DE524714C

DE524714C - Herstellung von Phosphor durch Reduktion von Phosphormineralien

Info

Publication number: DE524714C
Application number: DE1930524714D
Authority: DE
Original assignee: Victor Chemical Works
Current assignee: Victor Chemical Works
Priority date: 1929-03-23
Filing date: 1930-03-20
Publication date: 1931-05-11
Also published as: BE368792A; GB346539A; FR692296A; US1820606A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Phosphor nach dem Verdampfungsverfahren, bei dem Phosphormineralien mit Reduktionsmitteln vermischt in einen elektrischen oder in einen Gebläseofen eingefüllt werden, in dem die Reduktion und die Verflüchtigung des Phosphorgehalts des Minerals stattfindet.

Bei den Verdampfungsverfahren zur Herstellung von Phosphor, einschließlich jenen, wo der Phosphor im Ofen oder beim Verlassen desselben zu Phosphorpentoxyd oxydiert wird, nimmt der Gas- oder Dampf strom, der aus dem Ofen austritt, außer dem Phosphor oder der flüchtigen Phosphorverbindung feine Staubteilchen mit, die aus der Beschickung stammen oder durch Reaktion zwischen den Bestandteilen der Beschickung entstehen. Dies gilt besonders für Gebläseöfen, in denen Verbrennungsgase und der Reststickstoff der Luft das Volumen und die Geschwindigkeit der den Ofen verlassenden Gase beträchtlich erhöhen. Diese feinen Staubteilchen werden gewöhnlich als Rauch bezeichnet, zum Unterschied von den schwereren Staubteilchen, die sich rasch absetzen und die aus den Gasen durch ähnliche Mittel abgeschieden werden können, wie sie bei Kupolöfen oder Hochöfen zur Gasreinigung verwendet werden, z. B. Zyklone, Trockenfilter u. dgl.

Der Rauch bzw. feine Staub, der aus den Phosphoröfen entweicht, kann 5 bis 35 % P₂O₅ enthalten. Analysen eines solchen Staubes ergaben beispielsweise 8,75 % P₂O₆, 34 % P₂O₅ und 18,25 % ^P2°5- Wenn der Phosphorgehalt der Gase zu P₂O₅ oxydiert worden war, ändert sich die Zusammensetzung des Rauches etwas, obgleich der allgemeine Charakter erhalten bleibt.

Es wurde bisher vorgeschlagen, bei derartigen Verdampfungsverfahren die Phosphormineralien zu mahlen, desgleichen die zur Reduktion erforderliche Kohlenstoffmenge und das kieselsäurehaltige Material (oder nur einen Teil desselben), das bei der Reduktion erforderlich ist. Die so gewonnenen Pulver werden gründlich miteinander vermischt und brikettiert, worauf die erhaltenen Briketts in den Ofen gefüllt werden. Bei Gebläseöfen wird noch zusätzlicher Koks oder anderes kohlehaltiges Material ebenfalls in den Ofen gefüllt, um durch dessen Verbrennung mit der Gebläseluft die zur Verdampfung des Phosphors erforderliche Hitze zu erzeugen und aus den Beschickungsbestandteilen eine geschmolzene Schlacke zu bilden.

Gemäß der Erfindung werden den Briketts ι bis 5 °/₀ des Ofenstaubes einverleibt. Es wurde gefunden, daß hierbei nicht nur ein phosphorhaltiges Zuschlagsmaterial für die Reduktion gewonnen wird, sondern daß der

genannte Staub wesentlich das Zusammenbinden und Zusammensintern der Briketts begünstigt, so daß diese ihre Form beibehalten, wenn sie allmählich in die höheren Temperaturzonen des Ofens gelangen, wodurch dessen Gang beträchtlich verbessert wird.

Bei einer typischen Reduktion in einem Gebläseofen wurde z. B. Phosphatgestein von Tennessee-Phosphat mit 22 bis 27 °/₀ P₂O₅ fein gemahlen und mit ebenso fein gemahlener Kohle in solcher Menge brikettiert, daß ein Überschuß über die zur Reduktion erforderliche Menge vorhanden war. Es wurde ferner ein Zusatz von kieselsäurehaltigem Material in solcher Menge vorgenommen, wie er für die Reduktionsreaktion erforderlich ist und auch für die Bildung einer flüssigen Schlacke und außerdem etwa 1 bis 5 % Ofenstaub und ein geeignetes organisches Bindemittel, beispielsweise Sulfitablauge mit 50 °/₀ Trockengehalt. Geeignete Briketts setzen sich aus 76 Gewichtsteilen Phosphatgestein, enthaltend 24 °/₀ P₂O₅ und 15 bis 22 % SiO₂, 15 Gewichtsteilen Kohle, enthaltend 5 bis 10 °/₀ Asche, 7 Gewichtsteilen Kieselsäure, 2 Gewichtsteilen Sulfitablauge und ι bis 3 Gewichtsteilen Ofenstaub zusammen. Die Kieselsäure kann teilweise oder ganz aus den Briketts fortgelassen werden und in Form von Quarzkies dem Ofen gesondert zugeführt werden. Der Gebläseofen, der in der bei der Roheisenherstellung üblichen Art in Betrieb gesetzt wurde, wird mit den obengenannten Briketts beschickt sowie mit dem zur Erzeugung der erforderlichen Reduktions- und Verflüchtigungstemperatur des Phosphors bzw. der leicht flüssigen Schlacke notwendigen Koks oder anderem kohlenstoffhaltigen Material. Die Verbrennung des Kokses oder der anderen kohlenstoffhaltigen Materialien wird durch einen Luftstrom bewirkt, der, wie bei den üblichen Schlackenöfen, vorerhitzt worden war. Die Arbeitstemperatur im Gebläseofen ist im wesentlichen die nämliche, wie sie bei der Herstellung von Roheisen erzielt wird, nämlich etwa 1300 bis 1600° Die phosphorhaltigen Gase werden nach ihrem Austritt aus dem Ofen von Rauch und Staub gereinigt und letzterer zur Herstellung der Briketts, wie oben beschrieben, nutzbar gemacht.

Claims

50 Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Phosphor durch Erhitzen einer brikettierten Mischung von Phosphormineralien als hauptphosphorhaltiger Bestandteil und einem Reduktionsmittel, z. B. kohle- und/oder kieselsäurehaltigem Material, dadurch gekennzeichnet, daß den Briketts ein kleiner Anteil, z. B. bis zu 5 %, des aus den Ofengasen gesammelten Flugstaubes als Bindemittel einverleibt wird.