Способ переработки фосфогипса Советский патент 1984 года по МПК C01B17/50 C04B1/04 

4

00 Изобретение относится к способам термохимической переработки фосфогипса - отхода производства фосфорной кислоты на известь и диоксид серы и может быть использовано для создания безотходной технологии в комплексе-производства серной и фосфорной кислот. Известен способ восстановительного высокотемпературного разложения гипса или фосфогипса на известь и диоксид серы при температурах выше 1100°С в кипящем слое с использованием в качестве восстановителя и топлива углеродистых материалов 1. Восстановительное разложение гипса является сложным многостадийным процессом, включающим ряд экзо- и эндотермических реакций, из которых в качестве основных обычно рассматривают следующие: CaSO + 4CO 4СОг + CaS(1) CaSO + CO CaO -f COa + SO (II) CaS + SCaSO 4CaO +4SOi(III) Недостатками этого способа являются неполная десульфуризация материала (степень разложения фосфогипса 93-96%) и, следовательно, невысокая концентрация получаемого диоксида серы (6,5-8,7%). Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки фосфогипса на известь и диоксид серы термохимическим разложением в кипящем слое, включающем восстановительную и окислительную зоны, через которые последовательно проходит материал, причем окислительная зона создается за счет поддува дополнительного воздуха 2. При этом примесь сульфида кальция в продукте окисляется кислородом воздуха по реакциям: CaS + 3/20г СаО + SO , CaS + 20, CaSO, Недостатком известного способа является невысокая концентрация диоксида серы в отходящих газах (не более 10,5%) в связи с длительностью процесса и разбавление.м газа за счет поддуваемого воздуха. Цель изобретения - повышение концентрации диоксида серы. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки фосфогипса на известь и диоксид серы термохимическим разложением фосфогипса в кипящем слое, включающем восстановительную и окислительную зоны, причем в окислительной зоне процесс ведут в присутствии газа, содержащего 70-90% диоксида углерода и 2- 6% кислорода, остальное азот. Сущность способа состоит в том, что создаются условия, способствующие окислению CaS до СаО по реакции (IV }. Присутствие кислорода (2-6%) в окислительной зоне способствует интенсивному выделению диоксида серы и увеличению скорости окисления сульфида кальция. При этом -окисления сульфида до сульфата не происходит, что позволяет сократить время и температуру процесса. Кроме того, при поддуве концентрированного диоксида углерода снижается разбавление отходящих газов инертным азотом воздуха и, следовательно, возможно повыщение концентрации диоксида серы. Действие диоксида углерода указанной концентрации способствует превращению сульфида кальция в сульфат почти на 100% за короткое время. При поддуве в окислительную зону кипящего слоя газа, содержащего менее 70% диоксида углерода, возможно неполное окисление сульфида кальция и снижение концентрации диоксида серы за счет разбавления. При содержании в газе более 90% диоксида углерода и 6% кислорода происходит частичное окисление сульфида кальция до сульфата. Пример 1. В реактор кипящего слоя, температура в котором находится в пределах 1080-1150°С, вводят 0,5 кг фосфогипса. В нижней зоне реактора при 1150- 1100°С в восстановитьной атмосфере (СО- 30%, Nj - 70%) происходит термохимическое разложение фосфогипса по реакциям (I) и (II). Из нижней (восстановительной) зоны реакционная смесь следующего состава % CaS 40,0; СаО 54%; CaSO - 0,5, остальное - примеси поступает в верхнюю (окислительную) зону реактора, куда поддувают газ, содержащий, % COj80; Ог 4. Степень десульфуризации фосфогипса в этих условиях достигает 99,7°/о за 27 .мин максимальная концентрация диоксида серы в отходящих газах 12,3%. Пример 2. В реактор кипящего слоя, температура в котором находится в пределах 1080-1150°С, вводят 0,5 кг фосфогипса. В нижней зоне реактора при 1150- 1100°С в восстановительной атмосфере происходит разложение фосфогипса. Из нижней (восстановительной) зоны реакционная смесь следующего состава, %: CaS 40,0; СаО 54; CaSO 0,5, остальное - примеси поступает в верхнюю (окислительную) зону реактора, куда поддувают газ, содержащий, % СО 90 NgS; О 2. Степень десульфуризации фосфогипса в указанных условиях достигает 99,7% за 23 мин, концентрация диоксиуа;а серы в отходящих газах 12,4%. Пример 3. В реактор кипящего слоя при 1080-UOO°C вводят 0,5 кг фосфогипса. В нижней зоне реактора при 1150-1100°С в восстановительной атмосфере (СО - 30%, 70%) происходит разложение фосфо3 1074817д

гипса. Из нижней (восстановительной) зо-этих условиях достигает 99,, концентны реакционная смесь следующего состава,рация диоксида серы 11,5%.

CaS 40,0; СаО 54; CaSO/; 0,5, остальное -Таким образом, использование предлапримеси поступает в верхнюю (окислитель-гаемого способа позволяет повысить стеную) зону реактора, куда поддувают газ, пень десульфуризации фосфогипса и увесодержащий, % СО г - 70%; .личить концентрацию диоксида серы в отСтепень десульфуризации фосфогипса входящих газах до 12,4%.

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФОГИПСА на известь, и диоксид серы термохимическим разложением в кипящем слое, включающем восстановительную и окислительную зоны, отличающийся тем, что, с целью повышения концентрации диоксида серы, в окислительной зоне процесс ведут в присутствии газа, содержащего 70-90% диоксида углерода и 2-6% кислорода, остальное - азот.