Способ извлечения фосфора из шлама

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к переработке фосфорных шламов, образующихся при электротермическом производстве фосфора . Цель изобретения -упрощение процесса при сохранении высокой степени извлечения фосфора. Способ заключается в подаче струи шлама на плоскость, при этом контакт частиц шлама с плоскостью осуществляется однократно, нормальную составляющую скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью рассчитывают по формуле VH V sin a К, где V - скорость струи шлама на выходе из сопла, м/с; аугол наклона оси ;труи шлама к плоскости, град; К - коэффициент сопротивления среды , находящейся между соплом и пластиной . Нормальную составляющую скорости струи шлама в момент контакта с плоскостью поддерживают равной 11-12 м/с. Степень извлечения фосфора при переработке шламов разных типов: с размером частиц 6- , 6- 1 , 1 6 10 4мкми мкм-составляет 99,0- 99,9%, содержание основного вещества в фосфоре 99,7 - 99,9%. 1 з.п.ф-лы, 2 табл. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1! ) (si)s С 01 В 25/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1(, р бд (Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779895/26 (22) 09.01,90 (46) 15.06.92. Бюл,¹22 (71) Казахский научно-исследовательский и проектный институт фосфорной промышленности (72) Г.П.Черепанова, Л.А.Ашкинази, Л.М,Воложин, В.А.Ершов и А.С.Макаров (53) 661.631 (088.8) (56) Патент США N 4481176. кл. С 01 В 25/01, 1984, (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФОСФОРА ИЗ

ШЛАМА (57) Изобретение относится к переработке фосфорных шламов, образующихся при электротермическом производстве фосфора. Цель изобретения — упрощение процесса при сохранении высокой степени извлечения фосфора. Способ заключается в

Изобретение относится к способам переработки фосфорных шламов. образующихся при электротермическом производстве фосфора, Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения фосфора из шлама, включающий его измельчение до размера частиц не более 1560 мкм с последующим отделением фосфора фильтрацией, При этом измельчение осуществляют, например, в дезинтеграторе Рица. Степень извлечения фосфора составляет 99,0 — 99,5%, содержание основного вещества 99,5—

99,7%.

Несмотря на то, что известный способ позволяет перерабатывать шламы различных типов и обеспечивает высокую степень подаче струи шлама на плоскость, при этом контакт частиц шлама с плоскостью осуществляется однократно, нормальную составляющую скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью рассчитывают по формуле VH = V За а К, где V — скорость струи шлама на выходе из сопла, м/с; а— угол наклона оси струи шлама к плоскости, град; К вЂ” коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и пластиной. Нормальную составляющую скорости струи шлама в момент контакта с плоскостью поддерживают равной 11 — 12 м/с.

Степень извлечения фосфора при переработке шламов разных типов: с размером частиц<6 10 мкм 6 10 — 1 10 мкм 1 10—

6 10 мкм и > 6 10 мкм — составляет 99,0-4 -4

99,9% содержание основного вещества в фосфоре 99,7 — 99,9%. 1 з.п.ф-лы, 2 табл, извлечения фосфора, он сложен в осуществлении, так как пр здусматриваетдвустадийную обработку шлама: измельчение и фильтрацию, необходимость которой вызвана тем, что при многократных контактах измельченных частиц фосфора между собой и частиц минеральной части шлама, являющихся стабилизаторами эмульсии фосфор— вода, происходит вторичное эмульгирование системы. В данном процессе измельчение способствует улучшению стадии фильтрации.

Цель изобретения — упрощение процесса при сохранении высокой степени извлечения фосфора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения фосфора из

1740316 шлама, включающему измельчение последнего с последующим отделением продукта, измельчение ведут подачей струи шлама на плоскость с нормальной составляющей скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью, рассчитываемой по формуле

V,=V Sina . К, (1) где V — скорость струи шлама на выходе из сопла, м/с;

a — угол наклона оси струи шлама к плоскости, град;

К вЂ” коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и плоскостью.

Нормальную составляющую скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью поддерживают равной 11 — 12 м/с, и контакт частиц шлама с плоскостью осуществляют однократно.

Чем ближе угол а к 90 . тем меньше отличается скорость струи шлама в устье сопла от ее нормальной составляющей. Наиболее оптимальным является угол, равный

90, при котором требуется наименьшая скорость струи шлама в устье сопла при данных условиях.

Пример 1. Способ осуществляют s аппарате динамической коагуляции (АДК), АДК представляет собой емкость, заполненную водой (или газом), с пластиной внутри, к которой подводится транспортный шламопровод с соплом на конце. Пластина находится на расстоянии 0,1 — 0,3 м от конца сопла.

Диаметр сопла составляет 25 мм.

