Способ обесфторирования фосфатного сырья Советский патент 1989 года по МПК C05B13/02 

1

Изобретение относится к способам получения обесфторенных фосфатов из сырья с повышенной концентрацией в нем магнийсодержащих примесей.

Целью изобретения является снижение расхода топлива и потерь фосфорной кислоты при переработке магний содержаще г о фосфатного сьфья при одновременном сохранении высокой степени обесфторивания готового продукта.

Способ обесфторивания магнийсо-. держащего фосфатного сырья включает его гидротермическую переработку в присутствии фосфорной кислоты и соединений кальция с температурой плавления выше , которые добавляют в количестве, необходимом для получения соотношения MgO:CaO в обрабат тьшаемом сырье, равного 0,5-15:1.

В качестве кальцийсодержащей добавки используют окись кальция, гидроокись кальция, сили1 ат кальция, фосфат кальция, сульфат кальция или фторид кальция.

Процесс обесфторивания фосфатного сырья в присутствии фосфорной кислоты протекает с образованием промежуточной жидкой фазы, от количества которой и ее свойств зависит стабильность протекающего в печи процесса получения обесфторенного фосфата. Жидкая фаза растворяет в себе кристаллы апатита, при этом в результа- , те отгонки фтора в газовую фазу кристаллизуется конечный продукт - трикальцийфосфат. Наличие в фосфатном сырье соединений магния, например фостерита, оливинита, алюмосиликатов магния, заметно увеличивает

ел

ю

31460059

количество жидкой фазы, повышакяцей

скорость растворения фосфатного сырья. В результате материал подплав ляется при более низких температурах. Чтобы исключить протекание это™ го процесса, необходимо к магнийсо- держащему сырью добавлять такие соединения кальция, которые вступают во взаимодействие с жидкой фазой с образованием высокотемпературных фосфор но-капьций-магниевых соединений, при этом количество соединений кальция изменяют в зависимости от содержания в сырье магниевых примесей. Таким образом, соединения кальция позволяют регулировать процесс и поддерживать оптимальное количество жидкой фазы, не снижая скорости процесса обесфторивания.

Влияние количества вводимых в обрабатываемое сырье соединений кальция с температурой плавления вьш1е на производительность печи, снижение расхода топлива, потери фосфорной кислоты показано в табл.1, (в качестве кальцийсодержащей добавки используют СаСОН) ; влияние различных кальциевых добавок на показатели процесса переработки фосфорного сырья, содержащего повышенные количества примесей Mg - в табл.2.

Пример 1. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 6,0% MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 100 кг на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде CajSiO;- в количестве 1,6% для получения соотношения MgO:CaO 15:1. Полученную смесь обжигают в печи при средней температуре 1340 С и получают качественный клинкер с содержанием фт ора 0,15%. Производительность печи 8 т/ч. Затраты энерiSE Z 2il2™:iкг прод.

Потери Р,0у в виде фосфорной кисгии 0,86

лоты 0,01 г/т фоссырья.

Пример 2. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 5% MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 90 кг на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде СаО в количестве 3% для получения соотношения MgO:CaO 1,66:1. Полученную смесь обжигают в печи при 1350 С и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,12%. Производительность печи 10,5 т/ч. Затраты энер-

гий 0,7

1 ±У 5±1°П пр од.

кг Р,0

5

0

5

0

5

0

Потери фосфорной кислоты 0,004 г. продукта.

П р и м е р 3. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 6,6% MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 95 кг на 1 т фосфатного сырья, и соедин |ниями кальция в виде СаО в количестве 3% для получения соотношения MgO:CaO 2,2-1. Полученную смесь обжигают в печи при 1350°С: и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,14%. Про- . изводительность печи 11 т/ч.

Потери фосфорной кислоты 0,0065 г PjOj/T продукта.

П р и м е р 4. 1000 кг фосфатного сырья, содержаш;его 4,8% MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 85 кг Р2.0д- на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде Са(ОН),2, в количестве 3,2% для получения соотношения MgO:CaO 2:1. Полученную смесь обжигают в печи при и получают качественный клинкер с содержанием 0,15% фтора. Производительность печи 12 т/ч о

Потери фосфорной кислоты 0,005 г ,0;/т продукта.

П р и м е р 5. 1000 кг фосфатного сырья, содержаш;его 2% MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 84 кг P/jO;- на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде Са(ОН)2. в количестве 0,66% для получения соотношения MgO:CaO 4:1. Полученную смесь обжигают в печи при 1350°С и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,14% Производительность печи 11 т/ч. Затраты

„ -, кг усл.топл. энергии 0,7

кг Р ОуПРОД.

Потери фосфорной кислоты 0,006 г

s

продукта.

е р 6. 1000 кг фосфатного

0

5

2.5

1

Прим

сырья, содержащегр 5,0% MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 86 кг на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде- апатитового концентрата, взятого в количестве 50 кг для получения соотношения MgO;C3D 2;1. Полученную смесь обжигают в печи при и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,15%, Производительность печи 12 т/ч. Затраты

энергии 0,65 кг прод.

