Способ переработки фосфогипса Советский патент 1981 года по МПК C01B17/50 C01F11/08 

1

Изобретение, относится к. способу ;перёработки фосфогипса на окись Кс1льция и двуокись серы.

Известен способ переработки фосфогипса, включакяций сушку, грануляцию в присутствии связующей добавт ки сульфитно-спиртовой барды, серусодержащёго и углеродсодержащего соединения, и термообработку при 1090-1200°С р.Недостатке способа являются невысокая степень разложения фосфогипса (около 6.7,0%) инизкая скорость его разложения. Так при температуре -v 12 уже наступает спекание массы вследствие невысокой термической стабильности.

Цель изобретения - повышение скорости и степени разложения.

Для достижения цели в способа переработки фосфогипса, включаивдем сушку, грануляцию фэсфогипса в смеси с углеродсодержащим и серусодержащим соединениями и связующими добавками, в качестве которых используют воднале «створы или карбамиды, или карбоксиметил-целлюлозы, или аммиачной селитры, или кальциевой селитры, или окись полиэтилена, или дестйлярную жидкость содового произзодства,

и термообработку гранул при 10001300 С, целесообразно связующие до- . бавки вводить в количестве 0,01-6,0 вес.% от количества фосфогипса, углеродсодержащие соединения брать в количестве 1-15% от количества фосфогипса, а серусодержащне соединения - в количестве 2-25% от веса фосфогипса. Целесообразно, также грануOлы форфогипса выдерживать при 100700°С в течение 10-90 мин.

Отличиями предлагаемого способа являются вводимые добавки, их количество, количество вводимого углеродsсодержащего и серусодержащего соединенийг и операция предварительного нагревания гранулированного фбсфогяпса. Предложенный способ позволяет за 5-15 мин достигнуть 98,4-99,2%

0 степени разложения фосфогипса, в то ;время как по известному способу за это время достигается степень разложения не выше 65,2%..

5 Количества вводимых Добавок огфе делены экспериментально и зависят от прочности гранулированного фосфогип- са. При введении добавок ниже указан|НЫХ, прочность гранулированного про-

рукта не высокая; введение большего

оличества добавок не целесообразно. оличество углеродсодержащего и ерусодержащего соединений зависит т конкретных условий и требований получаемой извести и двуокиси сеы и подбираются экспериментально, качестве углеродсодерлсащего соедиения может быть использован или окс, или антрацит, или каменный голь, в качестве серусодержащего оединения может быть использована или элементарная сера, или колчедан. Указанные добавки могут быть введены раздельно в фосфогипс или совместно.

Пример 1. Г кг предварительно -высуше него при 15 ОС фосфогипса (Г. содержащего, %: СаО 31,4, 50 43,1, 2,1, ,2, Si02 0,1, F 0,79 и 20,4, вводят в барабанный гранулятор. При непрерывном вращении барабана со скоростью 41 об/мкн посредством распыления добавляют 226 г 14%-ного водяного раствора карба-. МИДа, Гранулирование проводят в течение 8 мин после чего гранулы подвергают термообработке при 120с в течение 65 мин, и просеивают с отделением полезной фракции 1-4 мм. Выход полезной фракции равен 89%, статическая прочность гранул - 3fO кг/см, износоустойчивость к истиранию - 62,85%, Полученные таким способом гранулы подвергают термическому разложению в кипящем слое при 1250- С, при продолжительности разложения б мин, линейной скорости флюидизирующих газов 3,2 м/с и нагрузке печи по гранулированному фосфогипсу 750 гр/час, В качестве флюидизирующего и энергетического агента используют пропан-бутаи, который сгорает непосредственно в кипящем слое при коэффициенте избытка воздуха |сИ 1,00, Степень разложения сульфата .кальция на двуокись серы и известь при указанных выше условиях - 98р7%. Полученная при этом известь содержит 85,3% активной окиси кальция. Статическая прочность гранул извести - 12,8% кг/см-, Пример 2. 1кг апатитового фосфогипса, высушенного в течение 3 ч при до содержания. %: 50з 42,4, СаО 31,1, P-oOj 1,9, РзР, 0,3, S ,1, F 0-,85 и НдО 20,8 вводят в барабанный гранулятор, Фосфогипс гранулируют при прибавлении 270 г 11, водного раствора аммиачной селитры при скорости вращения барабана 40 об/мин в течение 7 мин. Гранулированную смесь подвергают термической обработке при 120с в течение 65 мин, после чего путем просеивания отделяют необкодимую фракцию с размером гранул 1-4 мм. аь1ход полезной фракции составляет 75%, статическая прочность 2,5 кг/см а устойчивость к истиранию - 70%. Полезную фракцию подвергают термическому разложению в инсталяции с кипящим слоем в течение 4 мин при 1280°С, линейной скорости газового потока 2,7 м/с и соотношес НИИ пропан-бутан-воздух, соответствующее oL 0,98. При указанных усло иях степень разложения сульфата кальция составляет 100%, а содержание активной окиси кальция в извести Q 87%, а статическая прочность гранул извести - 21,2 кг/см.

