Способ переработки отхода фосфорного производства на удобрения Советский патент 1989 года по МПК C05B11/10 

Изобретение относится к способам переработки отходов химических производств, в частности к утилизации водной суспензии коттрельной пыли на удобрения, содержашие фосфор и калий.

Цель изобретения - повышение содержания в полученном удобрении водорастворимой формы и степени его обесфторивания при одновременном снижении расхода серной кислоты.

Пример. 385 МП водной суспензии коттрельной пыпи смешивают с 5 мае.ч. феррофосфора и обрабатывают 13 г (100%). Затем полученную пульпу сушат газом, содержащим 1,2 г/нм- с температурой 80-120 С.

.Грануляцию проводят в псевдоожиженом слое гранулированных частиц при

.150-200 0.

Используют коттрельное молоко, твердый остаток которого имеет следующий состав, %: 19,57; 0,88; Р 0,41; СаО 10,6-, MgO 1,1;

K,J,O 10,53; 2,76, , 0,42; н.о. 24,1; жидкая фаза 29,72. Плотность коттрельного молока 1,2 г/см, а рН 12.

Кроме того, применяют феррофос-фор следующего состава, %, Fe 69-71, SiO 2,5-3,1; МпО 6,8-7,1; V 0,6- .- 0, остальное.

Полученный продукт, содержит, %: 23,1; 9,6; 2,4, при

СО ел

СО со

3149

этом в водорастворимой форме, %: 21,8; 9,1. Элементарный фосфор и фтор отсутствуют.

в табл.1 показано влияние содержания 50 и феррофосфора на свойства полученных продуктов.

Из табл.1 видно, что увеличение добавки феррофосфора в пульпе повышает содержание водорастворимой фор- мы и и степени окисления элементарного фосфора. Однако полное удаление фтора не наблюдается. Это объясняется недостаточным содержанием феррофосфора, увеличением сте- пени каталитического окисления сернистого газа с образованием паров серной кислоты по уравнениям реакции:

Мп V 2SO,, + . 2SOgSOj +

Пары серной кислоты, взаимодействуя с фосфатной частью полученной пульпы, повышают содерзйание водорастворимой формы Р2 степень удаления фтора и фосфора.

Увеличение содержания сернистого ангидрида в газах ухудшает физико- механические свойства гранул, поскольку они слеживаются и теряют механическую прочность.

Таким образом, onTkManbHbiMn яв- ляются содержание феррофосфора и сернистого, газа 5-6 мае.ч. феррофосфора на 100 мае.ч. сухого остатка коттрел ного молока и 50 0,9-1,5 г/нм.

В .2 приведены данные по

ВЛИЯШ1Ю количества серной кислоты и температуры сушки на характеристики продуктов и показатели процесса.

Как видно из табл.2, наиболее вы- сокорастворимые продукты в воде образуются при 80-120 С и при соотношении сухого остатка молока и серной кислоты 100:12-15. Низкое содержание водорастворимой формы в продук- тах, подсушенных ниже 40°С, связано с малой концентрацией паров серной кислоты в газе. Понижение водорастворимой продуктах, прокаленных свыше 1 ,объясняется термическим разложением серной кислоты.

Таким образом, оптимальными уело ВИЯМИ проведения процесса являются

следующие: соотношение сухого остатка суспензии и серной кислоты 100:12- 15 и температура 80-12о с.

В табл.3 сопоставлен расход серной кислоты по известному и предлагаемому способом, а также приведены данные по качеству полученного продукта .

Как видно из сопоставительного анализа, при обработке водной суспензии коттрельной пыли серной кислотой, взятой в количестве 12-15 мас.%, получаются почти полностью водорастворимые удобрения. Расход серной кислоты на единицу перерабатываемого сырья по сравнению с известным снижается на 10-20%.

При сернокислотной переработке фос- форсодержаш;его жидкого отхода фосфорного производства коттрельное молоко образует сульфаты кальция, калия и недоокисленные фосфорные кислоты по уравнениям:

2Са5.Р(РО,)з + 10 CaS04 + + 6HjP04 + 2HFj

Са(РОз)2 + HjSO + 2H20 . CaSO. + 2H,P04 j

2КРОз + 2HiO + + + 2 H5P04

4P + 30 + 6H,jO 4HjP03 .

Феррофосфор разлагается кислотой с образованием соответствуюш 1х сульфатов по схемам:.

