Способ переработки фосфогипса Советский патент 1983 года по МПК C01B17/50 

DO

:

Изобретение относится к области переработки фосфогипса, являющегося отходом производства экстракционной .фосфорной кислоты, на сернистый газ и огарок.

Известен способ переработки фосфогипса с получением извести и сернистого газа, заключающийся в том, что к фосфогипсу добавляют 3.0-32% окиси кальция, 3,4-4,2% кокса и обжигают при 1230-1280 С 1,

Недостатками этого способа являются налипание материала на стенки печи, низкая концентрация S02 в отходящих газах, высокие температуры обжига материала, длительность процесса и высокий расход энергии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки фосфогипса на двуокись серы и известь путем термического разложения фосфогипса при 1100 1350 0 в присутствии 4,5-5,5% углеррдсодержащей добавки - графитовой пьши, отхода электродного производства. Восстановительный потенциал среды, в которой ведут обжиг, оцениваемый отношением содержания в газовой фазе окиси к двуокиси углерода, образующихся при сжигании топлива, составляет 5.,4-б,б, время обжига при этом 20-30 мин 27.

Недостатками известного способа являются налипание материала на стенки печи при низких температу pax, низкая концентрация SOj в отходящих газах 19%) и длительность процесса. .,

Цель изобретения - упрощение и интенсификация процесса за счет устранения налипания материала на стенки печи при низких температурах и повышение концентрации S02 в отходящих газах.

Поставленная-цель достигается тем, что перед :гермическим разло. жением к фойфогийсу добавляют природный фосфат в количестве 310 мае. ч, на 100 мае. ч. фосфогипса и углеродсодержащую добавку в количестве, обесЛтечивающем йосстановительный потенциал среды на уровне 7 - 35, а обжиг ведут при 9001.080°С.

Ведению процесса термического . разложения фосфогипса препятствует присутствуквдая в нем водораствори-с мая форма Р2О5. Фосфорная кислота при разложении фосфогипса вступает во взаимодействие с окисью кальция с образованием конденсированных фосфатов с относительно невысокими температурами плавления.

Образующиеся фосфаты являются .центрами образования жидкой фазы в интервале 900 - 1050с, которая за счет замедления скорости диффузионного процесса приводит к наколлению жидкой фазы и налипанию материала на стенки печи.

При этом, чем выше скорость начала разложения фосфогипса и концентрация восстановителя в процессе, тем быстрее образуется и накапливается жидкая фаза.

При смешении фосфогипса с природным фосфатом, в качестве которого могут быть использованы апатить и фосфориты различных месторождений со структурой фторапатита, фосфат вступает во взаимодействие с фосфорной кислотой с образованием гидрата монокальцийфосфата 5 Са(Н2РО4 )2Н2О который J при нагревании материала дегидратируется,вступая во взаимодействие с фосфатным минералом с образованием конденсированных фосфат-ов кальция. В свою очередь, последние реагируют с фосфатами с образованием трикальцийфосфата. При снижении содержания водорастворимой фосфогипсе до 0,3% процесс образования трикальцийфосфата завершается при 900°С. С ростом содержания водорастворимой снижается температура взаимодействия конденсированных фосфатов с фосфатным минералом. Однако добавление природного фосфата одновремен но снижает и концентрацию SO2, поэтому его добавка ограничена интервалом 3-10 мае.ч. на 100 мае. ч. фоефогипса.,

Для температур обжига материала 1000°С и времени обжига 10 мин влияние добавок природного фосфата к фосфогипсу на показатели процесса Представлено в табл. 1.

Т .а б л и ц а 1

Количество

Налипание природного

Концентраматериалафоефата ция SO , % мае.ч. на 100 мае. ч. фоефогипса

11,1

Налипание

11,4

Нет

10,9 То же

9,4

8,2

При Добавлении природного фосфата к фосфогипеу в колйчеетве 2 мае.ч. проиеходит налипание материала на стенки печи. При добавлеНИИ природного фосфата к фосфогипсу в количестве 15 мае.ч. в значительной степени снижается концентрация S02 в отходящих газах.

Зависимость концентрации получаемого S02 от восстановительного потенциала среды и времени процесса представлена в табл.. 2.

б л и ц а 2

Зависимость концентрации получае- 20 мого S02 от восстановительного потен1шала и температуры показана в табл. 3. . .Таблица 3