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Abscheidung von Phosphor aus Gasen Die Erfindung bezieht sich auf
die Gewinnung von Phosphor aus Gasen, welche diesen in hohen Verdünnungen enthalten,
insbesondere aus den bei der Gewinnung von Phosphor aus Mineralphosphaten im Gebläsehochofen
anfallenden Gasen.
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Es ist bekannt, daß man aus Gasen, welche den Phosphor in höheren
Konzentrationen enthalten, z. B. den Abgasen des elektrischen Phosphorofens, den
Phosphor in verhältnismäßig einfacher Weise gewinnen kann. Dagegen bereitet die
Gewinnung des Phosphors aus den Gasen des Gebläsehochofens, deren Gehalt an Phosphordampf
nur etwa den zehnten bis zwanzigsten Teil des Phosphordampfgehalts der Gase des
elektrischen Phosphorofens beträgt, so daß je Gewichtseinheit Phosphor etwa zehn-
bis zwanzigmal so große Gasmengen zu bewältigen sind, große Schwierigkeiten. Eine
technisch erfolgreiche Durchführung dieses Verfahrens ist bisher nicht gelungen.
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Hierbei ist noch zu berücksichtigen, daß im Falle des elektrischen
Ofens die aus dem Trägergas abzuführende Wärmemenge nur etwa ebenso groß ist wie
die dem Phosphor bei seiner Kondensation zu entziehende, während im Falle des Phosphorhochofens
die dem Trägergas zu entziehende Wärmemenge etwa das 2o- bis 3ofache, im Mittel
also etwa das 25fache, derjenigen Wärmemenge beträgt, die dem im Trägergas enthaltenen
Phosphor bei dessen Kondensation entzogen werden muß.
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Nach einem älteren bekannten Verfahren soll Phosphor aus Hochofengasen
dadurch abgeschieden werden können, daß dem Gas zunächst durch Leiten durch ein
System von Kühlrohren die Hauptmenge des Phosphors entzogen wird und die restlichen
Phosphormengen aus dem Gas durch direkte Kühlung, z. B. durch Besprühen, abgeschieden
werden. Die Überführung dieses Verfahrens in die Praxis ist nicht gelungen, hauptsächlich
wohl deshalb, weil der Phosphor sich fest oder flüssig auf den Kühlrohren absetzt,
hierdurch den erforderlichen Wärmeaustausch behindert und zudem noch den in den
phosphorhaltigen Gasen vorhandenen Staub auffängt. Nach einem anderen bekannten
Verfahren sollen die aus einem Spezialofen kommenden, Phosphor und Phosphoroxyde
enthaltenden Gase durch Berieselung mit Frischwasser von der Hauptmenge des Phosphors
befreit und der restliche Phosphor durch Adsorption, z. B. mit Hilfe von Kohlefiltern,
gebunden werden. Hierbei erhält man den im Ofengas
befindlichen
Phosphordampf in Form einer außerordentlich -wasserreichen .Suspension, aus der
sich der Phosphor infolge oberflächlicher Oxydation der Teildhen durch den.irri
Kühlwasser enthaltenen Sauerstoff und hier1. durch bedingte, die Vereinigung der
Teil-,: chen verhindernde Oxydhäutchen in Form eines Schlammes abscheidet, der durch
Zusammenschmelzen unter Wasser nicht in kompakten flüchtigen Phosphor übergeführt
werden kann.
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Vqrliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man den Phosphor
au% denselben in großer Verdünnung enthaltenden Gasen in kompakter flüssiger Form
durch geeignete Behandlung der Gase mit wäßrigen Kühlmitteln gewinnen kann, wenn
man für Gegenwart von die Abscheidung und Verdichtung des Phosphors begünstigenden
Elektrolyten in zur Erzielung der gewünschten Wirkung ausreichenden Mengen Sorge
trägt. Als gut geeignete Mittel für die Begünstigung der Abscheidung des Phosphors
in der gewünschten Form wurde u. a. die Kieselfluorwasserstoffsäure, gegebenenfalls
mit ihren Salzen, z. B. ihrem Calciumsalz, erkannt. Sowohl die freie Säure wie ihre
Salze bringen eine Ausflockung des Phosphors aus seinen Suspensionen hervor, und
die freie Säure wirkt lösend auf den in den Gasen regelmäßig enthaltenen (Calcium-)
Phosphatstaub, der sich sonst auf den ausgeflockten Phosphortröpfchen absetzen und
ihr Zusammenfließen zu einer zusammenhängenden Masse verhindern würde. An Stelle
von Kieselfluorwasserstoffsäure kann man auch andere Säuren verwenden, deren Calciumsalze
wasserlöslich sind, z. B. Salzsäure.
