Способ термической переработки окисных руд Советский патент 1976 года по МПК C01B25/02 C01B25/18 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА

С целью полученкя красного фосфора, конденсацию ведут охлаждением газов со скоростью 1О - 10 град/сек.

Охлаждение фосфорсодержащих газов со скоростью Ю -10 град/сек обеспечивает конденсацию красного фосфора с выходом до 98%. При меньшей скорости охпвйщения выход красного фосфора резко снижается. Скрросаъ охлаждения более Ю град/сек не приводит к cjmecTBeHHOiyiy повышеншовыхода красного фосфора н технически трудноосуществима.

Предлагаемый способ позволяет интенсифиц1фовать процесс получения фосфора за счет повышения скоростей теплобмена, диффузии и ; восстановления в спое шнхты и в расплаве в среднем на . 15-2О%; одновременно перерабатыв ать кондиционное и некондииионное по гранулометрическому и химическому ехэстаВУ фосфорсодержащее су трье; обеспечить экономшо кокса до О,5 т на 1 т производимого фосфора при испольвовании в качестве плазмообразутоЩего газа метана ипи его смеси с водородом; одновременно попучать фосфор к фосфорную кислоту при использовании в качестве плазмообразующего газа инертных ипи окислительных raaoii.

Пример, В руднотермическую печь, оборудованную пяазмохимическими реакторами загружают щих-iy, в состав которой входит 395ОО itr/ч фосфорита фракции 10--50 MMj содержащего 25% , 960О кг/ч кварцита и 55ООкг/ч кокса. Посредством электродов в печь вводят 48 МВт электроэнергии. В плазмо- химические реакторы подают 388ОО кг/ч фосфорита фракции 0-10 мм, содержащего 23% Р О.Струю низкотемпературной плазмы получают, вводя в плазмохимИческие нагреватели 430О кг/ч природного газа, содержащего 97% СН и 54 МВт электроэнергии. Дополнительный нагрев шихты и расплава в печи проводят, вводя в печь под силой щихты поток продуктов восстановления фосфорита в низкотемпературной плазме, имеющий ере дне массовую температуру 35ОО С. Из фосфорсодержащих газов, выходящих из печ, конденсируют 73ОО кг/ч желтого-фосфора, причем за счет восстановления в ппазмохимических реакторах получают 3500 т/ч фосфора, за счет восстановления в рудно- термической печи 3800 т/ч фосфора.

Удельный расход электроэнергии на получение 1 т фосфора составляет 1400ОкВт/ч.

В результате интенсификации тепломассообмена в печи при введении в нее высокотемпературных продуктов восстанов-г ления фосфорита в плазме производительность печи возрастает по сравнению с печью мощностью 48 МВт. Экономия кокса за счет восстановления части фосфорита метаном составляет 500 кг/т фосфора.

Дгш попучениа красного фосфора газы выводят из печи при 800°-1.2ОО°С и охлаж дают их со скоростью 10-10 град/сек. При этом конденсируют 69ОО кг/ч красного фосфора.

П р и м е р 2. В. руднотермическую аечь загружают 24400 кг/ч фосфорита фракции lQ;r50 мМ, содержащего 27,5% PgOj кварцита и 41ОО кг/ч кокса. При работе без подвода электроэнергии через электроды в печь подают поток продуктов термической диссоциации фосфорита со среднемассовой температурой 4000 С, полученный при обработке 78ОО кг/ч фосфорита фракции 0-1О мм в низкотемпературной плазме при расходе пдазмообразующего газа - азота 19500 кг/ч и расходе электроэнергии 62 МВт. Газы, отходящие из печи, после очистки от пыли охлаждают водой и получают 32О кг/ч желтого фосфора и фосфорной кислоты (в пересчете на 1ОО%-ную) Удельный расход электроэнергии на 1т фосфора (включая фосфор, содержащийся в кислоте) составляет 167ОО кВт-ч. При этом фосфорсодержащее сырье состоит из 24,2% измельченного фосфорита и 75,8% кускового фосфорита. Доля измельченного сырья может быть увеличена до 87% за счет снижения доли кускового фосфорита до 13%.

Формула изобретения

1. Способ получения фосфора, включающий разделение фосфорсодержащего сыр.ья на фракцию 0-10 мм и фракцию 1О-50 мм, смещение фракции 1О-50мм с восстановителем и флюсующей добавкой, электронагрев щихты с получением фосфорсодержащих газов и последующее выделение из них фосфора конденсацией, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, одновременно с электронагревом щихту 5 нагревают продуктами обработки фосфорсодержащего сырья фракции О-1О м в низкотемпературной плазме 2, Спостб по П.1, отличаю- щ IJ и с я тем, что, с цеиыо получения красного фосфора, конденсацию ведут охл дением газов со скоросптью -10 град/сек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе /6, 1,Авторское свидетельство СССР N 295389, кл. С 01 В 25/18, 26.О2.бе. 2,Моссэ А, Л., Шчковскнй В. В. Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск,Наука и техника1973, с. 61- 70. 3,Егоров А. П. и др. Общая химическая технология неорганических веществ М., Химия, 1965, с, 497.