Способ переработки отходов фосфорного производства Советский патент 1980 года по МПК C05B11/10 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ФОСФОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

1

Изобретение относится к способам переработки отходов химических производств и может быть использовано для переработки фосфорсодержащих суспензий (шламов) электротермического производства фосфора на минеральные гранулированные фосфорнокалийные удобрения.

В современных способах производства фосфора образук)тся стоки (шламн), содержащие элементарный фосфор, а также растворенные и твердые фосфаты, сброс которых в открытые водоемы недопустим, вследствие чего требуется строительствои эксплуатация дорогостоящих специальных хранилищ (шламонакопителей).

Известен способ переработки сточных вод, являющихся отходом фосфорного производства, заключающийся в их отстаивании с выводом отделенного крупнозернистого шлама -в отвал и продувке осветленной части воздухом с последующей нейтрализацией ее известью 1 . .

Наиболее близок к предлагаемому изобретению способом переработки отходов фосфорного производства, представляющих собой водную суспензию

(коттрельное молоко), образующуюся при гидроудалении фосфорсодержащей пыли из электрофильтров при 200-400 С,

с S результате чего .из суспензии испаряется жидкость и окисляется содержащийся в суспензии элементарный фосфор. Способ позволяет получить гранулы раэмерсж 0,25-4,75 мм, не

IQ содержащие, элементарный фосфор 2.

Однако содержание в конечном продукте В;усвояемой форме (цитрато- и водорастворимой) составляет 15% и полученный по известному способу гранулированный продукт не

15 может &1ть использован в качестве удобрений без -дополнительнойпереработки. Кроме того, гранулированный продукт весьма |п ол идисперсен, а средний размер гранул мал.

20

Цель изобретения - интенсификация окисления элементарного фосфора и недоокисленных форм-фосфора и увеличение содержания водо- и цитрато25 растворимнх форм PgOj-в готовоти продукте..

Это достигается тQrt, что в известном способе переработки, включающем испарение и окисление фосфорсодержа30 щей суспен.зии в псевдоожиженном слое

гранулированных частиц, фосфорсодерЖсцдую суспензию предварительно об-., рабатывают фосфорной кислотой до довёдения мольного соотношения катионов исходной суспензии к пятиокиси фосфора до , 8-2,0 при температуре 7S-BQ°C 3 течение 0,5-1 ч, а отйбШёТййгё количества суспензии, вводимой впсевдоожиженный слой по сухому остатку, и количеству готового продукта в слое поддерживают равным 0,7-1:1.

В качестве фосфорсодержащей сусПёнзии используют кбттрельное молоко и/или известковый шлам,обрабатываемые фбсфорной кислотой в соотношении 8-10:1-1,5 по сухому остатку, или используют коттрельное молоко, известковый шлам и фосфоритную мелочь, обрабатываемые совместно в соотношении 8-10:1-1,5:3-5 по сухому остатку.

Обработка исходной фосфорсодер- ; жащей суспензии фосфорной кислотоя до мольного соотношения катионов и . пятиокиси фосфора ,8:2,0 интенсифйЦйрует окисление элементарного фосфора и недоокйсленных форм фосфора, стабилизирует содержание Pj В конечном продукте на уровне 46-52% 1Г 1ШГйчй&а:е 1: сбдёржай ё водо- и ; цитра орастворимых форм до 44,,1%. Смесь предварительно обрабатывают при 75-80°С кислородсодёр.жащими. топочными газами, при этом коэффициент окисления элементарного фосфора составляет 70-80% при времени обработки топочными гаяами.40 мин. Обработанную таким образом суспензию направляют в псевдоожиженный слой, где при 350-400 0 протекают процессы испарения влаги, доокислёния элементарного фосфора, дегидратации и поли Мерйзации моно- и дифосфатов с обра ванием смешанных пиро- и тримета j)dc aTOBV .

СоотнЪшёнйё подали суспензии в слой к готовому продукту в слое составляет 0,7-1:1. УвёЛйчёййё : ООтно шёния вызывает слипаёмость частиц в ййеё 7 уменьшение с60тйОшёййй Внй аёт механическую прочность гранул. Средний размер получаемых гранулеббт ав ляе-г 3,1-3,3 мм. Влажность гранул 0,1-0,2%, элементарный фосфор в гранулах «отсутствует, содепжание Pg 0 общегр 46-52%, цитратбраствЬримого 96-99; и водорастворимого 25-30% от общего-содержания Рд Og , Kg О - 7-9%.

