Способ переработки отходов фосфорного производства

Способ переработки отходов фосфорного производства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<111735585

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 19,1077 (21) 2535845/23-26

С 05 В 11/10 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень ¹ 19 (53) УДК 631.85 (088. 8) Дата опубликования описания 25,0580 В.Н.Белов, A.Á.Áåêòópîâ, N,Õ .Ким, С,В.Лаврушов, Д.З.Серавитдинов, В.П.Кожевникова, Ю,И,Головлев, Ю.Л,Пономарев, В.И.Кириллов, Ю.Я.Каганович, Л.П.й1ляпинтсх, И.Ш,Исламов и A.È,Ðóäèê (72) Авторы изобретения

Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ФОСФОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

1 .

Изобретение относится к сйособам

- переработки отходов химических производств и может быть использовано для перер абот ки фо сфор сод ержащих суспензий (шламов) электротермичес- кого производства фосфора на минеральные гранулированные фосфорнокалийные удобрения.

В современных способах производства фосфора образуются стоки (шламы), содержащие элементарный фосфор, а также растворенные и твердые фосфаты, сброс которых в открытые водоемы недопустим, вследствие чего требуется строительство и эксплуата-ция дорогостоящих специальных храни,лищ (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 суспенэию " (коттрельное молоко), образующуюся при гидроудалении фосфорсодержащей пыли из электрофильтров при 200-400 С, 5 в результате чего из суспензии испаряется жидкость и окисляется содержащийся в суспензии элементарный фосфор. Способ позволяет получить гранулы размером 0,25-4,75 мм, не

40 содержащне, элементарный Фосфор (2).

Однако содержание в конечном продукте Р О в.усвояемой форме (цитрато- и водорастворимой) составляет

15% и полученный по известному способу гранулированный продукт не может быть использован в качестве удобрений без дополнительной переработки. Кроме того, гранулированный продукт весьма;полидисперсен, 20. а средний размер гранул мал.

Цель изобретения — интенсификация окисления элементарного Фосфора и недоокисленных Форм фосфора и увеличение содержания водо- и цитрато25 раствориьых форм РЭО> в готовом продукте.

Это достигает ся т ем, чтo в из вестном способе переработки, включающем испарение и окисление фосфорсодержащей суспензии в псевдоожиженном слое

735585 гранулированннх частиц, Фосфорсодержащую суспенэию предварительно об-., рабатывают Фосфорной кислотой до доведения мольного соотношения катионов исходной суспензии к пятиокиси фосфора до R=Î; 8-2,0 при температуре 75-80 С в течение 0,5-1 ч, а отЫошейке количества суспензии, нводимой a ïñåâäîîæèæåííûé слой по сухому остатку, и количесТву готового продукта в слое поддерживают равным

0,7-1:1.

В качестве фосфорсодержащей сус пензии используют коттрельное молоко и/или известковый шлам,обрабаты-ваемые 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 фосфорсодержащей суснензии фосфорной кислотой до мольного соотношения катионов и пятиокиси фосфора к=0,8:2,0 интенсифиЦйрует окисление элементарного фосфора и недоокисленных форм фосфора, стабилизирует содержание Р2 О в конечном продукте на уровне 46-52Ъ и "увеличивает содержание водо- и цитраторастворимых Форм Р О до . 44, 3-50, 1Ъ. Смесь предварительно обрабатывают при 75-80 С кислородсодержащими. топочными газами, при этом кбэффициент окисления элементарного фосфора составляет 70-80Ъ при времени обработки топочными газами,40 мин.

Обработанную таким образом суспензию направляют в псевдоожиженный слой; где при -350-400ОС протекают процессы испарения влаги, доокисления элементарного фосфора, дегидратации и полимеризации моно- и дифосфатов с обра- "зованием смешанных пиро- и триметафо сфат ов.

Соотношение подачи суспензии- в слой к готовому продукту н слое составляет 0,7-1:1. Увеличение eoîòèo— - щения вызывает слипаемость частиц н слое, уменьшение соотношения снижает механическую поочность гранул, Средний размер получаемых гранул" состав-ляет 3,1-3,3 мм. Влажность гранул

0,1-0,2%, элементарный фосфор в гранулах отсутствует, содержание Pg O общего 46-52%, цитраторастворимого—

96-99% и нодорастворимого 25-ЗОЪ от общего содержания р2 О>, Ка0 — 7-9%.

