Способ окускования фосфатного сырья Советский патент 1993 года по МПК C01B25/01 

ел

С

Сущность: сырье - фосфатное класса 0-10 мм. Нагрев и обжиг во вращающейся печи, газом-теплоносителем. Температура газа-теплоносителя повышается с 750 до 1200-1400°С со скоростью 35-50 град/мин. Выход кондиционного продукта 80%, удельная производительность 0,152 т/м . 2 табл.

Изобретение относится к технологии термической подготовки фосфатного сырья для электротермического производства желтого фосфора и может быть использовано при окомковании фосфатно-кремнистой мелочи и в производстве строительных материалов во вращающейся печи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ окускования фосфоритной мелочи, включающий смешение ее со связующим, в качестве которого используют 35-75 % суспензию фосфорного шлама, подачу смеси во вращающуюся печь для окомкования и обжига при температуре 1100-1300°С в течение 40-50 мин.

Недостатками прототипа являются низкие производительность процесса и выход кондиционного продукта.

Целью предлагаемого технического решения является повышение производительности процесса и выхода кондиционного продукта.

П р и м е р 1. 1000 кг фосфоритной мелочи фракции 0-10 мм, содержащей 350 кг (35%) пылевидного материала класса 0-1. мм, увлажняют до содержания влаги 6,5 % и подают в зону загрузки вращающейся печи, где она, перемещаясь по печи, подвергается тепловой обработке, обжигу и окомкованию при температурах газа - теплоносителя 1200-1400°С.

При этом процесс обжига во вращающейся печи ведут в следующем режиме:

- температуру газа-теплоносителя с температурой 750°С поднимают со скоростью 42,5 град/мин до температуры размягчения материала (около 1200°С),

- длительность процесса в целом от загрузки до выгрузки, составляет 35 минут, причем частично оплавленный фосфатный материал выдерживают в зоне окомкования

vi

00

XI

Ю СО

4

печи с температурой 1200-1400°С в течение 2, 3 минуты.

Режим термообработки материала с оп- ределенной скоростью нагрева, 35-50 град/мин, поддерживается за счет регули- рования подачи вторичного воздуха на разбавление продуктов сгорания.

Полученный в процессе окомкования конгломерат охлаждают и сортируют. Выход кондиционного материала класса 5-70 мм составляет 98 %, а производительность печи-0,152 т/м3.ч.

Исследование влияния отличительных признаков на показатели технического эффекта представлены в таблице 1.

Анализ данных табл.1 показывает, что оптимальной скоростью повышения температуры газа-теплоносителя в зоне обжига материала является 35-50 град/мин. Если температуру газа теплоносителя в зоне обжи- га вращающейся печи повышают со скоростью менее 35 град/мин, то сокращаются выход продукта и производительность процесса в результате большого объема нео- комкованной мелочи.

В случае, если температуру газа-теплоносителя в зоне обжига повышают со скоростью более 50 град/мин, то также происходит снижение выхода продукта и производительности процесса вследствие необходимости дробления крупных кусков конгломерата.

Авторами заявленного технического решения в течение ряда лет проводились исследования по термической обработке кусковых фосфоритов Каратау. В ходе исследований было установлено, что декарбо- низационный обжиг фосфоритов Каратау начинается с процесса разложения доломита при температуре 720°С.

Поэтому за начало зоны обжига во вращающейся печи принята зона с температурой материала 720°С, обеспечиваемой газом-теплоносителем с температурой 750°С..

Начало процесса декарбонизации фосфоритов Каратау при температурах более 700°С было установлено и другими исследованиями, см.М.В.Киреева, Т.В.Стратонова, Л.Г.Дмитриева. - Дифферениальнотерми- ческий и термогазоволюметрический анализы фосфоритов различных месторождений.

В сб.: Элементарный фосфор и продукты его переработки. Выпуск 19. -Л.: Химия г., с.11- 16.

Авторами установлено, что поддержание температуры газа-теплоносителя на уровне 700°С в начале зоны обжига вращающейся печи не обеспечивает подготовку материала к оплавлению и окомкованию в зоне окомкования, в результате чего уменьшается выход кондиционного сырья за счет большого количества неокомкованного материала.

Поддержание температуры газа-теплоносителя в зоне обжига более 750°С приводит к перегреву материала в зоне окомкования и увеличению количества жидкой фазы, способствующей образованию крупных кусков и настылей по футеровке вращающейся печи. Кроме того, при увеличении зоны обжига сокращается зона пред- варительного нагрева материала и увеличиваются тепловые потери за счет повышения температуры отходящих газов.

В таблице 2 представлены сведения о технологическом режиме и технической эффективности известного и заявленного процессов окускования фосфатного сырья.

Сравнение эффективности окускования фосфатного сырья по заявленному способу с известным показателем, что заявленное техническое решение предупреждает образование крупных кусков окомкованного материала, в результате чего возрастает выход и производительность предлагаемого процесса.

Ожидаемый экономический эффект от использования заявленного процесса при получении во вращающейся печи 100 тыс. тонн конгломерата составляет 209 тыс.рублей.

Формула изобретения Способ окускования фосфатного сырья класса 0-10 мм во вращающейся печи, включающий его загрузку, нагрев газом- теплоносителем, обжиг и окомкование при 1200-1400°С, от л ичающийс я тем, что, с целью повышения производительности процесса и выхода кондиционного продукта, температуру газа-теплоносителя в зоне обжига повышают с 750°С со скоростью 35- 50 град/мин.

Таблица 1

Таблица 2