.Пример. Суспензию (молам) от тидроудаления пчли иэ электрофильтров очистки газов из фосфорной П(ё1йг-элект РОтермйческого производства фосфора (коттрельное молоко), содержащую 10% твердой фазы, 15% растворенных фосфатов, 1% элементарного фосфора , с мольным соотношением катионов R пятиокиси фосфора о(5рабатывают до. ,0 фосфорной кислотой и

нагревают при интенсивном перемепгавании, барботируя через суспензию кислородсодержащие топочные газы. При этом коэффициент окисления элементарного фосфора составляет 75% при времени обработки топочными газами 40 мин. Обработанную таким образом суспензию подают в кипящий слой при температуре в слое 400°С, расход суспензии поддерживают, исходя из 1соотношения подачи растворенной част

и минеральной основы шлама к готовому продукту в слое 1:1, что обеспечивает псевДоожиженное состояние слоя и предотвращает слипаемость частиц в слое. При в слое протекает процесс выпарки, деградатации и полимеризации моно- и дифосфатов с образованием смешанных пиро- и триметафосфа ов кальция и калия. Средний размер гранул составляет 3,1 мм при содержании классов 3 мм 20%, -3+2 NM - 65%, -2 мм -. 15%. Содержание общего 52%, усвояемого в цитраторастворимой форме 50,1%, в водорастворимой форме13,0% и 9%.

П р и м е р 2, Суспензию известкового шлама от нейтрализации фосфорсодёрЖащйх сточных вод известковым молоком, содержащую 10% твердой фазы 0,5% растворенных фосфатов и 0,5% элементарного фосфора, с мольным соотношением катионов и пятиокиси гфосфора ,8 обрабатывают фосфорной кислотой до ,2, Затем смесь нагревают до , барботИРуют через суспензию кислородсодержа111ие топочные газы. При этом коэффициент окисления элементарного фосфора составляет 80% при времени обработки кислородсодержащими газами 40 мин. Обработанную таким образом суспензию подают в псевдоожиженный слой, в котором поддерживают 350°С, расход суспензии поддерживают исходя из соотношения подачи растворенных фосфатов и твердой фазы (сухой остаток), к готовому продукту в слое 0,7:1, что обеспечивает псёвдоожиженное состояние слоя и предотвращает слипаемость частиц в слое и не вызывает термического разрушения гранул. При 350°С в йлОё прО екаёт процесс суижи, окисления фосфора и частично деградатация моно- и дифосфатов. Средний Ьазмер гранул готового продукта составляет 3,3 мМ при содержании классов -4-3 мм - 27%, -3+2 мм 55%, -2 1Ф1 - 1%. Содержание Pg 0 общего составило 49,3%, усвояемого в цитраторастворимой форме 47,3%, в водорастворимой форме 10,4%, Kg О 1,0%.

. Прим ер 3. Суспензию (шлам) от гидроудаления пыли из электрофильтров очистки газов из фосфорной печи (коттрельное молоко) солержащую 10% твердой фазы, 19% растворенных фосфатов с 1% элементапното

фосфора, с мольным соотношением катионов и пятиокиси фосфора ,2, смешивали с суспензией известкового шлс1ма от нейтрализации фосфорсодержащих -сточных вод известковым молоком, содержащей 10% твердой фазы, 0,5% растворенных фосфатов с 0,5% элементарного фосфора с мольным соотношением катионов и пятиокиси фосфора ,8, в соотношении по сухому остатку 10:1. Полученную смесъ шламов, с содержанием 10% твердой фазы, 14% растворенных фосфатов и 0,99% элементарного фосфора, обрабатывают фосфорной кислотой до ,2, затем смесь нагревают, барботируя через суспензию кислородсодержащий топочные газы. При этом коэффициент окисления элементарного фосфора составляет 75% при времени обработки кислородсодержащими газами 40 мин. Обработанную таким образом суспензи подают в псевдоржиженный слой, в котором поддерживают 390° С, расход .суспензии поддерживают исходя из соотношения подачи растворенных фосфатов и твердой фазы суспензии (сухой остаток,) к готовому продукту в слое 0,9:1, что обеспечивает псевдоожиженное состояние слоя, предотвращае слипаемость частиц в слое и не вызывает те яиического райрумениягранул продукта.:V