Пример 1. Суспензйю (илам) от гидроудаления пцли из электрофильтров очистки газов из фосфорной йечй электротермнческого производства фосфора (коттрельное молоко), содержащую 10% твердой Фазы, 15% растворенных фосфатов, 1% элементарного фосфора, с мольным соотношением катио нов к пятиокиси Фосфора R=2,2 обрабатывают до, R=1,0 Фосфорной кислотой и нагревают при интенсивном перемешинании, барботируя через суспенэию кислородсодержашие топочные газы.

При этом коэффициент окисления элементарного фосфора составляет 75% при времени обработки топочными газами 40 мин. Обработанную таким образом суспенэию подают н кипящий слой при температуре в слое 400 С, расход суспензии поддерживают, исходя из (соотношения подачи растворенной части

/ и минеральной основы шлама к готово- му продукту в слое 1: 1, что обеспечивает псевдоожиженное состояние сло я и предотн р ащает слип аемост ь частиц в слое. При 400 С в слое про5 текает процесс выпарки, деградатации и полимеризации моно- и дифосфатов с образованием смешанных пиро- и триметафосфатов кальция и калия.

Средний размер гранул составляет

3,1 мм при содержании классов 3 мм—

20Ъ, -3+2 MM — 65Ъ, -2 MM â€,15%.

Содержание Р О общегб 52Ъ, уснояемого в цитраторастворимой Форме 50,1%, н водорастноримой форме 13,0% и

К О 9%.

Пример 2. Суспенэию известконого шлама от нейтрализации фосфорсодержащих сточных нод известковым молоком, содержащую 10% твердой фазы, 0,5% растворенных Фосфатов и 0,5% элементарного фосфора, с мольным соотношением катионов и пятиокиси

:фосфора R=2,8 обрабатывают Фосфорной кислотой до R=l 2. Затем смесь нагревают до 70 С, барботируют через сус35 пензию кислородсодержашие топочные газы. При этом коэффициент окисления элементарного фосфора составляет

80% при времени обработки кислородсодержащими газами 40 мин. Обрабо4О танную таким образом суспензию пода ют в псевдоожиженный слой, н котором поддержинают 350 С, расход суспензии поддерживают.исходя из соотношения подачи растворенных фосфатов

45 и твердой фазы (сухой остаток), к готовому продукту в слое 0,7:1, что обеспечивает псевдоожиженное состояние слоя и предотвращает слипаемость частиц в слое и не вызывает термио

$O ческого разрушения гранул. При 350 С в слое протекает процесс сушки, окисления фосфора и частично деградатация моно- и дифосфатон. Средний размер гранул готового продукта составляет 3,3 мм при содержании классов +3 мм — 27Ъ, -3+2 мм — 55%, -2 мм — 1% ° Содержание Р О общего составило 49, 3%, усвояемого н цитраторастворимай форме 47,3Ъ, в водорастворимой Форме 10,4%, К О 1,0%, еЦ Пример 3. Суспензию (шлам) от гидроудаления пыли из электрофильтрон очистки газов из Фосфорной печи (коттрельное молоко), содержащую 10% твердой фазы, 19Ъ раста ренных Фосфатов с 1% элементапного

735585 фосфора, с мольным соотношением ка-. тионов и пятиокиси Фосфора R=2,2, смешивали с суспензией известкового шлама от нейтрализации фосфорсодержащих сточных вод известковым молоком, содержащей 10% твердой фазы, 0,5Ъ растворенных фосфатов с 0,5% элементарного фосфора с мольным со- . отношением катионов и пятиокиси фосфора R=2, 8, в соотношении по сухому остатку 10:1, Полученную смесь шламов, с содержанием 10% твердой фазы, 14% растворенных фосфатов и

0,99% элементарного фосфора, обрабатывают фосфорной кислотой до R=l,2, затем смесь нагревают, барботируя через суспензию,.кислородсодержащие топочные газы. при этом коэффициент окисления элементарного фосфора составляет 75Ъ при времени обработки кислородсодержащими газами 40 мин.

