DE3419126A1 - Neues warmverdichtungsverfahren von angereichertem phosphaterz ohne vorheriges mischen - Google Patents

Description

Beschrei bung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung ; von angereichertem Phosphaterz zur Beschickung eines ' Phosphor-Elektroofens. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Kugeln von angereicher- ; 5 tem Phosphaterz durch Warmverdichtung ohne vorheriges ; Mischen des genannten Erzes mit anderen Stoffen.

; Damit der elektrische Phosphorofen gut funktioniert,

ist eine konstante Beschickung mit Phosphat und gell 0 naue Korngröße erforderlich. Die Korngröße liegt zwischen 3 und 60 mm und schließt die Anwesenheit von Stäuben ( <3 mm) aus.

! Das nach seiner Extraktion vermahlene und flottierte

J15 Phosphat muß körperlich verformt werden, bevor es in den Elektroofen eingeführt wird. Die am weitesten verbreitete Umformtechnik ist das Formen von Knollen; das in einem Drehofen eingefüllte Phosphat wird auf 1450⁰C erhitzt und es erfolgt ein "Selbstzusammenballen" unter der Rotationswirkung der öfen. Zusätzlich trocknet das Phosphat durch diese Behandlung und es verliert seinen Carbonat-Gehalt. Das Phosphat wird aus den Drehöfen in Form von Knollen unterschiedlicher Größe ausgebracht. Diese uneinheitliche Korngröße

J25 macht das Zerkleinern und das Sieben vor dem Elektroofen erforderlich, erfordert somit einen erhöhten Personal- und Wartungsaufwand und verursacht hohe Materialverluste.

Der Stand der Technik erwähnt große Schwierigkeiten, Phosphaterz allein zu verdichten. Insbesondere nach

• dem FR-A- 2 Oil 877 von FMC CORPORATION konnte die

; Warmverdichtung von Phosphaterz nur dann durchge-

I führt werden, wenn es zuvor mit anderen Stoffen ge-

I mischt worden war, in diesem Fall mit einer hohen

-5 Menge an Flotationskonzentrat, die den Gehalt an

i Siliciumdioxd im Gemisch auf einen Wert über 30 Gew.%

\ bringt. Da dieses Gemisch auf eine Temperatur zwi-

; sehen 760 und 1040⁰C gebracht werden muß, ergibt

j sich ein zusätzlicher Energieverbrauch durch das

(10 Calcinieren des zugesetzten Siliciumdioxids. Mit

j diesem Verfahren ist es aber nicht möglich, P₂ ⁰C~

j reiche Gemische (d.h. solche mit wenigstens

i ca. 30 Gew.% P₃O₅) zu behandeln.

15 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines wirtschaftlichen Verfahrens zur Herstellung von angereichertem Phosphaterz zum Einsatz

i in Phosphoröfen, das nicht die Nachteile der Verfah-

j ren des Standes der Technik aufweist..

20 .

j Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten

I Phosphate werden durch Flotation angereichert, nach-

! dem sie vermählen wurden; sie zeigen folgende, mitt-

! lere Beschaffenheit:

125 · ■

P2O5	20	bis	40	Gew.%	I	zwischen
					i	%)
CaO	50	bis	.55	Gew.?	Durchmesser von
SiO2	1	bis	5	Gew.%
Feuchtigkeit	1	bis	5	Gew.%
Korngröße	mittlerer	ι (meistens	ca. 200 μΐη
29 und 35

(wobei die prozentuale Menge der Körner kleiner als 75 um zwischen ca. 3 und 5 % liegt).

• I-

Das Phosphat mit den oben aufgeführten Eigenschaften wird gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung, z.B. in einem Dreh- oder Fließbettofen, bei einer ■ Temperatur zwischen ca. 700 und 1000⁰C, vorzugsweise zwischen 850 und 95O⁰C, calciniert. Danach wird es in einen Einfülltrichter gefüllt, der die mit Alveolen versehenen Räder einer Verdichtungspresse füllt, wo es bei einer Temperatur zwischen ca. 700 und 1000⁰C, vorzugsweise zwischen 800 und 950⁰C eine ¹IO Verdichtung erfährt. Eine Schnellwaage am Einfülltrichter gewährleistet eine konstante Beschickung ' der Presse durch Steuerung der Geschwindigkeit der Räder.

!15 Auf diese Weise können Kugeln mit einem P₂O₅~Gehalt zwischen 33 und 36 Gew.% und einem Restcarbonat-Gehalt von 1 bis 3 Gew.% hergestellt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet weiterhin die !20 Möglichkeit, eine Anzahl von Nebenprodukten, die bei der Herstellung von Phosphor mit anfallen, zurückzuführen, wie z.B. Fein-Koks oder Staub aus einem elektrostatischen Staubabscheider.

!25 Die Anmelderin hat festgestellt, daß die Alveolen der Räder der Verdichtungspresse manchmal dazu neigen, zu verstopfen, wodurch ein Abstellen der Anlage zur Reinigung und Glättung der Alveolen erforderlich wird.

