Способ декарбонизации фосфоритов Советский патент 1979 года по МПК C01B25/01 

Изобретение относится к технологии декарбонизации фосфатного сырья используемого в дальнейшем для производства фосфора в электротермичес ких печах. Известен способ декарбонизации фосфоритов, на конвейерной обжиговой машине, включающий одностадийную сушку материала при и обжиг при 1050°С с использованием горячих абгазоВг подаваемых на стадию сушки и обжигасо скоростью 0,4 0,2 им /с соответственно ij. Недостатком известного способа является низкая степень декарбонизации, составляющая 50%, Известен также способ декарбонизации фосфоритов, включающий их измельчение, : раз целение на фракции класса 0-10 и 10-70 MMj; измельчение первой фракции дофракции класса 0-01 мм, ее окатывание, загрузку полученных окатышей в обжиговую машину на слой второй фракции при общей высоте слоя - 450 мм, их сушку и нагревание газообразным теплоносителем. Сушку ведут в течен 20 мин в две стадии при подаче абгаэов при температуре 200-300 С со скоростью 0,4-0,8 сверху вниз на первой стадии и снизу вверх на второй. На первую стадию подают 25-.35% общего количества абгазов, а Остальное количество подают на вторую стадию. Обжи-г ведут в течение 45 мин при темпёратуре газообразного теплоносителя 1050-1200°С и скорости его подачи 0,4-0,45 HMVc. Степень декарбонизации составляет 85% при выходе продукта 60-70% 2. Недостатком известного способа является невысокие степень декарбонизации и выход продукта. Целью предлагаемого изобретения является повышение выхода и степени декарбонизации. Поставленная цель достигается тем, что используют способ декарбонизации фосфоритов, включающий их измельчение, разделение на две фракции класса 0-10 и 10-70 мм, измельчение первой до фракции класса 0-0,1 мм, ее окатывание, загрузку полученных окатышей в обжиговую машину на слой в торой фракции, их сушку и нагревание газообразным теплоносителям, фракцию класса 0-10 мм перед измельчением смешивают с углеродом в весовом соотношении 9-19:1, а нагревание ведут при температуре газообразного теплоносителя 750-850°С в течение 10-15 мин с последующим снижением ег .температуры со скоростью 10-30°С/мин до 500-600°С и поддержанием ее э течение 10-20 мин. При этом фракцию класса 10-70 мм загружают высотой 300-350 мм, а окатыши 150-200 мм. Отличительными признаками являются измельчение первой фракции вмест с углеродом, ее количество, температура газообразного теплоносителя, и режим подачи теплоносителя, соотношение высот слоев окатышей и второй фракции. Этопозволяет повысить степень декарбонизации до 95% и выкод до 90%., Фракционный, состав исходного сырь до и после размола определяется опт имальными Условиями приготовления окатышей, Содержание углерода в окатышах определяет продолжительность и интенсивность выделения тепла при eio выгорании. При содержании углерода в окатышах менее 5% снижается количество и интенсивность выделения тепла при горении . углерода. При содержании углерода более 10% происходит оплавление окатышей, образование опека и, как следствИ1Э, значительное .увеличение газодинамического сопротивления слоя. При температуре газообразного те лоносителя выше 850°С возможен перегрев и оплавление окатышей, при температуре теплоносителя менее 750 не обеспечиваются условия воспламенения углерода кокса. Скорость пони жения температуры теплоносителя опр деляется интенсивностью развития пр цессов выгорания углерода. При резком понижении температуры теплоноси ля (более 30 С/мин) за счет уменьшения количества подводимого тепла к слою возможно погасание горящих частиц и срыв процесса горения. При скорости понижения температуры мене 10°с/мин из-за недостатка кислорода в теплоносителе снижается интенсивность горения углерода и выделения тепла в слое. На завершающем этапе обжига при: температуре теплоносител 500-бОО°С обеспечиваются оптималуэные условия подвода к горящим углеродным частицам и условия внешнего нагрева слоя,. Соотнршение высоты слоя окатышей и.фосфорита фракции 10-70 мм определяется газодинамическим и тепловым режимами процесса При увеличении высоты слоя окатышей более 200 увеличение газодинамического сопротивления слоя приводит к ухудшениЕО показателей работы тягодутьевого оборудования. Одновременно повыиается температура теплоносителя над лоем кускового фосфорита и на колосиковой решетке. Это приводит к плавлению фосфорита и перегреву олосниковой решетки выше допусти- . ой нормы. При низкой высоте слоя катыией менее 150 снижается эффек-ивность данного предложения, ввиду недостаточного тепловыделения. Пример. Фосфоритовую руду робят и выделяют фракции класса 0-10 и 10-70 1лм. Первую фракцию смешивают с коксом такой же крупности в соотношении 93:7, измельчают о крупности 0,1 мм и гранулируют с получением окатышей диаметром 1015 мм. Окатыши слоем высотой 200 мм загружают на слой кускового фосфорита высотой ;300 мм и подают в рабочее прострайство обжиговой