Обработанную таким образом суспензию подают в псевдоожиженный 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 йсевдоожиженное состояние слоя, предотвращает слипаемость частиц в слое и не вызывает термического разрушения гранул продукта, В слое протекает процесс сушки, окисления элементарного фосфора, дегидратации и полимеризации монои дифосфатов с образованием смешанных пиро- и триметафосфатов кальция и щелочных металлов. Средний размер гранул готового продукта составляет

3,3 мм при содержании классов +3 мм24%, -3+2 ьм — 65%, -2 мм — 10%. Содержание Р О общего в готовом продукте составляет 48,3%, усвояемого в цитраторастворимой форме 46,8%, в водорастворимой форме 12,73, К О

8,23.

Пример 4. Фосфоритную мелочь с содержанием 22% Р Ов измельчают до тонины помола 2 мм и смешивают с коттрельным молоком, содержащйм 10% твердой фазы, 15% растворенных фосфатов, 13 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 R=2,4 обрабатывают фосфорной кислотой до R=1,2, затем смесь нагревают до 70 С, барботируя через суспензию кислородсодержащие топочные газы, При э т ом коэффициент оки сления элементарного фосфора составляет 70% при времени обработки топочными газ ами 40 мин, Обработанную таким образом суспензию подают в псевдоожиженный слой, в котором поддержив ают 400 С, расход суспензии поддерживают, исходя из соотношения . подачи растворенных фосфатов и твердой фазы суспензии (сухой остаток), к готовому продукту в слое 1!l, что обеспечивает псевдоожиженное состоя-! ние слоя, предотвращает слипаемость частиц слоя и не вызывает термического разрушения готового продукта; . При 400 С в слое протекают процесСы сушки, доокисления элементарного фосфора, дегидратации и полимеризации моно- и дифосфатов с образованием смешанных пиро- и триметафосфатов кальция и щелочных металлов. Средний размер гранул готового продукта составляет 3,2 мм. Содержание Р О ,общего в гранулах составляет 4.,73, усвояемого в цитратнораатворимой форме 44,3Ъ, в водорастворимой Форме

15,2% и К О 7,4Ъ.

20 Использование предлагаемого способа переработки отходов Фосфорного производства обеспечивает по сравнению с известным способом получение конечного продукта в виде гранулиро-ванного фосфорно-калийного удобрения, с содержанием усвояемости Р О

44,3-50,1Ъ, вместо 15% по известному способу и вносит большой вклад в создание безОтходной технологии получения желтого фосфора электротермическим способом, Формула изобретения

1. Способ переработки отходов фосфсрного производства,, включающий испарение и окисление фосфорсодержащей суспензии в псевдоожиженном слое гранулированных частиц, о т л и ч аю шийся тем,что, с целью интенсификации окисления элементарного фосфора и недоокисленных форм фосфора и увеличения содержания цитратнорастворимых Форм P Î в готовом продукте, фосфарсодержащую суспензию предварительно обрабатывают Фосфорной кислотой до доведения молного соотношения катионов исходной суспензии к пятиокиси фосфора до R=O 8-2,0 при 75-

80 С s течение 0,5-1 ч, а отношение количества суспензии, вводимой s псевдоожиженный слой, по сухому остатку и количеству готового продукта в слое поддерживают равным 0,7-1:1.

2. Способ по п.g о т л и ч а юшийся 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.l, о т л и ч а юФо шийся тем, что в качестве фосфорсодержащей суспензии используют коттрельное молоко „известковый шлам и Фосфоритную мелочь, обрабатываемые сОвместно в соотношении 8-10:1-1, 5: 365 5 по сухому остатку.

735585

Составитель Т.Докшина

Редактор Л.Гребенникова Техред И.Асталош Корректор В.БУтяга

Заказ 2353/17 Тираж 4б1 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и бткрытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Термическая фосфорная кислота, соли и удобрения на ее основе. Под ред. И.Н,Постникова. М,, "Химия, 1976, с.156-157.

2. Патент СИА В 3717451, кл. С 05 В 17/02, 1973 (прототип) .