Потери фосфорной кислоты 0,005 г продукта./

. Пример. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 2,5% MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в КолиЗатраты энергии 0,8

SE y 2iI202 кг PjOs; прод.

Потери фосфорной кислоты 0,005 кг продукта.

Таким образом, проведение процесса обесфторивания фосфатного сырья,

ио,-.г«о 1ПП -г, р А . 1 л. содержащего более 2% магния (в перечестве 1UU кг РлОг на 1 т фосфатного ,/ w ainuiu-|Q счете на MgO), по предлагаемому спосьфья, и соединениями кальция в виде в ±-1 j

лсы1смил в иидесобу по сравнению с известным позапатитового концентрата, взятого повысить производительность

г fi °° процесса от 4,5 до 8-12 т/ч, снизить ношения MgO:СаО 0,5:1. Полученную условного топлива от 1.1-1.3

15 ДО 0,65-0,86 т/ч, сократить потери

,-„фосфорной кислоты от 1,5 кг до 0.01т

держанием фтора 0,18%. Производитель- о,001 кг/т продукта. При этом, ность печи 9 т/ч. Затраты энергии ф готовом продукте не

КР VCJT т

0,78 |---превышает 0,2%. Переработка магнийкг 2. 5 ПР«20 содержащего фосфатного сырья по известному способу приводит к увеличению фтора в продукте до 0,5%, что не соответствует требованиям ГОСТа,

смесь обжигают в печи при 1320 С и получают качественный клинкер с соПотери P-jOj- в виде фосфорной кислоты 0,009 г продукта.

П р и м е р 8. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 4% MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 85 кг Р О 5- на 1 т фосфатного сырья, и соединениями кальция в виде

для получения

25 Формула Изобретения

CaSO в количестве 6% соотношения MgO:CaO 2,2:1. Полученную смесь обжигают в печи при 1350 С и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,12%. Производительность печи 10,0 т/ч. Затраты энер- кг усл.топл.

гии 0,75

кг прод.

1 . Способ обесфторивания фосфатного сырья, включающий его гидротерми-- ческую обработку в присутствии фос30 форной кислоты и соединений кальция с температурой плавления вьшге , отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива и потерь фосфорной кислоты при переработке фосфатного сырья с повьшенной концентрацией в нем магнийсодержащих примесей при одновременном сохранении высокой степени обесфторивания готового продукта, соединения каль35

Потери фосфорной кислоты 0,006 кг продукта.

П р и м е р 9. 1000 кг фосфатного сырья, содержащего 3,8% MgO, смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 84 кг Р О g- на 1 т фосфатного сырья, и соединениями каль-

.Q ция используют в количестве, обес чивающем соотношение MgOrCaO в об батываемом сырье, равное 0,5-15:1 2. Способ ПОП.1, отлича ющийся тем, что в качестве

ция в виде CaF2 в количестве 2,5% для получения соотношения MgO:CaO 2,1:1, ,g соединений кальция с температурой Полученную смесь обжигают в печи при плавления выше 1400°С используют 1360 С и получают качественный клинкер с содержанием фтора 0,16%. Производительность печи 9,0 т/ч.

окись кальция, гидроокись кальция силикат кальция, фосфат кальция, сульфат кальция или фторид кальция

Затраты энергии 0,8

SE y 2iI202 кг PjOs; прод.

Потери фосфорной кислоты 0,005 кг продукта.

25 Формула Изобретения

1 . Способ обесфторивания фосфатного сырья, включающий его гидротерми-- ческую обработку в присутствии фосфорной кислоты и соединений кальция с температурой плавления вьшге , отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива и потерь фосфорной кислоты при переработке фосфатного сырья с повьшенной концентрацией в нем магнийсодержащих примесей при одновременном сохранении высокой степени обесфторивания готового продукта, соединения кальция используют в количестве, обеспечивающем соотношение MgOrCaO в обрабатываемом сырье, равное 0,5-15:1. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве

соединений кальция с температурой плавления выше 1400°С используют

соединений кальция с температурой плавления выше 1400°С используют

окись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция, фосфат кальция, сульфат кальция или фторид кальция.

т а б л и к а 1

Изобретение относится к способам обесфторивания фосфатного сырья с повышенной концентрацией магний- содержащих примесей и позволяет сократить расход топлива и потерь фосфорной кислоты при одновременном сохранении высокой степени обесфторивания готового продукта. Способ осу- ..ществляют путем гидротермической обработки магнийсодержащего фосфатного сырья в присутствии фосфорной кислоты и соединений кальция с температурой плавления выше 1400 с, взятых в количестве, обеспечивающем со- отношение Mg и СаО в обрабатываемом сырье, равное 0,5-15:1. Целесообразно в качестве кальцийсодержащей добавки использовать окись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция, фосфат кальция, сульфат кальция или фторид кальция. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. i (Л