Способ получения сульфида кальция

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii>994399 (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено. 28. 05.81 (2>) 3298666/23-.26

Р М К з

С 01 В 17/44 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (33) УДК66 1. 842 (088.8) Опубликовано 0.7.02. 83.Бюллетень Мо 5

Дата опубликования описания 09.02.83

В.Н Ченцов, В.С. Епифанов, Т.В. Олейнико ф, A.Â. Сафонов, Л.И. Сосунова и A.Е. Попов",l . Л". ( ф:

Воскресенский филиал Научно-исследователь кого„,, * института по удобрениям и инсектофунгицид м - - ----.=. . - А нм. проф. Я.В. Самойлова (72) Авторы изобретеии я (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДА

КАЛЬЦИЯ

Изобретение относится к химической технологии переработки фосфогипса на сульфид кальция и может быть использован в производстве серной кислоты и фосфоизвеети.

Известен способ получения сульфида кальция путем пропускания водорода через слой сульфата кальция при

870-920 С (1j.

Недостатками способа являются использование дорогого восстановителя-водорода, невысокий выход сульфи да кальция и заметные потери серы в газовую фазу.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сульфида кальция, в котором об:киг фосфогипса ведут в смеси с коксом.

Обжиг проводят в электрической пеЧи.

Для предотвращения окисления сульфида кальция над твердой базой пропускают очищенный от кислорода азот.

При мольном соотношении углерода кок са.к сульфату кальция 5:1 достигается наивысший выход сульфида кальция

99.,:Ъ и минимальные потерч серн в газовую фазу - 5%. Обжиговый газ состоит из азота, диоксида углерода, диоксида серы и следов оксида углерода (2).

Недостатки способа состоят э невозможности повышения выхода сульфида кальция и уменьшения потерь серн в газовую среду, непригодность применения обжигового газа в качестве топлива или технологического газа, удорожание процесса эа счет использования инертного газа.

Цель изобретения состоит в увеличении выхода сужфида кальция, уменьшении потерь серы и воэмо:кности использования теплотворной способности обжигового газа.

Поставленная цель достигается тем, что восстановление фосфогипса ведут в кислородо-воздушном дутье при мольном соотношении сульфат кальция: углерод г кислород = 1:10,0-11,1:3,03,6.

Способ позволяет увеличить выход сульфида кальция до 99,699,7%, уменьшить потери серн .в газовую фазу до

0,3-0,4% и использовать обжиговый газ в качестве высококалорийного топлива или технологического газа, в котором содержание оксипа углерода в зависимости от концентрации кислорода в исходном кислородо-воздушном дутье мо-, 994399 ных компонентов удешевляет процесс .

Поддержание в шихте мольного соотношения сульфат кальция s углерод

= 1г10,0-11,1 дает воэможность сжигать уголь только до оксида углерода с выделением тепла, достаточного . для поддержания в восстановительной зоне оптимальной температуры (850-9500C).

При мольном соотношении сулъфат кальция : углерод болъше 1 г10,0 (см. табл., пример 9) nmeeeo оксида углерода образуется диоксид, что 15 уменьшает выход сульфида кальция и увеличивает потери серы в газовую фазу.

При мольном соотношении сульфат кальция : углерод меньше.1:11,1 (сн. 2О табл., пример 10) выход готового продукта остается практически неизменфата кальция я шихте и определяется условием образования лишь оксида углерода и поддерживается на уровне сульфат кальция : кислород 1г3,0-3,6.

При соотношении больше 1:3,0 (си. табл., пример 8) произойдет недогорание угля и температура в восстановительной зоне понизится ниже оптимальной (850 С), что повлечет эа собой уменьшение выхода сульфида кальция и увеличение потерь серы в твердую фазу.

При соотношении меньше 1г3,6 (см. 4© с образованием не только оксида углерода, но и .его диоксида, что приводит выоушивают, обесфторивают, подогревают до 770-830 С и подают в восстано- 55 вительную зону, куда нагнетают предварительно подогретую до 650-700 С кислородо-воздушную смесь. В восстановительной зоне за счет тепла неполного сгорания угля поддерживают 4ф оптимальную температуру 850"950 С жет составлять 30-90%. Кроме, того, использование тепла обжигового газа для предварительного подогрева исходныл, однако за счет нерационально высокого расхода угля сульфы кальция загрязняется последним.