Um einem solchen eventuellen Nachteil vorzubeugen,

^: hat sich als vorteilhaft erwiesen, auf den Flächen der leeren Alveolen Wasser und/oder eine Lösung oder

eine wässrige Dispersion, die wenigstens ein Erd- ; alkalimetalloxid wie Kalk enthält, aufzubringen.
: · Dieser Auftrag erfolgt vorzugsweise durch Besprü- ^! hen. Die Menge an Wasser und/oder Lösung oder Dis- ! 5 persion kann innerhalb von breiten Grenzen yarüe-I ren. Lediglich als Anhaltswert werden für einen
, Phosphatdurchsatz von 16 Tonnen/Stunde 100 bis
! 1000 l/h, vorzugsweise 200 bis 500 l/h Flüssigkeit \ gesprüht.
JlO
Γ Die Erfindung wird nun in den folgenden Beispielen näher erläutert, die keine Beschränkung darstellen.

Beispiel 1
115 Das eingesetzte Phosphat stammt aus Marokko und hat j folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent:

^! P₂O₅ 30,8 %

! CaO 50,9 %

120 SiO₂ 3,5 %

i Feuchtigkeit . 1,11 %

Korngröße : mittlerer Durchmesser : 200 um I Rückstand unter 75 μια = 4 ί

!25 Das Phosphat wird in einem Drehofen mit einer Aus-

; trittstemperatur von 900 + 2O⁰C calciniert.

: . Das Phosphat wird bei einer Temperatur von 830⁰C +

; 20°C in einer Presse mit folgenden Eigenschaften

^;30 verdichtet:

- Durchmesser der Räder 800 mm

- Breite der Räder 400 mm

- 1100 Alveolen pro Rad

- Umdrehungsgeschwindigkeit der Räder 10 Umdre- , · hungen/min

Der Verdichtungsdruck beträgt ca. 2 Tonnen/cm.

Man besprüht die Oberfläche der Alveolen mit einer gesättigten wässrigen Kalk-Lösung sowie mit klarem Wasser.

Die einzelnen Durchsätze und Verbrauche sind:

Ί5 - Phosphat-Durchsatz 16 t/h

- klares Wasser 100 l/h

- Kalkwasser 200 l/h

j .

Auf diese Weise werden 10000 Tonnen Phosphatkugeln '20 mit den folgenden Eigenschaften hergestellt:

- Maße 40 χ 30 χ 15 mm

- Gewicht 25 bis 30 g f- chemische Zusammensetzung P₂ ⁰S 34 %

|25 - Restcarbonatgehalt 1,5 %

- Stauchfestigkeit 3 bis 7 bar

- Abriebfestigkeit 85 bis 92 %

Die Abriebfestigkeit wird folgendermaßen bestimmt: |30

In einen Metallzylinder mit einem Durchmesser von mm gibt man 5 Kugeln zusammen mit 5 Quarzstücken eines mittleren Durchmessers von 20 mm ein. Man läßt

den Zylinder 5 min lang bei 300 Umdrehungen/min rotieren-, wiegt den 355 μΐη-Sieb-Rückstand, bestimmt den prozentualen Anteil dieses Rückstandes im Vergleich zum Anfangsgewicht der Kugeln und erhält so den Abriebfestigkeitswert der Kugeln. Phosphat, das· bei 1500⁰C dem Knollenform-Verfahren unterworfen wurde, weist als·Vergleichswerte eine Stauchfestigkeit von 2 bis 7 bar und eine Abriebfestigkeit von 87 % auf.

Beispiel 2

' Man arbeitet unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1, außer daß man das Verdichten bei 920 +_ 1O⁰C durchführt und lediglich klares Wasser, näin-

;15 lieh 300 l/h sprüht.

Man erhält das gleiche Ergebnis.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   .yVerfahren zur Warmverdichtung eines angereicherten Phoshaterzes mit der folgenden durchschnittlichen Beschaffenheit ohne vorherige Mischung:

   ■ 5 ^2^5 ²^ ki^s 40 Gewichtsprozent • CaO 50 bis 55 Gewichtsprozent

   ■ ^^^2 ^ ki^s ~* Gewichtsprozent ι Feuchtigkeit 1 bis 5 Gewichtsprozent

   JlO ■ und einem mittleren Durchmesser von ca. 200 μπι,

   wobei man das Phosphat bei einer Temperatur

   ; ' zwischen 700 und 1000⁰C calciniert, es dann in

   ■ einen Einfülltrichter der mit Alveolen versehe- : nen Räder einer Verdichtungspresse einfüllt, wo jl5 es bei einer Temperatur zwischen 700 und 1000⁰G ' einer Verdichtung unterzogen wird.

   ¹ 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   ■ daß man Wasser und/oder eine Lösung oder wässrige J20 Dispersion, die wenigstens ein Erdalkalimetalloxid i enthält, auf der Oberfläche der genannten Alveolen i aufträgt.

   ! 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, J25 . daß der Auftrag durch Besprühen erfolgt.

   j 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, in dem das ge-

   ^! nannte Erdalkalimetalloxid Kalk ist.