Пример 3. 1кг апатитового фосфогипса, высушенного в течение 150 мин при до содержания, %: SOi, 41,9%, СаО 31,4, 1,8, Р-2.О1. 0,2, SiO 0,1, F 0,63 и 22,1 вводят в. барабанный гранулятор и гранулируют при прибавлении путем распыления 273 г 17,5%-ного водного раствора кальциевой селитры..при скорости вращения барабана 45 об/мин. Гранулирование завершают за 10 мин,) после чего гранулированную смесь под- вергают термической обработке при

в течение 40 мин. Выделенная 5 посредством просеивания полезная фракция 1-4 мм составляет 75% и характеризуется статической прочностью гранул 19,5 кг/см и устойчивое тью к истиранию 84%. Эту полезную 0 фракцию подвергают термическому разложению в инсталяции с кипящим слоем при 1300с, линейной скорости газового потока 2,9 м/с и соотношении пропан-бутан воздух, соответствуюC щее сС 0,97. За 3 мин при указанных условиях степень разложения сульфата кальция составляет 100%, а содержание активной окиси кальция - до 89,6%.

0 Пример 4, 1 кг фосфогипса, высушенного в течение 2 ч при 110°С до содержания, %: SO-j 38,2, СаО 29,3, 2,7, 0,8, 510:2.0,9 и F 1,25 и 24,9, вводят в барабанный гранулятор, где его смешивают с 1,5 г порошкообразной окиси полиэтилена. Полученную смесь гранулируют при скорости вращения барабана 48 об/мин в течение 11 мин в прия сутствии 225 МП распыленной воды. Влажные гранулы подвергают термической обработке при 650С в течение 15 мин после чего осуществляют просеивание и выделение полезной фракции 1-3 мм. Выход полезной фрак ции составляет 78%, статическая прочность гранул - 23,7 кг/см, а устойчивость к истиранию - 92%. Термическое разложение гранул в инсталяции с кипящим слоем проводят при

