечь, проводят промывку его инертным газом, а таэем нагревают электропечь до заданной температуры, при которой включают подачу восстановительной газовой смеси с объемной скоростью 0,6 л/ч. При пропускании смеси природного газа с сероводородом в соотношении С:5 =(2:1)— (6:1) в газовых продуктах or 800 до

1000 С сульфиды фосфора отсутствуют..

Предлагаемый способ получения фосфорсодержащих газов позволяет снизить температурный режим восстановления фосфатных руд на 200-300 по сравнению с известным твердофазным способом и на 500-700О по сравнению с электротермическим способбм, за счет чего н; снижаются энергозатраты на проведение процесса. Кроме того, отсутствие флюсов в составе фосфатной ших ы в предлагаемом способе увеличивает производительность аппаратуры в 1,5-2 раза.

Способ позволяет вовлечь в фосфорное производство неиспользуемые в существующих технологических схемах фосфаты алюминия, железа, магния, щелочных и других металлов и комплексно вести их переработку

Способ получения фосфорсодержащйх газов путем восстановления фосфатного сырья природным газом при повышенных температурах, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения способа эа счет снижения температуры процесса, в природный гаэ вводят гаэообразные соединения серы в количестве, обеспечивающем соотношение углерод:сера равным (1-6):1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Поэин М. Е. Технология минеральных солей. 1974, т. 2, с. 946951.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 538985, кл. С 01 н 25/02, 02.01.75.

Шаронов

Корректор A. Гриценко