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Man kann die Erkenntnis z. B. nutzbar machen, indem man solche in
den Gasen des Phosphorhochofens enthaltenen flüchtigen Verbindungen verwertet, die,
wie insbesondere SiF4, mit den wäßrigen Kühlmitteln unter Bildung von Stoffen reagieren,
welche auf wäßrige Phosphordispersionen -fällend wirken, und indem man für Bildung
und Aufrechterhaltung der zur Erzielung der erstrebten Wirkung erforderlichen Konzentrationen
dieser Stoffe, z. B. von Kieselfluorwasserstoffsäure und deren Salzen bei Ausnutzung
des im Hochofengas enthaltenen SiF4, Sorge trägt. _ In Ausübung der Erfindung kann
man z. B. derart verfahren, daß man das Abgas des Phosphorhochofens einer Entstaubung
unterwirft, derart, daß der .restliche Staubgehalt des Gases höchstens 5 g, vorzugsweise
nicht mehr als z g, je Kubikmeter beträgt, ;und das durch indirekte Kühlung guf
eine oberhalb des Phosphortaupunktes liegende Temperatur von z. B. etwa z50 bis
300q gebrachte Gas mit einem wäßrigen Kühlmittel, z. B. durch Berieseln, behandelt,
wobei das Kühlmittel im Kreislauf bewegt, also immer wieder zur Einwirkung auf frisch
zugeführtes phosphorhaltiges Hochofengas gebracht wird.
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Durch Einwirkung des Wassers auf das phosphorhaltige Gas entsteht
eine Phosphorsuspension. Infolge Bewegung des Wassers im Kreislauf wird die sich
bildende Kieselfluorwasserstoffsäure bzw. deren Salze auf Konzentrationen gebracht,
die ausreichen, um die Fällung des Phosphors aus der wäßrigen Suspension und das
Zusammenfließen der flüssigen Phosphorteilchen zu einer zusammenhängenden Flüssigkeitsmasse
zu begünstigen. Diese Wirkung tritt bevorzugt ein, wenn bei Temperaturen gearbeitet
wird, welche oberhalb des Schmelzpunktes des Phosphors liegen. Wie gefunden wurde,
erzielt man gute Abscheidung des Phosphors, wenn das Kühlwasser in bezug auf Kieselfluorwasserstoffsäure
etwa 11"ö bis r-normal, vorzugsweise 1f3 bis r-normal ist. Das Arbeiten bei Temperaturen
oberhalb des P-Schmelzpunktes hat den weiteren Vorteil, daß bei diesen erhöhten
Temperaturen die Kieselfluorwasserstoffsäure das im Hochofengas befindliche staubförmige
Calciumphosphat (und gegebenenfalls noch andere in Staubform anwesende Bestandteile)
sehr schnell löst unter Bildung von wasserlöslichem Calciumsilicofluorid.
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Es hat sich gezeigt, daß die für die Erzielung der erstrebten Wirkungen
erforderlichen Konzentrationen an Kieselfluorwasserstoffsäure u. dgl. durch geeignete
Führung des Hochofens, gegebenenfalls auch durch Regelung und Entstaubung der Gase,
leicht erreicht und aufrechterhalten werd-,n können. Da die Menge der im Kühlmittel
zu bildenden Kieselfluorwasserstoffsäure von der Menge des SiF4 in den Gasen abhängt
und letztere unter sonst gleichen Bedingungen um so größer ist, je höhere Werte
der Fluorgehalt der verwendeten Phosphate besitzt, so kann man durch Regelung des
Fluorgehaltes der verwendeten Phosphatbeschickung bzw. durch Mischung. von fluorreichen
und fluorarmen Phosphaten den SiF4 Gehalt auf die gewünschte Höhe bringen. Auch
in der Regelung des Windes hat man ein Mittel, die Si F4 Menge bzw. die H2 Si F4
Konzentration zu beeinflussen, insofern als bei größeren Windmengen bzw. höheren
Ofentemperaturen größere Fluormengen in die Hochofengase gelangen.