Объем кислородо вОздушной смеси однозначно связан с количеством сультабл., примеры 11, 12) уголь сгорает к превышению оптималъной температуры (950 С) в восстановительной зоне, и в конечном счете, к уменьшению выхода сульфида кальция и повишению потерь серы в газовую фазу.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходный фосфогипс смешивают с углем в мольном соотношении сульфат кальция: углерод 1г10,0-11,1. пихту для процесса восстановления сулъфата кальция в сульфид. Количество кислородо-воздушного дутья, вводимого в восстановительную зону, поддерживают таким, чтобы соблюдалось мольное соотношение сульфат кальция г кислород 1г3,0-3,6. Отсутствие диоксида углерода и водяных паров затрудняет окисление сулъфида кальция, а следовательно, увеличивает выход его и уменьшает потери серы. Обжиговый газ, содержащий в основном азот и оксид углерода, из восстановительной эоны направляют на подогрев шихты до

770-830 С, при этом температура газа понижается до 700-750 С. Затеи обжиговый газ последовательно направляют на подогрев кислородо-воздушного дутья, обесфторивание и сушку шихты.

Для поддержания оптимальных выходных температурных параметров дутья и шггх-. ты помимо физического тепла обжигового газа частично используется и его теплотворная способность, т.е. тепло, выделяемое при сжигании части оксида углерода. . После сушки и обесфторивания шихты обжиговый гаэ содержит 30"90% оксида углерода и имеет температуру 105120 С. Гаэ проходит стадич очистки от фтора и конденсации излишней влаги и передается для использования либо в качестве высококалорийного топлива, либо в качестве технологического газа, например, на конверсию оксида углерода.

Твердый продукт, содержаггзгй сульфиц кальция и примеси, сопутствующие исходныл фосфогипсу и углю, выводят из восстановительной зоны и используют для получения фосфоизвести и высококонцентрированного сернистого ангидрида.

Пример 1. 111,1 г фосфогип- са (влажность 10%) смешивают со 100 г сухого угля, высушивают, обесфторивают и подогревают теплом обжигового газа до 780. С. Получают 200 г гбихтн с содержанием 92 г сульфата кальция

45 и 88 г угля (мольное соотношение

1г10,8). Нагретую шихту подают s восстановительную зону, где поддерживают температуру 900 С. Туда-же нагне тают 246 л предварительно подогретой, В до 6704С кислородо-воздуггной смеси смольное соотношение сульфат кальцкягкислород = 1г3,4 7. После восстановления .фосфогипса получают 48,51 r сульфида кальция, выход готового продукта составляет 99,6%, а потери серы 0,4%. Отходящий обжиговый газ содержит 44% оксида углерода.

Пример 2. В табтлце приведены другие примеры осуществления спс соба в условиях: температура в socстановительной зоне 850-950 Ñ, температура подаваемых в восстановитель.

- иую зону шихты 750-800 С и дутья

650-700 С, загрузка шйхты 200 r.

994399

1 959 Z i

11 I

»еце" В»оо

1. о !

»Ч

1 а

»аЪ 1

Н 1!

»еЪ I с !

%Р 1

Ю! о а о

СаЪ «Ф 4»% Ю

1

1 ! .I

Q, с

1 9 g

»Ое

I ИО

«Ф

° 4«с с фс

О 4

МЪ

° 4«4%Ъ с с с цр о an

4«Ъ 4««Ъ Ф %4« с с с с

î î о о Ф с о!

1 !»l Ct

Р»О !1. ! м

1 1 1

1@ П О

1 Ц 46 Щ4

1 5 i p, Ia» g. i

9 ФЕ б ВФЭ! i«е е

% с с с

Oa Ch Р%. Ol

ol Ol ca% o%

%Р IO с

OI »Ч

4»% Ю

Е» . МЪ с с с

Ch %»«4еЪ

МЪ ОЪ Ю IO lO

МЪ Ol .с с о аА «Ф

%Р с а

an. с

4 Ъ

«Ф

41% Ю с с

4«Ъ 4%Ъ

° à еа

Н4 Л

Ю с с

4Ч

° а еа л е с

4еЪ

° е

»аЪ 4%Ъ Ь

4%Ъ 4еЪ

° а 1 еа л tw

4Ч О с

4"Ъ 4«Ъ

° е еа е 4 % 4

МЪ с

»аЪ

° а

° 4 IO с

a%l

° а

% 4

I 91 1 14Р

) !ala Ой

I !