машины, общая производительность машины по фосфатному сырью составляет 50 т/ч, После сушки в соответствующей зоне окатыши и кусковой фосфорит поступают в зону обжига. В этой зоне слой фосфорита подвергают обжигу в течение 15 мин теплоносителем (продуктами сгорания природного газа) с температурой 800°С. Затем температуру теплоносителя над слоем непрерывно снижают со скоростью 20С/мин до 600°С с последующей выдержкой этой температуры в течение 15 мин. Степень декарбонизации фосфоритов составляет 95%, выход продукта 80%, Прочность окатышей на раздавливание 150-200 кг/окатыш. Удельный расход газообразного топлива на обожженный фосфорит 187 , что на 9 нм г еньше, чем по известному способу, П р и м е р 2, Фосфоритную и кок- совую мелочь крупностью 0-10 мм в соотношении 18:1 по содержанию углерода смешивают, размалывают до крупности 0-0,1 мм и гранулируют до получения окатышей диаметром в пределах 10-25 мм. Полученные окатыши слоем высотой 200 мм загружают на слой высотой 300 мм кусковой фосфатной руды крупностью 10-70 мм и подают в рабочее пространство обжиговой машины, общая производительность машины по фосфатному сырью 50 т/ч. После сушки в соответствующей зоне окатыши и кусковой фосфорит поступают в зону обжига. В этой зоне слой фосфорита обжигают теплоносителем (продуктами сгорания природного газа) с 850°С. Затем температуру теплоносителя над непрерывно снижают со скоростью 25°С/мин до 600 С с последующей выдержкой этой температуры в течение 15 мин. Осуществление предлагаемого способа с такими параметрами теплового режима позволяет достигнуть степе-ни декарбонизации, окатышей 90-95%, прочности окатышей на раздавливание 160 кг/ок, степени декарбонизации кускового фосфорита 45% при выходе годного продукта 80%. Пример 3. Фосфоритную и коксовую мелочь крупностью 0-10 мм соотношении 15:1 по содержанию углерода смешивают, размалывают до крупности 0-0,1 мм и гранулируют до получения окатышей диаметром в пределах 10-25 мм. Полученные окатыши слоем высотой 200 мм загружают на слой высотой 300 мм кусковой фосфатной руды крупностью 10-70 мм и подают в рабочее пространство обжиговой машины. Общая производительность машины по фосфатному сырью 50 т/ч. После сушки в соответствующей зоне окатыши и кусковой фосфорит подают в зону обжига. В этой-зоне слой фосфорита подвергают обжигу теплоносителем (продуктами сгорания природного газа) с . Затем температуру теплоносителя над слоем непрерывно снижают со скоростью 20С/м до 55 с последующей вьщержкой это температуры в течение 20 мин. Осуществление предлагаемого спосо ба с такимИ: параметрами теплового режимапозволяет достигнуть степени декарбонизации окатышей 90-95%, прочности окатышей на раздавливание 180 к г/окатышей, степени декарбрниз ции кускового фосфорита 50% при выходе годного продукта 80%. П р и м е р 4. Фосфоритную и кок совую мелочь крупностью 0-10 мм в соотношении 12:1 по содержанию углер да смешивают, размалывают до крупно ти 0-0,1 мм и гранулируют до получения окатышей диаметром в пределах 10-25 мм. Полученные окатыши слоем высотой 200 мм загружают на слой высотой 300 мм кусковой фосфатной руды круп |НОстью 10-70 мм и подают в рабочее пространство обжиговой машины, общая производительность машины по фо фатному ситрью составляет 50 т/ч. После сушки в соответствующей зоне окатыши и кусковой фосфорит. подают в зону обжига. В этой зоне слой фосфоритаподвергают обжигу теплоносителем (продуктами сгорания природного газа) с . Затем температуру тепл(5носител г Мад слоем непрерывно снижают со скоростью 15°С/мин до 500°С с последующей выдержкой этой температуры в течение 20 мин. Осуществление предлагаемого способа с такими параметрами теплового режима позволяет достигнуть степени декарбонизации окатышей 90-95%, прочности окатышей на раздавливание 200 кг/окатышей, степени декарбонизации кускового фосфорита 50% при выходе горного продукта 80%. Формула изобретения .Способ декарбонизации фосфоритов, включающий их измальчение, разделение на две фракции класса 0-10 и 10-70 мм, измельчение первой до фракции класса 0-0,1 мм, ее окатываниэ, загрузку полученных окатышэй в обжиговую- машину на слой второй фракции, их сушку и нагревание газообразным теплоносителем, отличающийся тем, что, с Ц|2лью повьлиения степени декарбонизации и выхода продукта, фракцию класса 0-10 мм перед измельчением смешивают с углеродом в весовом соотношении 9-19:1, а нагревание ведут при температуре газообразного теплоносителя 750-850с в течение 1015 мин с последующим снижением его температуры со скоростью 10-30°с/мин до 500-бОО°С и поддерживанием ее в течение 10-20 мин. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фракцию класса 10-70 мм загружают высотой 300-350мм,а окатыши 150-200 мм. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ, № 1167317, кл. 12; 25/00, опублик. 09.04.64. 2.Заявка № 1765304/23-26, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства, 29.03.72 (прототип).