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Auch die Regelung der Entstaubung bietet eine Handhabe zur willkürlichen
Beeinflussung der H2 Si FQ Konzentration in - dem Kühlmittel, denn je mehr Calciumphosphatstaub
man im Hochofengas läßt, um.so mehr
H,SWB wird durch dieses Calciumphosphat
bei der Berührung der Gase mit dem Kühlmittel neutralisiert.
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Einer zu weitgehenden Anreicherung der Kieselfluorwasserstoffsäure
in dem im Kreislauf bewegten Kühlmittel wird im allgemeinen dadurch vorgebeugt,
daß durch Lösen der im Hochofengas noch befindlichen Staubreste gewisse Mengen von
Kieselfluorwasserstoffsäure verbraucht werden. Durch Bewegung des Kühlmittels im
Kreislauf in geschlossener Apparatur wird weiterhin der Vorteil erzielt, daß dem
System kein Sauerstoff zugeführt wird. Hierdurch wird der bei dauerndem Zufluß von
Frischwasser auftretende Nachteil des Überziehens der Phosphorteilchen mit Oxydhäutchen
infolge Wirkung des in dem zugeführten Kühlmittel vorhandenen Sauerstoffs vermieden.
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Die praktische Durchführung des Verfahrens kann z. B. in folgender
Weise erfolgen: Die aus dem Hochofen mit einer Temperatur von z. B. 30o bis 500°
(gelegentlich auch mit höherer Temperatur) abgehenden Gase werden zunächst unter
Vermeidung einer Phosphorausscheidung einer Entstau-L::uig und raschen Abkühlung
unterworfen, derart, daß das zu unerwünschter Bildung von rotem Phosphor Veranlassung
gebende Temperaturgebiet von etwa 25o bis 26o° in Bruchteilen einer Sekunde durchlaufen
wird. Die Kühlung und Entstaubung kann z. B. mittels eines Systems unisolierter
Cyclonstaubabscheider, z. B. sogenannter Vortexapparate, innerhalb weniger Sekundenbruchteile
durchgeführt werden, z. B. derart, daß die Gase auf eine zweckmäßig nur wenig oberhalb
des Taupunktes des Phosphors (l io bis 130o) liegende Temperatur, z. B. atif 15o
bis 20o°, gebracht werden. Hierdurch kann etwa die Hälfte des gesamten abzuführenden
Wärmeinhaltes der Hochofengase indirekt abgeleitet werden, bevor es zu einer Phosphorkondensation
kommt. Das an diese Vorbehandlung sich anschließende Verdichtungsverfahren wird
zweckmäßig mehrstufig, z. B. dreistufig, durchgeführt, und zwar derart, daß mindestens
in der ersten Stufe mit direkter Kühlung durch ein flüssiges, im Kreislauf bewegtes
Kühlmittel gearbeitet wird. Man verfährt z. B. derart, daß man die auf etwa 15o
bis 20o° gekühlten, v orentstaubten, zumeist ganz trockenen Gase in den Unterteil
eines zylindrischen Verdichters einführt und denselben das Kühlmittel, vorzugsweise
in Form eines groben Sprühregens entgegenführt. Die hierbei gebildete Phosphorsuspension
sammelt sich in einem an den Unterteil des Verdichters angeschlossenen Raum, in
welchem die Ausflockung und das Zusammenfließen der Phosphorteilchen stattfindet.
Im Unterteil des Sammelraumes in kompakter flüssiger Form sich ansammelnder geschmolzener
Phosphor kann von Zeit zu Zeit abgeführt werden.- Das verhältnismäßig nur noch geringe
Mengen von Phosphor in suspendierter Form enthäItende Kühlmittel wird aus dem Oberteil
des Sammelraumes immer wieder der Beregnungsvorrichtung zugeführt und zur Einwirkung
auf die frisch zutretenden phosphorhaltigen Gase gebracht.
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Die durch Umpumpen im Kreislauf gehaltene Kühlflüssigkeit, welche
z. B. % bis r/2 cbm je Quadratmeter Verdichterquerschnitt und Minute betragen kann,
wird durch den Wärmeinhalt der eintretenden heißen Gase beheizt, wobei diese sich
praktisch völlig mit Wasserdampf sättigen. Durch geeignete Regelung der Eintrittstemperatur
des Gases und bei gegebenen Strömungsgeschwindigkeiten von Gas und Kühlflüssigkeit
stellt sich im Verdichter ein stationärer Zustand bzw. eine konstante Temperatur
des Kühlmittels ein, die man z. B. bei etwa 55 bis 7a°, vorzugsweise 6o bis 65°,
hält.