63:В

i qa»i! SO

Л4 Н

»Ч »Ч

CI аА О

»Ч r4 о о о. о

° 4 Н о о an

Н»с

О %

О an O фа с с с

О »ч Ю

»ч IA %4 е о с е

»«е

hl о с Ф

»%

»Ч мъ а с с

СЧ Ol

«Ф «Ф

1О 4«Ъ IO

»с Oa Ю

4Ч 4Ч С«4 ь с Ю

О с

%4 Оа ае ее

Н ° 4

Ch OI с с с о о л н

° ° еа аа н н н

1 9Ж935R

ЛНММ РЕ!

3(!5!i е с е а о л ае ее

° %"! а о с с о о

%4 % 4

° а ее

%.4 Н о с

%4 н

° а

° 4 о о

o o н а а о а о о

Л Н. %4 о о о о

%4 ° 4 о о о о н о

Cl

%4 о о

IO «Ф о о Ф «Ф а о ° о о..o o с е

«Ф В Ю 4 о Ф о а

«Ф «Ф а "о с с

Ю, %4«

Cl с ч о с «Ф о о с с

Е IÎ

4»% Ol

Cl с

OI о о с с е

Фi Ol о с

Оа ф Ю Ю с с

o e- e

IA IO %О

»Ч Н Л аО

D e ь э

% 4 н

4O CO Ю с с

IO ID IO

Е IO IO

%4 ° 4 Л о -ю с а е

»Ч Н

Ю с

IO е

° 4

О. Л н

1 9g

1 Е» НМ»

»ОО 990

1999®3 Ц !

4»НМ МО

»е !. ! о

1 Н 1 1 Ф о.

9»» »!

9i М3

1 9 1 ! цЗ! 6н рк!

1 оа! 03»c5f

f9о86 1

CLg 0®4

« Ls)i!»! !

1 ! !

4Ч» Ю О an

Ю Ol CO %4« 4«Ъ

e e н л л »ч »ъ

Е ID Е IA Е ° 4 «Ф с с с с с с с о о о ю о е »ч

an а а Ф - а «Ф в о о î о о с ° с с с

Е Е щ »Ч %Р

РЪ 4!% cal 4В Ol е» 4Ъ- «Ф а е I ю е!

1 ! ! !

1

1 !

t !

1 !

iI !

1

1

1

994399

Формула и эобретения

Составитель 8. Нирша

Редактоо Е. Зчбиетова Тексел И. Тапер Корректор В. Бутяга е юлю юеа 3 е »«ее юг юЕ рщ Ф ю юа е е, Тираж 459 Подйисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

L ю, 4..уююАэ аеееююю лаев - е., - »

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы, только и условиях проведения процесса восстановления фосфогипса углем в кислородо-воздушном дутье при.мольном соотношении сульфат кальция углерод г

i ..кислород = 1:10,0-11,1:3,6, обеспечивается выход сульфида кальция на уровне 99,6-99,7% с содержанием оксида углерода в отходящем газе

82-90%.

СПособ получения сульфида кальция восстановлением фосфогипса углем при

850-950 С, отличающийся тем,что, с целью увеличения выхода целевого продукта, уменьшения потерь серы и возможности испольэования.тепФ лотворной споообности обжигового газа, процесс ведут в кислородо-воздутаном дутье при мольном соотношении сульфат кальция г углерод кислород = 1.:10,0"11,1з3,0-3,6.

Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство. СССР

9 239266, кл. С 01 В 17/44, 1968.

2. Парфенов E.Ï., Раздорских Л.И.

15 и др. Восстановление фосфогипса углеродом кокса. "Химическая про1эааленность", 1975, М 9, с.. 677 (прототип) .