Способ переработки фосфогипса на серосодержащие продукты и известь

Способ переработки фосфогипса на серосодержащие продукты и известь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

О9) SU (m

J

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTN4 (21) 3514976/23-26 (22) 29.11.82 (46) 23.12.84. Бюл. У 47 (72) Б.П. Соболев, В.Н. Носов и А.А. Новиков. (53) 661. 248 (088. 8) (56) 1. Патент С1ПА У 3729551, кл. 423-638, 1973.

2. Патент Великобритании

У 1564663, кл. С 01 F 11/46, 1980. (54)(57) 1.СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИФОСФОГИПСА НА СЕРОСОДЕРЖАЩИЕ ПРОДУКТЫ

И ИЗВЕСТЬ, включающий смешение фосфогипса с твердым восстановителем, грануляцию полученной смеси, обжиг в восстановительной атмосфере при

1100-1300 С, разделение продуктов и охлаждение газообразных продуктов реакции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации процесса путем сокращения вре3yg С 01 В 17/50 С 04 В 1/04 мени обжига, полученные гранулы фос фогипса перед обжигом опудривают твердым восстановителем, взятым в количестве 0,5-7,5 мас,ч. на 100 мыс.ч. фосфогипса, а обжиг и охлаждение газообразных продуктов реакции ведут при содержании окиси углерода в восстановительной атмосфере.

0,1-8,0 об.X.

2..Способ по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что при получении двуокиси серы охлаждение газообразных продуктов реакции до 700 С проводят о со скоростью 10-15 С/с при содержао нии окиси углерода 0,1-0,5 об.Ж.

3. Способ по п.l, о т л и ч а ю O шийся тем, что при получении элементарной серы охлаждение газообразных гродуктов реакции проводят со скоростью 2-5 С/с при содержании окиси углерода 1-8 об.X. а

1130522

Изобретение относится к переработке фосфогипса, являющегося отходом производства экстракционной фосфорной кислоты, на серосодержащие продукты и известь (серосодержа- 5 щие продукты — диоксид серы или элементарная сера).

Известен способ переработки суль фата кальция на серу и окись кальция, заключающийся в том, что сульфат кальция смешивают с твердым восстановителем, полученную смесь гранулируют и обжигают в две стадии, на первой из которых поддерживают температуру, равную 1040 С, в восста- 15

6 новительной среде, на второй — 1056 С в окислительной среде. Полученный диоксид серы во второй стадии воз вращается на первую стадию для восстановления до элементарной серы. 2(}

Охлаждение серосодержащего газа до 700 С ведут в нейтральной атмосфере со скоростью 6-8 С/с (1) . О

Недостатками этого способа являются невозможность переработки 25 фосфогипса — отхода производства экстракционной фосфорной кислоты, многократная периодичность процесса, низкая степень извлечения серы из сульфата кальция, кроме того, получаемая ЗО известь загрязнена примесями в виде сульфида кальция и в целом процесс является длительным.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ переработки фосфогипса на диоксид серы и известь, включающий грануляцию фосфогипса и последующий обжиг при высоких температурах в печах кипящего слоя, разделение продуктов 4О и охлаждение газообразных продуктов реакции. Причем фосфогипс смешивают с восстановителем, гранулируют, а обжиг ведут в одну стадию в восстановительной атмосфере при 1100-1300 С 45 в течении 30-180 мин, f2) .

Недостатком известного способа является длительность процесса обжига.

Цель изобретения — интенсифика- 0 ция процесса путем сокращения времени обжига.

Поставленная цель достигается тем, что полученные гранулы фосфогипса перед обжигом опудривают твер- 55

vbw восстановителем, взятым в количестве 0,5-7,5 мас.ч. на 100 мас.ч. фосфогипса, а обжиг и охлаждение газообразных продуктов реакции ведут при содержании окиси углерода в восстановительной атмосфере

Р,1-8,0 об,X.

Причем при получении двуокиси серы охлаждение газообразных продуктов реакции go 700 С проводят со скоростью 10-15 С/с при содержании окиси углерода 0 1-0,5 об.7.

Кроме того, при получении элементарной серы охлаждение газообразных продуктов реакции проводят при содержании окиси углерода 1-8 об.Х со скоростью 2-5 С/с.

