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

Изобретение относится к технологии подготовки фосфатного сырья и получению из него фосфора электротермическим Методом.. : : ; ; .; V- .; .

Цель изобретения - повышение выхода фосфора за счет увеличения плотности агломерата и улучшения экологии.

Поставленная цель достигается тем, что в конце процесса спекания над поверхностью спека пропускают пылевоздушную смесь, содержащую 50 мас.% коттрельной пыли, при скорости по подачи смеси 0.86- 1,6 м/с в течение 1,20-1,50 мин.

При продувке через сформировавшийся аглоспек пыль, контактируя с раскаленными частицами агломерата по порам, трещинам и кавернам, заполняет их, спекает вытесняя из пустот газовую среду. Формируется иная, менее пористая, текстура агломерата.

Кустки агломерата увеличивают плотность с 1.58 до 1,75 г/см3. Температурный интервал плавления коттрельной пыли, при котором получается прочный контакт, 760-1000°С. За счет высокого содержания в коттрельной пыли (до 60%) PsOio. наличия и Оа в газовой фазе порового пространства происходит не только полное окисление РчОб- РбОю и обогащение агломерата этим оксидом путем возгонки и адсорбции на кусках (степень декарбонизации горячего агломерата 90-95%). но и изменяется состав газовой фазы в замкнутых порах и кавернах. Уменьшение количества 02 происходит за счет окисления низших оксидов фосфора до PsOio и красной модификации фосфора Ркр, составляющий 1-3 мас.%. Увеличение плотности агломерата за счет сокращения его пористости с 50 до 35% уменьшает общее

СО

ю

00

ел о

количество газовой фазы в куске агломерата, соответственно снижается среднее содержание 02, N2, СОа. Известно, что при переработке в электротермической печи агломерата с пористостью в печь поступает 10,5 и 39,5% 02 и Na дополнительно. Если снизить пористость агломерата предлагаемым способом, количество 02 и N2 снизится соответственно на 3,15 и 10,85% (абс.).

При восстановлении фосфата кальция до Р4 в условиях электротермической печи, за счет уменьшения источников 02 с агломератом, снижается возможность образования недоокисленных соединений фосфора и Р2р5 в газопылевом потоке, что увеличивает выход фосфора, а также снижает количество и токсичность шлэмрв.

С уменьшением приноса с агломератом N2 исключается возможность образования сильно токсичного иона CN, образующегося при высокой температуре (1500-1600°С) при избытке углерода, условиях, соответствующих 111 температурной зоне печи. Снижение содержания CN позволит уменьшить не только токсичность коттрельного молока, снизить его рН до 8-8,5, но и снизить выделение цианидов в атмосферу.

Пример 1. Агломерационную шихту, состоящуюмз фосфоритовой руды, возврата и кокса, после увлажнения и окомкования загружают н агломерационную чашу, зажигают продуктами горейия природного газа и спекают с заменой топочных газов возду- хом, просасываемым сверху вниз через слой окомкованной смеси. В момент окончания -пекания по повышению температуры в последних вакуум-камерах на поверхность аглос- пека втечение 1,2 мин подаютпылевоздушную смесь, содержащую 50 мзс.% коттрельной пыли, в количестве 0,85 м /с. Спек дробят, охлаждают, выделяют годный продукт - получена прочность агломерата 70,5%. плотность 1,59 г/см3, возвращая при этом на стадию смешения фракцию минус 5 мм, получают количество недоокиси фосфора в шламе 4,2% и цианидов 6100 мг/л.

П р и м е р 2, Все как в примере 1. за исключением подачи смеси в количестве 0,86 м /с. При этом получается агломерат прочностью 70,6%, плотностью 1,6 г/см3, содержание недоокислов и цианидов в шламе соответственно 3,9% и 5500 г/л.

П р и м е р 3. Все как в примере 1, за исключением .количества подачи смеси 1.2 м/с. При этом получается агломерат, прочностью 71,2%, плотностью 1,68 г/см3 и

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

содержанием РхОу и цианидов в шламе 3,3% и 2100 мг/л,

П р и м е р 4. Все как в примере 1, за исключением подачи количества пылевоз- душной смеси 1,6 м3/с. Получают агломерат прочностью 71,3%, плотностью 1,71 г/см3, количество РхОу и цианидов соответственно 2,9% и 2000 мг/л.

П р и м е р5. Все как в примере 1, кроме времени подачи смеси 1,8 мин в количестве 1,6 м3/с. При этом агломерат имеет прочность 71,4%, плотность 1,73г/см , количество РхОу 2,8%. цианидов 1000 мг/л.

П р и м е р 6. Все как в примере 1, кроме времени подачи смеси 1,5 мин в количестве 0,85 м/с, агломерат при этом имеет прочность 70,3, плотность 1,58 г/см3. Количество РхОу равно 4,5%, а цианидов в шламе 6100 мг/л.

Пример. Все как в примере 1, кроме времени подачи смеси 1,5 мин в количестве

1.6 м3/с, агломерат при этом имеет прочность 71,2, плотность 1,72 г/см , количество РхОу равно 3,7%, а цианидов 1500 мг/л.

Приме р8. Все как в примере 1, кроме времени подачи смеси 1,6 мин в количестве

1.7 м/с. Агломерат при этом имеет прочность 70,8%, плотность 1,59 г/см3. Количество РхОу равно 4,1 % и цианидов в шламе 6100 мг/л.

Из табл- цы видно, что при соблюдении пределов, указанных в формуле цель достигается в примерах 2-5, 7 и не достигается в примерах 1, 6 и 8.

Формула-изобретения Способ агломерации фосфатного сырья, включающий его смешение с коксом, увлажнение и окомкование смеси, загрузку окомкованной смеси на колосниковую решетку агломерационной машины, нагревание топочными газами до зажигания кокса, спекание с заменой топочных газов на воздух, просасываемый сверху вниз через слой окомкованной смеси, дробление спека, его охлаждение и выделение годного продукта, возвращение фракции минус 5 мм на стадию смешения, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода фосфора за счет увеличения плотности агломерата и улучшения экологии, в конце процесса спекания над поверхностью спека пропускают пылевоздушную смесь, содержащую 50 мас.% коттрельной пыли при скорости подачи смеси 0,86-1,6 м3/с в течение 1.20-1,50 мин.

Сущность: перед агломерацией фосфатное сырье смешивают с коксом. Смесь увлажняют, окомковывают и загружают на колосниковую решетку агломерационной машины. Смесь нагревают топочными газами до зажигания кокса с последующей заменой топочных газов воздухом просасываемым сверху вниз через слой окомкован- ной смеси. В конце процесса спекания над поверхностью спеха пропускают пылевоз- душную смесь, содержащую 50 мас.% коттрельной пыли, при скорости подачи смеси 0,86-1,60 м3/с в течение 1.20-1.50 мин. Далее спек дробят, охлаждают с получением продукта агломерации. Фракцию минус 5 мм возвращают на стадию смешения. Прочность агломерата 71.2% г/см3. Ё