В слое протекает процесс сушки, окисления элементарного фосфора, дегидратации и полимеризации монои дифосфатов с образованием смешанных пиро- и триметафосфа ов кальция и щелочных металлов. Средний размер гранул готового продукта составляет 3,3 мм при содержании классов +3 мМ 24%, -3+2 NW - 65%, -2 мм - 10%. Содержание PgОу общего в готовом продукте составляет 48,3%, усвояемого в цитраторастворимой форме 46,8%, в водорастворимой форме 12,7%, К„0 8,2%.

Пример 4. Фосфоритную мелоч с содержанием 22% измельчают до тонины помола 2 мм и смешивают с коттрельным молоком, содержащим ГО%твердой фазы, 15% растворенных фосфатов, 1% элементарного фосфора и известковым шламом, содержащим 10% твердой фазы, 0,5% растворенных фосфатов и 0,5% элементарного фосфора в соотношении 3:10:1 по сухому ос-. татку. Полученную суспензию с соотношением катионов и пятиокиси фосфора ,4 обрабатывают фосфорной кислотой до ,2, затем смесь«нагревают до 70° С, С5арботируя через суспензию кислородсодержащие топочные газы. При этом коэффициент окисления элементарного фосфора составляет 70% при времени об .эаботки топочными газами 40 мин. Обработанную таким образом суспензию подают в псевдоожиженный слой, в котором поддерживают , расход суспензии поддерживают, исходя из соотношения , подачи растворенных фосфатов и твердой фазы суспензии (сухой остаток), к готовому продукту в слое 1:1, что обеспечивает псевдоожиженное состЬя|ние слоя, предотвращает слипаемость частиц слоя и не вызывает термического разрушения готового продукта. При 400° С в слое протекают процессы сушки, доокисления элементарного фосoфора, дегидратации и полимеризации моно- и дифосфатов с образованием смешанных пиро- и триметафосфатов кальция и шелочных металлов. Средний размер гранул готового продукта со5ставляет 3,2 мм. Содержание PnOj.общего в гранулах составляет 6., 7%, усвояемого в цитратнорае.ворймой форме 44,3%, в водорастворимой форме 15,2% и KgO 7,4%.

0

Использование предлагаемого способа переработки отходов фосфорного производства обеспечивает по сравнению с известным способом получение конечного продукта в виде гранулированного фосфорно-калийного у;с;Ьбре5ния, с содержанием усвояемости P Og44,3-50,1%, вместо 15% по известному способу и вносит большой вклад в создание безотходной технологии полу- ,чения желтого фосфора электротерми0ческим способом.

Формула изобретения

1.Способ переработки отходов фосфсрного производства,.включающий испарение и окисление фосфорсодержащей суспензии в псевдоожиженном слое гранулированных яастиц, отличающий с я тем,.что, .с целью интенсификации окисления элементарного фосфора и недоокИсленных форм фосфора и увеличения содержания цитратнорастворимых форм PgOs готовом продукте, фосфорсодержащую суспензию предварительно обрабатывают фосфорной кислотой до доведения молного соотнсхаения

катионов исходной суспензии к пятиокиси фосфору до ,8-2,0 при 75ЗО С в течение 0,5-1 ч,,а отношение количества суспензии, вводимой в

псевдоожиженный слой, по сухому остатку и количеству готового продукта в слое поддерживают равньлм 0,7-1:1.

2.Способ по n.J, отличающ и и с я тем, что в качестве фосфорсодержащей суспензии используют :.коттрельное молоко и/или известковый шлам, обрабатываемый фосфорной кислотой в соотношении 8-10:1-1,5 по сухому остатку.

3.Способ по П.1, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащей суспензии используют коттрельное молоко, известковыйшлам и фосфоритную мелочь, обрабатываемые совместно в соотношении 8-10:1-1,5:35 по сухому остатку.

7735585g

Источники информации,ред. И.Н.Постникова. М., Химия,

принятые во внимание при экспертизе1976, с.156-157,

1. Термическая фосфорная кислота,2. Патент QUA №3717451,

соли и удобрения на ее основе. Подкл. С 05 В 17/02, 1973 (прототип).