Способ обезвреживания фосфорсодержащих шламов Советский патент 1986 года по МПК C02F1/72 C01B25/12 C02F1/72 C02F101/10 C02F103/34 

Изобретение относится к обезвреживанию бедных фосфорсодержащих шла- мов, образующихся на различных стадиях производства желтого фосфора, и может быть использовано для обез- врежива1ния фосфорсодержащих сточных вод и производства удобрений.

Цель изобретения - повышение содержания высшего окисла фосфора в шламе.

Пример. 140 л бедного фос- форсодержащего шлама с содержанием элементарного фосфора 0,7% и кислотностью жидкой фазы рН 7,0 подают циркуляционным насосом в днспергатор гидродинамического смешения типа ГАРТ, где происходит диспергирование твердых частиц шлама. Затем измельченный шлам подают через форсунку в струйный аппарат диаметром рабочей части 450 мм, диаметром надслое- вой области 700 мм. Диаметр сопла струйной форсунки 10 мм. Скорость .истечения струи из форсунки 21 м/с. Высота аппарата 1800 мм, высота над слоевой области 600 мм. Одновремен- jHO в аппарат подают кислородсодержа Imjoi газ (технический кислород) и в течение всего процесса в надслоевой области реактора (над поверхностью шлама) поддерживают постоянное давление кислорода 1,1 атм. Температуру шлама поддерживают 22-25°С. Для определения момента изменения рН жидкой фазы предварительно снимают зависимость степени окисления фосфора от продолжительности процесса.

После окисления содержащегося в шламе фосфора на 65% к шпаму добавляют фосфорную кислоту до рН жидкой фазы шлама,ра:вной 3, и продолжают процесс окисле ния.

Степень обезвреживания шлама в конце процесса (через 12 мин) 99,9%, содержание фосфорного ангидрида в процентах окисления фосфора в конце процесса 84%, содержание фосфина в газе - следы.

В таблице представлена зависимость показателей процесса от степени окисления фосфора, до которой ве

дут процесс перед тем, как изменять рН жидкой фазы шлама, и от кислотности жидкой фазы шлама.

, При рН жидкой фазы исходного шлама менее 6,0, а также при доведении рН после окисления фосфора на 50-80% до значений менее 2 происходит неполное обезвреживание шламов при продолжительности процесса 12 мин. Это объясняется тем, что в кислых средах формируется более прочная структура шлама (обволакивание частиц фосфора защитными оболочками), которую полностью невозможно разрушить даже интенсивным механическим перемешиванием. Если крупные агрегаты шлама достаточно легко разрушаются при интенсивном перемешивании, то мелкие и наиболее прочные агрегаты при интенсивном механическом перемешивании не разрушаются и они прочно экранируют остаточный фосфор. Причем, чем кислее среда, тем прочнее структура шлама.

Снижение содержания фосфорного ангидрида в продуктах окисления фосфора происходит при рН жидкой фазы шлама на второй стадии процесса равной 4,2. В этом случае среда недостаточно кислая и поэтому доокисление низких окислов фосфора, образовавшихся на первой стадии процесса, идет менее эффективно. Снижение содержания фосфорного ангидрида в продуктах окисления фосфора происходит и при изменении- кислотности жидкой фазы шлама после окисления исходного фосфора на 22%. Это объясняется тем, что остаточное содержание фосфора в шламе мало и поэтому его окисление после изменения кислотности жидкой фазы шлама происходит раньше, чем доокисление образовавшихся низших окислов фосфора. Изменение кислотности жидкой фазы шлама при окислении менее 50% фосфора также приводит к неполному окислению фосфора, поскольку прочная структура шлама успевает сформироваться раньше, чем произойдет полное окисление оставшегося фосфора.