DE1533844B1

DE1533844B1 - Verfahren zum Betrieb eines Elektroreduktionsofens zur Erzielung optimaler Ausbeuten an Ferrophosphor

Info

Publication number: DE1533844B1
Application number: DE19671533844
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl-Chem Dr Klee; Hermann Dipl-Chem Dr Niermann; Dieter Dipl-Chem Dr Schorning
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1967-06-15
Filing date: 1967-06-15
Publication date: 1971-02-04
Also published as: US3565603A; NL6808145A

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzielung optimaler Ausbeuten an Ferrophosphor aus schlackenbildenden oxidischen Phosphorerzen in Elektroreduktionsöfen.

In Elektroöfen, in denen Erz unter Bildung einer im Verhältnis zum sich bildenden Metall spezifisch leichteren Schlacke reduziert wird, findet man häufig die Erscheinung, daß die abgestochene Schlacke verhältnismäßig viel Metall enthält.

Besonders störend wirkt sich dies aus, wenn die Menge der Schlacke gleich groß oder wesentlich größer als die des gewonnenen Metalls ist.

So bilden sich im Elektroreduktionsöfen zur Herstellung von Phosphor bei der Reduktion eines etwa 33 Gewichtsprozent P₂O₅ und etwa 1,3 Gewichtsprozent Fe₂O₃ enthaltenden Phosphaterzes pro 100 t Phosphor etwa 700 t Schlacke, die im wesentlichen aus Calciummetasilicat bestehen; außerdem bilden sich in einer Nebenreaktion durch Reduktion des im Erz enthaltenen Eisenoxides etwa 8 t Ferrophosphor mit einem Phosphorgehalt von 20 bis 26 Gewichtsprozent. Der Ferrophosphor sammelt sich allmählich auf dem Boden des Ofengefäßes an und wird nach einer gewissen Zeit abgestochen.

Die Abstichintervalle für Ferrophosphor richteten sich bisher bei gleichbleibendem Fe₂O₃-GeImIt der Reaktionskomponenten nach den verbrauchten Megawattstunden (MWh) und/oder nach dem zur Aufnahme des Ferrophosphors dienenden Raum, der durch die innere Grundfläche des Elektroreduktionsofens und die Höhe des Schlackenabstichloches bestimmt ist.

So hat sich bei der elektrothermischen Phosphorgewinnung aus Rohphosphat, Quarz und Koks in einem symmetrischen Elektroreduktionsöfen mit einer Leistung von 25 MW, der mit einer Sekundärstromstärke von 45000 Ampere in Dreieckschaltung betrieben wird, bei Verwendung eines kalkhaltigen oxidischen Phosphaterzes mit einem Gehalt an P₂O₅ von etwa 33 Gewichtsprozent und an Fe₂O₃ von 1,3 Gewichtsprozent und einem zur Aufnahme des Ferrophosphors vorgesehenen Ofenvolumen von 12,5 m^s herausgestellt, daß bei einem Abstichintervall von etwa 1100 MWh praktisch der gesamte Ferrophosphor am Boden des Gefäßes ausgetragen werden kann.

Erhöht man nun die Stromstärke des Ofens, so geht die gewonnene Ferrophosphormenge immer mehr zurück. Auch wenn der Raum zur Aufnahme des Ferrophosphors entsprechend vergrößert wird, nimmt die ausgetragene Ferrophosphormenge weiter ab.

Strombelastungen erhöhen kann, nicht indem man den für Ferrophosphor vorgesehenen Ofenraum, sondern die Abstichintervalle verändert, und zwar müssen die Abstichintervalle entsprechend den Strombelastungen eingerichtet werden:

Tabelle I

Sekundär stromstärke Ampere	Abstich intervall MWh	Raum für Ferrophosphor m³	Ferrophosphor menge kg/MWh
45 000 48 000 56 000 60 000	1100 1100 1100 1100	12,5 12,5 12,5 12,5	8,3 7,7 6,8 5,9
60 000	1100	18,5	5,9

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	Tabelle	II	Ferrophosphor menge kg/MWh
Sekundär stromstärke Ampere	Raum für Ferrophosphor m^s	Abstich intervall MWh	5,9 7,2 8,5
60 000 60 000 60 000	18,5 18,5 18,5	1100 1000 900

Überraschend hat sich nun ergeben, _daß man die Ausbeute an Ferrophosphor auch bei Änderung der Im einzelnen besteht die vorliegende Erfindung darin, daß man zur Erzielung optimaler Ausbeuten von Ferrophosphor, bei dessen Herstellung aus schlackenbildenden oxidischen Phosphorerzen in Elektroreduktionsöfen, bei Änderung der Strombelastung der Öfen die in zugeführten MWh ausgedrückten Abstichintervalle für den Ferrophosphor, die von dem Fe₂O₃-Gehalt der Reaktionskomponenten, dem Raum, der im Ofen für die Aufnahme des Ferrophosphors bestimmt ist, sowie von der Sekundärstromstärke abhängig sind, im umgekehrten Verhältnis wie die Sekundärstromstärke verändert, derart, daß die Abstichintervalle bei einer Erhöhung der Stromstärke verkürzt und bei einer Verminderung der Stromstärke verlängert werden. Und zwar werden bei einer Erhöhung bzw. bei einer Verminderung der Sekundärstromstärke um jeweils 10% die Abstichintervalle um jeweils etwa 5 bis 10% verkürzt bzw. verlängert.

Die Qualität des gewonnenen Ferrophosphors ist unabhängig von der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielten Mehrausbeute.

Schließlich bleibt bei gleichbleibender Möllerzusammensetzung die Ausbeute an elementarem Phosphor von dem Mehranfall an Ferrophosphor unberührt. Vielmehr wird als weiterer Vorteil vorliegender Erfindung nunmehr eine Schlacke erhalten, die einen entsprechend geringeren Gehalt an Ferrophosphor aufweist, wodurch sich die Gesamtausbeute an verwertbaren Phosphorprodukten, bezogen auf eingesetztes Rohphosphat, erhöht.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Betrieb eines Elektroreduktionsofens zur Herstellung von Ferrophosphor, bei dem der Elektroreduktionsöfen bei einer gegebenen Sekundärstromstärke betrieben und der Ferrophosphor in entsprechend festgelegten Intervallen, gemessen in dem Ofen zugeführten MWh, abgestochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Änderung der gegebenen Strombelastung des Ofens die gegebenen Abstichintervalle im umgekehrten Verhältnis wie die Stromstärke ändert, derart, daß bei einer Erhöhung bzw. Verminderung der Sekundärstromstärke um jeweils 10% die Abstichintervalle um jeweils 5 bis 10 % verkürzt bzw. verlängert werden.