Влияние количества твердого восстановителя, потребляемого при опудривании поверхности гранул, показано в табл. 1, Условия процесса: расход твердого восстановителя при смешении ЗЖ, температура обжига

1200 С, время обжига 5 мин, При норме углерода на опудривание гранул менее 0,5 мас ° ч. процесс малоинтенсивен, т,е. степень разложения фосфогипса за одно и то же время обжига понижается, что свидетельствует о недостаточном количестве углерода для образования теплоизоляционного слоя, что соответственно отражается на прочности гранул.

Увеличение нормы углерода более

7,5 мас.ч, на 100 мас.ч, фосфогипса нецелесообразно, что связано со снижением интенсивности процесса, Влияние времени обжига показано в табл. 2. Условия процесса: температура обжига 1200 С, содержание тверD дого восстановителя на опудривание

1,5 мас,ч. на 100 мас.ч. фосфогипса.

При обжиге менее 3 мин внутри гранулы не успевает развиться температура до рабочего значения, что отражается на степени разложения фосфогипса, Обжиг более 7 мин нецелесообразен. Наивысшие результаты достигнуты за 7 ьин.

Необходимость охлаждения газа вызвана термодинамическими условиями, так как равновесие реакции образования элементарной серы сдвинуто в область температур 1000-700 С. Скорость охлаждения серосодержащего газа и содержание в нем оксида углерода определены кинематическими условиями.

От скорости охлаждения серосодер0 жащего газа до 700 С в восстановительной атмосфере зависит получение

1130522

Количество .твердого восстановителя на рпудривание гранул, мас.ч. на ) 00 мас.ч. фосфогипса

1,0

0,2

0,5

Степень разложения фосфогипса, %

88,2 96,4 97,8 99,4 99,9 100 98,8 96,5 89,9

Усиление на раздавпивание, кг

0,1 0,7 1,0 1,4 1,8 2,1 3,8 4,2 . 4,0

Таблица 2

Степень разложения фосфогипса, % с

99,4.)00

98,6

96,4

69,3 конечного продукта в виде двуокиси серы или элементарной серы (см. табл. 3 и 4) Условия процесса: о. температура обжига 1200 С, содержание оксида углерода в отходящих газах 5

5 об.Х, содержание, твердого восстановителя после смешения сырья 3%, расход твердого восстановителя на опудривание 1,5 мас.ч. на 100 мас.ч. фосфогипса.

Как видно из табл. 4, охлаждение

: газового потока со скоростью менее

2,0 С/с нецелесообразно, так как

0 наивысшие показатели достигнуты при этой скорости. Увеличение скорости 15 охлаждения более, чем на 5 С/с, приводит к снижению степени восстановления двуокиси серы. Условия процесса: температура обжига 1200 С

1 содержание оксида углерода в отходя- 20 щих газах 0,5%, содержание твердого восстановителя после смешения сырья

3%, расход твердого восстановителя на дпудрирование 1,5 мас.ч. на

100 мас.ч. фосфогипса. 25

Как видно из табл. 4, при скорос1 ти охлаждения менее 8 С/с часть двуокиси серы успевает вступить во взаимодействие с оксидом углерода с получением элементарной серы.

Увеличение скорости охлаждения более

15 С/с нецелесообразно, так как око-0 ло 0,5% двуокиси серы взаимодействует с оксидом углерода.

Пример. 1000 кг фосфогипса смешивают с 40 кг мочевины, полученную смесь гранулируют и опудривают мочевиной, взятой в количестве 25 кг.

Полученный материал обжигают при о

1200 С в течение 3 мин. Образовавшиеся продукты разделяют, а серосодержащий газ с концентрацией окиси углерода 8Х охлаждают до 700 С со о скоростью 5 С/с и получают 397,02 кг извести, 6,0 кг SO » 222,6 кг элементарной серы. Степень разложения

99,9Х. Пылеунос 5,2%.

Использование предлагаемого способа позволяет провести процесс в одну стадию, с рациональным использованием тепла экзотермических реакций, исключая спекание материала и сокращая время обжига при достижении высоких степеней разложения.

Таблица 1

1,5 2,0 2,5 . 5,0 7,5 10

1130522

Таблица 3

4,0

3,0

2,0

1,0

5,0

6,0

100

99,4 98,7 91,2

99,7

Таблица 4

98,8

Составитель А, Волков

Редактор Н. Джуган Техред T.Ìàòî÷êà

Корректор Л, Пилипенко

Заказ 9504/18 Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Скорость охлаждения серосодержащего газа, С/с

Содержание серосодержащего продукта в виде элементарной серы 100

Содержание серосодер жащего продукта в виде SO Ж . 93,8

99,1 99,2 99,5 99,5