Способ получения фосфора

Способ получения фосфора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ЫСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапнстнчесних респубпнн

<и 947038 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 24. 11.80 (21) 3242180/23 26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.07 82. Бюллетень РЙ28

Дата опубликования описания 30.07.82 (51)М. КЛ.

С 01 В 25/02 фвудврстаппа6 квнвтвт

СССР вв двлан кэвбрвтекв11

Н В1ХРНтвн (53)УДК 546. .18(088.8) В.А, Ершов, А.П. Мельник, А.Д. Кипчакбаев, Б.А. Лавров, А,С. Слепченко, Л.X. Винокуров, $.È. льжанов и О.П. Герони на,: +® -ФВЛ!. 1 !

1А ТРВ 0

Ленинградский ордена Октябрьской Реффд1ии и ордейа,- -

Трудового Красного Знамени технологи ческ МЙФ%4ЖфМ им. Ленсовета Жа акл

I (72) Авторы изобретения

> (?!) Заявнтель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА с с

Изобретение относится к способу получения фосфора восстановлением фосфатов и может быть использовано в фосфорной промышленности.

Известен способ получения фос5 фора путем его возгонки из смеси, состоящей иэ предварительно обезвоженного фосфорного шлама и элементарного фосфора, взятых в соотношении 86:14 - 90:10. Содержание воды в обезвожениом шламе составляет менее

8>. При возгонке пары воды и фосфора взаимодействуют, что приводит к е го потерям f 1 ).

Недостатком спооба является необходимость обезвоживания фосфорного шлама.

Известен способ получения фосфора, го включающий восстановление фосфатов газообразными углеводородными восстановителями в ниэкотемпературной плазме, конденсацию фосфора из отходящих газов и вывод шлама, содержащего воду 2 .

Расход углеводородного восс та новителя составляет 100-200 от стехиометрического, концентрация фосфора в отходящих газах 250-350 г/нм . Кроме того, отходящий гаэ содержит летучие окислы, образующиеся в результате побочных реакций восстановления фосфата и конденсирующиеся в интервале температур 700- 100д С. Это вызывает о повышенное шламообраэование при конденсации фосфора и снижение его выхода на 303. Пылеунос составляет 5-8 r фосфора на 1 кг фосфата а высокая температура отходящих газов приводит к снижению эффективности пылеочистки или дополнительным затратам на их охлаждение.

Недостатком этого способа также является относительно невысокая концентрация фосфора в отходящих газах и повышенные потери фосфора.

5в

55

3 94703

Цель изобретения — снижение потерЬ фосфора и повышение его концентрации в отходящих газах.

Поставленная цель достигается способом получения фосфора, заключающимся а том,,что при восстановлении фосфатов газообразным углеводородным восстановителем в отходящие газы перед конденсацией фосфора вводят фосфорный шлам при удельном соотношении 1р шлама к газам, равном 10

10 4кг/нм . град., и при мольном соотношении углеводородного восстановителя к воде, содержащейся в шламе, равном (1-2):1.

l5

Предлагаемый способ позволяет повысить выход фосфора на 1- 10i и концентрацию его в отходящих газах до 3001390 гlнм

Э

Удельное отношение шлама к отходя- о щим газам зависит от температуры (430730 C)> до которой охлаждаются газы в результате введения шлама, и пере менного вещественного состава шлама, содержащего 10-904 фосфора, 30-503 твердых минеральных примесей и до

503 воды.

Нижний предел соотношения определяется минимальным содержанием воды и твердых примесей в шламе. При отно- в шении шлама к газам менее

10 4кг/нм > град., температура отходящих газов повышается выше 730С С, при этом увеличивается количество шламов и снижается выход фосфора.

Верхний предел определяется минимальным содержанием фосфора в шламе.

При отношении шлама к газам более

10 кг/нм град . температура„отходящих газов снижается ниже 430 С, что вызывает преждевременную конденсацию фосфора; приводящую к снижению выхода.

Мольное соотношение углеводородного восстановителя к воде определяется количеством воды, содержащейся в шламе.