+ + 30 3SeS04 +

+ 2Н,РО ,

MnO + HjS04 + TiO + TiCSO) + 2H2,0.

Образовавшиеся сульфаты железа, марганца и титана катализируют окисление низших окислов фосфора и цианистых соединений коттрельного молока.

Сернистый газ в результате каталитического действия марганца и ванадия окисляется до серной кислоты, которая реагирует с минеральной частью коттрельного молока, образующейся за

счет пылеуноса исходного сырья. По данным .электронографии минеральная часть коттрельной пыли представлена смесью фосфатных минералов, кварца и продуктов вторичных реакций, протекающих в руднотермической печи. Эти минеральные фазы в результате сернокислотно-термического воздействия диспергируются с образованием более аморфных соединений, у которых, как правило, очень развита реакционная поверхность.

Сушка пульпы в атмосфере сернистого газа позволяет полностью удалить фтор и окислить все недоокис- ленные формы фосфора в коттрельном молоке, что сокращает расход серной кислоты на единицу перерабатываемого сырья.

Полнота окисления недоокисленных форм фосфора и сернистого ангидрида зависит от содержания феррофосфора. При добавлении феррофосфора более 6 мае.ч. уменьшается содержание и в продукте, при меньшем содержании феррофосфора чем 5 мае.ч снижаются каталитические действия ионов марганца, титана и ванадия.

Разложение коттрельного молока серной кислотой менее 12 мае.ч. не позволяет полностью разрушить шламовую структуру, экранирующую элементарный фосфор, а большее количество чем 15 мае,ч. приводит к расходу кислоты и усложняет технологические процессы за счет ухудшения физико- механических свойств гра нул.

Проведение сушки пульпы-при относительно низких температурах, чем оптимальные 80-120 0, не позволяет полностью удалить фтор и элементарный фосфор в результате недоразложе ния, и сходного материала. Повышение температуры приводит к разложению серной кислоты.

Степень разложения сьфья и уда- ледае фтора и фосфора зависят от

содержания SO в газе. Сушка бедным газом по 50 (менее 0,9 г/нм) не позволяет полностью переработать

коттрельное молоко на удобрение.Применение газа богатым по SO (более 1,3 г/нй ) корродирует технологические оборудования и ухудшает санитарные условия производства,

Предлагаемый способ позволяет повысить содержание водорастворимой формы до 98% по сравнению с 80% при пониженном расходе нормы кислоты на е иницу перерабатываемого сьфья

(80% от стехиометрии), повысить степени обесфторивания (99%) и удаления элементарного фосфора в продукте .(99%), сократить расход серной кислоты на 10-20%, использовать отходы

производства феррофосфора и серусодержашие отходящие газы, при этом степень разложения 98-09%.

25

Формула из.обретения

1.Способ переработки отхода фосфорного производства на удобрения, включающий сернокислотную обработку фосфорсодержащей суспензии, сушку,

гранулирование продукта в псевдоожи- женном слое, отличающийся Тем, что, с целью повышения содержа- ния в полученном удобрении водорастворимой формы PjOj- и степени его

обесфторивания при одновременном снижении расхода серной кислоты, сернокислотную обработку фосфорсодержащей суспензии ведут в присутствии феррофосфора при соотношении сухого

остатка суспензии, серной кислоты и феррофосфора, равном 100:(12-15); : (5-6), с последующей сушкой полученной пульпы в токе серосодержаще1-о газа, содержащего 0,9-1,5 г/нм сернистого ангидрида, при 80-120°С,

2,Способ поп,1, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащей суспензии используют водную суспензию коттрельной пыли.

Таблица

Изобретение относится к способам переработки отходов химических производств ,в частности, к утилизации водной суспензии коттрельной пыли на удобрения, содержащие фосфор и калий. Цель изобретения - повышение содержания водорастворимой формы P₂O₅ в удобрении и степени его обесфторирования при одновременном снижении расхода серной кислоты. Способ заключается в том, что водную суспензию коттрельной пыли обрабатывают серной кислотой в присутствии феррофосфора при соотношении сухого остатка суспензии, серной кислоты и феррофосфора 100:(12-15):(5-6). При этом полученную пульпу сушат газом, содержащим 0,9-1,5 г/нм³ сернистого ангидрида с температурой 80-120°С. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Таблица 3