Фосфорный шлам, содержащий, мас;%: фосфор 59,54; минеральная часть шлама

12,48; вода 27,98, с размером частиц < 6 . 10 мкм и температурой 50 С в количестве 15,3 т подают в АДК со скоростью 11,3 м/с. По формуле (1) рассчитывают нормальную составляющую скорости струи шлама, которая равна 11 м/с, и поддерживают ее на этом уровне. Коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и пластиной, полученный расчетным путем, равен

0,97, Так как пластина перпендикулярна оси струи шлама, угол c = 90О, Частицы шлама, вылетая из сопла, ударяются о плоскость пластины. При этом происходит разрушение структурно-механического барьера мицелл шлама, С пластины разрушенный шлам стекает в емкость.

Фосфор коалесцирует и оседает на дно anпарата, а минеральная часть шлама вымывается водой. При смачивании частиц минеральной части шлама на их поверхности образуется гидратная оболочка, препятст5 вующая вторичному образованию шлама.

Получают 9,018 т фосфора.Степень извлечения фосфора составляет 99,0 Д, содержание основного вещества

99,7; .

10 Пример 2. В условиях, аналогичных примеру 1, извлекают фосфор из фосфорных шламов разных типов, меняя нормальную составляющую скорости струи шлама.

Результаты экспериментов приведены

15 в табл.1.

Из данных табл,1 следует, что оптимальной составляющей скорости струи шлама является 11 — 12 м!с, так как при этом достигается высокая степень извлечения фосфо20 ра из шламов разного типа и высокое содержание основного вещества в фосфоре.

Для всех типов шламов увеличение или уменьшение величины нормальной состав25 ляющей скорости струи шлама приводит к снижению степени извлечения фосфора.

Сравнительные данные по эффективности известного (прототипа) и предлагаемого способов приведены в табл.2.

30 Предлагаемое техническое решение в сравнении с прототипом позволяет упростить процесс при обеспечении высокой степени извлечения фосфора из шлама, Формула изобретения

35 1. Способ извлечения фосфора из шлама, включающий измельчение последнего с последующим отделением продукта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса при сохранении высокой степени

40 извлечения, измельчение ведут подачей струи шлама на плоскость с нормальной составляющей скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью, рассчитываемой по формуле Ч = V sin а К, где V — скоро45 сть струи шлама на выходе из сопла, м/с; а — угол наклона оси струи шлама к плоскости. град; К вЂ” коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и плоскостью,и равной 11 — 12 м!с.

50 2, Способ по п,1, отл и ч а ю щи и с я тем, что контакт частиц шлама с плоскостью осуществляют однократно.

1740316 Таблица

Нормальная составляющая скорости шлама, м/с

Скорость Степень изструи шла- влечения ма., м/с фосфора из шлама, Угол наклона оси струи шлама, град

Содержание основного вещества, Тип фосфорного шлама

Состав шлама, мас. %

Фосфор 59,54

МЧШ 12,48

Вода 27,98

Размер частиц

< 6 10 мкм

Состав шлама, мас, Фосфор 70,1

МЧШ 4,8

Вода 25,1

Размер частиц

6 10 — 1 . 10 мкм

Состав шлама, мас о

Фосфор 81,3

МЧШ 3,5

Вода 15,2

Размер частиц

1 10 4 — 6 10 мкм

Состав шлама, мас, %

Фосфор 44,3

МЧШ 7,1

Вода 48,6

Размер частиц

> 6 10 мкм

2,5

3,0

6,5

8,5 . 9,0

11

11,5

12,0

13,0

11,0

2,5

3,0

6,5

8,5

9,0

1 1,0

11,5

12,0

13,0

11,0

2,5

3,0

6,5

8,5

9,0

11.0

11,5

12,0

13,0

11

2,5

3,0

6,5

8,5

9,0

1 1,0

1 1,5

12,0

13,0

11,0

2,4

3,1

6,7

8,8

9,3

t1,3

11,8

12,4

14,4

16,4

2.6

3,1

6,7

8,8

9,3

11,3

11,8

12,4

14,4

16,4

2,6

3,1

6,7

8.8

9,3

11,3

11,8

12,4

14,4

16,4

2,6

3,1

6,7

8,8

9,3

11,3

1 1,8

12,4

14,4

16,4

5,0

8,0

19,0

25,0

88,6

99,0

99,2

99;0

87,0

99,0

10,2

15,3

85,0

98,3

98,7

99,8

99,9

99,7

84,0

99,0

18,1

97,3

98,5

98,6

98,7

99,5 99,8

99,6

90,0

99,1

15,3

82,4

91,3

92,6

97,2

99,2

99,0

99,1

80,6

99,4

Таблица 2

88,0

89,0

96,1

97,3

99,2

99,7

99,9

99,9

89,0

99,6

90,3

95,8

99,6

99,8

99,8

99,8

99,9

99,8

89,5

99,2

96,3

99,7

99,8

99,8

99,9

99,8

99,9

99,7

97,0

99,2

94,7

99,1

99,7

99,8

99,8

99,9

99,8

99,8

99,2

99,0