0 в течение 16 мин, линейной скорости газового потока 1,8 м/с и соотношении пропан-бутан-воздух, соответствующее of. 0,96, что дает возможность достичь степени разложения сульфата кальция, равной 97,6% и содержания активной окиси кальци .в извести порядка 80,6%. Приме, р 5.0,5кг фосфогипса, высушенного в течение 3 ч при 105°С до содержания ,%: SOg 40,3, СаО 30,3, V.,2, 0,8, S i Од 0,8, F 1,11 и Н,др 21,5, смешивают в барабанном грануляторе с 40 г тонко измельченного кокса. Полученную смесь гранулируют в течение 9 мин при скорости вращения барабана 40 об/мин при введении 135 г 11,1% го водного раствора карбамида. Полу ченные гранулы подвергают термической обработке при 120с в течение 60 мин, после чего осуществляют про сеивание и отделение полезной фракции 1-3 мм. Выход этой полезной фра ции равен 86,5%, статическая прочност гранул - 2,5 кг/см и устойчивость к истиранию - 62,7%, Получе ные гранулы, подвергают термическому разложению в кипящем слое при 1140® в течение 19 мин линейной скорости газового потока 1,3 м/с и соотношении пропан-бутан и кокс-воздух, соответствующее cL 1,05. При указанных условиях степень разложения сульфата кальция равна 98,1%, содержание активной окиси кальция в извести - 78,3%,- а статическая прочность гранул извести 16,3 кг/см Пример 6. О,5 кг фосфогипса, высушенного в течение 3 ч при 105°С до содержания, %: SOj 40,2, СаО 31,4, 2,3, 0,7, Si 02 0,9, F 1,15 и H,jp 20,7, смешивают в барабан.ном грануляторе с 80 г порошкообразной серы. Полученную смес подвергают гранулированию при скорости вращения барабана 40. об/мин в течение 8 мин посредством введени 140 г 14,3%-ного водного раствора карбамида. Влажные гранулы подвергают термической обработке при 120 в течение 70 мин после чего проводя просеивание для отделения полезной фракции 1-3 мм. Выход полезной фрак ции равен 88,4%, статическая прочность - 4,7 кг/см а устойчивость к истиранию - 91,3%. Гранулы полезной фракции подвергают разложению в кипящем слое при в течение 25 мин, линейной скорости газового потока - 0,9 м/с tj соотношении пропан-бутан и сера-воздух, соответствующее 0- 1,03. При указанных условиях степень разложения сульфата кальция равна 98,2%, содержание /активной окиси кальция в извести .82,1%, а статическая прочность гранул извести - 21,3 кг/см. Пример 7. 0,5 кг фосфогип са, высушенного при в течение 3 ч до содержания, %: S Оз 40,3, СаО 0,7, 2,6, Р2.0з 0,6, SfOj 1,1, F 0,96 и НаР 22,1, вводят в барабанный гранулятор. При непре адв ном вращении барабана со скоростью 40 об/мин к фосфогипсу посредством распыления прибавляют 133 г дестилярной жидкости содового производства. Гранулирование осуществляют в течение 8 мин, после чего гранулы подвергают термообработке при в течение 50 мин просеивают и используют фракцию 1-3 мм. Выход полезной фракции равен 88%, статическая прочность - 4,1 кг/см2- устойчивость к истиранию - 87%. Полученные таким образом гранулы подвергают термическому разложению в кипдщем слое при 1150С в течение 17 мин, линейной скорости газового потока 1,2 м/с и соотношении пропан-бутан-воздух, соответствующее эС 0,95. При указанных условиях степень разложения гульфата кальция равна 96,4%, содержание активной окиси кальция в извести 81,2%, а прочность гранул извести 7,3 кг/см ; Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он приводит к получению .гранулированного фосфогипса или без серусодержащего и углеродсодержащего сырья, термически устойчивого до , что совершенно достаточно для проведения процесса термического разложения фосфогипса в кипящем слое до получения извести и двуокиси серы. Получаемый гранулированный фосфогипс характеризуется высоким выходом полезной фракции и высокой механической прочностью гранул, которая в течение процесса термического разложения фосфогипса в кип5гщем слое при некоторых используемых добавках даже увеличивается. Кроме того, используемые добавки при остальных -равных условиях приводят к более высоким скоростям разложения фосфогипса, . при небольшой продолжительности и сравнительно низких температурах получают высокую степень разложения сульфата кальция, что дает возможность йнтен- . сифицировать процесс - получать из- / весть с повышенным содержанием активной окиси кальция и печной газ - с повышенным содержанием двуокиси серы. Формула изобретения 1. Способ переработки фосфогипса, включающий сушку, грануляцию в присутствии связук«дих добавок, углеродсодержащего и серусодержащего соединения, и термообработку, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости и степени разложения фосфогипса, в качестве связуюих добавок используют водные растворы или карбамида, или аммиачной сеитры, или кальциевой селитры, или окись полиэтилена, или дестилярную жидкость содового производства. 7 82 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю« щ 1} и с я тем, что теЕМообработку ведут при 1000-1300 С. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а Ю {Щ и и с я тем, что добавки вводят в количестве 0,01-6,0 вес.% от количества фосфогипсд. 4.Способ по п. 1, о.т л и ч а Ю: щи и с Я тем, что при гргшуляции ; фосфогипса вводят углеродсод ржащее соединение в количестве 1-15% от .личества фосфогипса. 95568 5. Способ по п. 1, отличающ и и с я тем, что. серусодержащее соединение вводят в количестве 2-25% от веса фосфогипса. 6. Способ по п. 1, отличаю5 ° гранулы фбс огипса предварительно выдерживают в течение 10-90 мин при 100-700 с. - Источники информации, принятые во внимание при экспертизе |Q 1. Химическая промышленность, 1971, 2, с. 107-111. .