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Wie gefunden wurde, erfolgt bei diesen Temperaturen eine rasche Flockung
der Phosphorsuspension und Vereinigung der flüssigen Phosphorteilchen sowie Auflösung
störender Staubteilchen. Die Gase erreichen in äußerst kurzer Zeit, z. B. 15 bis
30 Sekunden, die Temperatur des Kühlmittels. Da der Sättigungsgehalt des
Gases an Phosphor dabei von etwa 3o g auf etwa 3 bis 5 g Phosphor je Kubikmeter
Gas sinkt, kommt es zu einer Grobkondensation des Phosphors in der Gasphase. Durch
diese sowie durch Wirkung des groben dichten Regenschauers und der im Kühlmittel
befindlichen Kieselfluorw asserstoffsäure erfolgt eine rasche und grobe Ausscheidung
des Phosphors in der wäßrigen Phase, dessen Hauptmenge bereits in der ersten Stufe
in flüssiger geschmolzener Form gewonnen werden kann.
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Nachdem sich der stationäre Zustand im Kühlwasser eingestellt und
dieses konstante Temperatur angenommen hat, erfolgt die Abkühlung der Gase ohne
wesentlichen Übergang von Wärme aus den Gasen in die flüssige Phase des Kühlmittels,
da der bei der Abkühlung der Gase und der Phosphorkondensation entstehende Wasserdampf
.in das Gas übergeht und infolgedessen die bei seiner Bildung aus dem Gas aufgenommene
Wärmemenge im Gas verbleibt, während die flüssige Phase, deren Temperatur praktisch
konstant ist, einen Zuwachs ihres Wärmeinhaltes nicht erfährt.
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Die Anreicherung der bei der Auflösung des Staubes entstehenden löslichen
Salze und der bei der Hydrolyse der Kieselfluorwasserstoffsäure
sich
bildenden Kieselsäure macht es notwendig, von Zeit zu - Zeit einen Teil des Kühlmittels,
z. B. etwa 1/1o desselben, je Tag-durch frisches Kühlmittel zu ersetzen. Hierfür
sowie für den Ersatz des Verdampfungsverlustes verwendet man zweckmäßig die in den
späteren Verdichtungsstufen anfallenden phosphorarmen Suspensionen.
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Das Verfahren gestattet, bereits in der ersten Arbeitsstufe 8o bis
9o °/o des in dem zugeführten Gas enthaltenen Phosphors in flüssiger, schlammfreier
Form abzuziehen. Infolge der stark flockenden Wirkung der Kieselfluorwasserstoffsäure
bleiben in der umgepumpten Flüssigkeit meist nur einige wenige Gramm Phosphor je
Liter suspendiert.
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Die aus dem ersten Verdichter austretenden Gase werden in einem zweiten
Verdichter unter Wärmeentziehung, d. h. unter Kondensation von Wasserdampf, weiter
abgekühlt, und zwar zweckmäßig derart, daß der Phosphor mit einer noch oberhalb
seines Schmelzpunktes, vorzugsweise dicht oberhalb des Schmelzpunktes, liegenden
Temperatur ausfällt. Hierdurch gelingt es, auch diesen Phosphor zum großen Teil
auf dem Boden der unterhalb des Verdichters angebrachten Sammelvorrichtung in flüssiger
Form abzuscheiden. Die Kühlung erfolgt auch in der zweiten Stufe zweckmäßig direkt,
z. B. durch Beregnung unter Kreislauf der Kühlflüssigkeit in einem geschlossenen
System, z. B. derart, daß das Kühlwasser das Sammelgefäß mit einer Temperatur von
etwa 46° erreicht. Das aus dem Oberteil des Sammelgefäßes abgezogene Kühlwasser
wird nach Abkühlung z: B. in einem Vakuumentspannungsverdampfer wieder der Bereg4ungsvorrichtung
zugeführt. Die Aufenthaltsdauer der Gase im Verdichter kann auch in diesem Falle
sehr. kurz" z. B. auf 15 bis 3o Sekunden, bemessen werden. Der im zweiten
Verdichter anfallende flüssige Phosphor und ein Teil der darüberstehenden wässerigen
Suspension werden zweckmäßig von Zeit zu Zeit in. die - Sammelvorrichtung des ersten
Verdichters übergeführt. Wasserabgänge der zweiten Stufe können durch zweckmäßig
vorher noch entgastes (von Sauerstoff befreites) Frischwasser gedeckt werden. Die
Abgase des zweiten Verdichters verlassen diesen mit einer Temperatur, welche höchstens
einige Grade über der Schmelztemperatur des Phosphor (z. B. etwas über 45°) liegt.