При мольном отношении менее 1 остаточное содержание воды относительно высокое, Увеличение отношения более 2 нерационально, так как ася вода полностью восстановлена. В интервале мольных отношений (1-2}>1 остаточная концентрация паров воды составляет 0,1-0,01 вес.Ф.

П р и и е р l. В плазменный реактор, футерованный графитом, с внутренним диаметром камеры 150 мм пода8 ф ют фосфорит, содержащий, вес.

23,3; 510 19,5; СаО 39,7 и газообразный восстановитель (природный газ)

Р держащий аес. 4: СЗН8 62,7 С4 Н о

36; С,2Н 8 1,3. Расход фосфорита

12,6 кг/ч. Расход природного газа

2,36 кг/ч. В поток отходящих газов со среднемассовой температурой

2870 К подают фосфорный шлам, содержащий, вес.3: фосфор 90; вода 8; твердые примеси 2, в количестве

l3,3 кг/ч (10 кг/нм град. газа).

Температура отходящих газов понижается до 700 К, а концентрация фосфоj ра возрастает с 250 r/íí+ до

1392 г/нм . Концентрация воды в отходящих газах 0,1 г/нм . Мольное отношение C:H Î составляет 1:l. После пылеочистки отходящих газов и конденсации фосфора, извлеченного из фосфорного шлама, потери составляют

1,2i иэ них на образование вторичных шламов 0,34.

П р и и е р 2. В поток отходящих газов по примеру 1 подают фосфорный шлам, содержащий, вес.4:, фосфор 6/;; вода 23 и твердые примеси 10, а количестве 10,2 кг/ч (0,7.10 кг/нм град. газа). Общий расход природного газа

4,4 кг/ч. Мольное отношение C:Н О

1,4:1. Температура отходящих газов за счет испарения воды и фосфора понижается до 700 К. Концентрация фосфора возрастает с 250 г/нм до

Ъ

610 г/нм . Остаточное содержание воды — следы. Относительные потери фосФора, извлеченного из шламоа, 3,3, из них на образование вторичных шламов 2,4"л.

Пример 3. В поток отходящих газов по примеру 1 подают фосфорный шлам, содержащий, вес.<: ???????????? 35; ???????? 40,8 ?? ?????????????? ?????????????? 24,2, ?? ???????????????????? 8,6 ????>

Концентрация фосфора возрастает с

250 до 300 г/нм . Остаточное содержаЪ

Я ние воды в отходящих газах 0,05 г/нм

Относительные потери фосфора, извлеченного из шламов 9,83, из них на образование вторичных шламов 9i.

Из примеров следует, что потери товарного Фосфора составляют 1- l Oi, в среднем 3-4 . В известном способе

947038

Составитель Г. Целищев

Редактор Т. Портная Техред А. Бабинец Корректор Г. 0rap

Заказ 5510/32

Тираж 509 Подписное

8НИИПИ 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 потери товарного фосфора только со шламами достигают 30/.

Переработка фосфата, шламов по предложенному способу позволяет вовлечь в переработку фосфорные шламы, образующиеся при руднотермическом производстве фосфора, Кроме того, по сравнению с существующим способом восстановления фосфора в низкотемпературной плазме утилизируется тепло отходящих иэ плазменного реактора газов и избыток углеродсодержащего восстановителя при улучшении качества получаемого фосфора.

Реализация предложенного способа позволяет, таким образом, снизить потери фосфора на 26- 27/ и устранить операцию предварительного обезвоживания шламов.

Формула изобретения

Способ получения фосфора, включающий восстановление фосфатов газообразным углеводородным восстановителем в. низкотемпературной плазме, конденсацию фосфора из отходящих газов и вывод шлама, содержащего воду, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь фосфора и повышения его концентрации в отходящих газах, шлам вводят в отходящие газы перед конденсацией фосфора при удельном соотношении шлама к газам, равном 10 <- 1?? ????>

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA N 3743700, кл. 423-322, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

II 521222, кл. С 01 В 25/02, 1972.