Sie enthalten nur noch geringe Mengen, z. B. etwa 1,3 bis 1,5 g Phosphor im Kubikmeter
und einen im Vergleich zu dem Wärmeinhalt des aus dem Hochofen austretenden Gases
nur noch verhältnismäßig geringfügigen, im wesentlichen auf ihren Gehalt an Wasserdampf
beruhenden Wärmeinhalt. Diese Restgase können in einer dritten Verdichtungsstufe,
unter direkter oder indirekter Abkühlung, von dem noch vorhandenen Phosphor befreit
werden, z. B. durch Anwendung elektrostatischer Felder oder durch Zentrifugalabscheideapparate,
z. B. Vortexapparate. Setzt man die Temperatur in der dritten Verdichtungsstufe
auf z. B. 30° herab, so verbleibt im Gas nur noch etwa i % des ursprünglichen
Phosphorgehaltes, welcher als" unerheblich verloren gegeben oder nach üblichen Methoden,
z. B. mit Hilfe von Absorptions- oder Adsorptionsmitteln, ebenfalls noch entfernt
bzw. gewonnen werden kann. Der in der dritten Verdichtungsstufe abgesonderte Phosphor,
der z. B. etwa 4°/o des Gesamtphosphors ausmachen kann-und als Schlamm anfällt,
wird zweckmäßig zwecks Weiterverarbeitung in das Sammelgefäß des zweiten oder ersten
Verdichters übergeleitet, um dort in kompakten Phosphor übergeführt zu werden.
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Die beschriebene Ausführungsform des Verfahrens kann z. B. mit der
in Fig. i schematisch dargestellten Apparatur verwirklicht werden. Die im folgenden
angeführten Gräßenangaben sind entsprechend einem Durchsatz von etwa 24o cbm Hochofengas
(unter Normalbedingungen gemessen) je Minute gewählt.
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In der Zeichnung bedeutet i eine Staubkammer, durch die die Hochofengase
zur ersten Entstaubung 'geleitet werden, um sie von einem Teil des in ihnen enthaltenen
Staubes zu befreien. Mit 2 sind drei parallel geschaltete Zentrifugalkühler und
-staubabscheider (sog. Vortexapparate) von etwa io cbm Rauminhalt bezeichnet. Durch
die Ventile 3 bzw. 4 läßt sich die Zahl der zu benutzenden Entstaubungsapparate
und dadurch der Entstaubungsgrad der Gase nach Wunsch regeln. Der in ihnen den Gasen
entzogene Staub sammelt sich in den Kammern 5 und kann von Zeit zu Zeit durch Ventil
6 abgelassen werden. Aus dem . oder den Abscheidern gehen die Gase durch die Leitung
7 in den unteren Teil des Verdichters 8, der einen Rauminhalt von- etwa 6o cbm besitzt.
Hier werden sie mittels der Brause 9 beregnet und unter Erniedrigung der Temperatur
auf z. B. etwa 65° des größten Teils des Phosphors beraubt. Die Regenflüssigkeit
und der ausgeschiedene flüssige Phosphor sammeln sich in dem Sammelbehälter io an,
unten der Phosphor ii und oben das Wasser i2. Das Wasser wird in der Nähe seiner
Oberfläche über einen Überlauf bei 13 abgezogen und durch Pumpe 14 durch Leitung
15 den Brausen 9 zugeführt, um von neuem zum Beregnen der Gase im Verdichter
8 benutzt
zu werden. Eine Kühlung des kreisenden Kühlmittels findet
nicht statt.
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Die Gase, die die Regenbehandlung durchgemacht haben, verlassen bei
16 den Verdichter 8 und erreichen durch Rohrleitung 17 den zweiten Verdichter 18,
der ähnlich gebaut und von ähnlichen Größenabmessungen ist wie der Verdichter B.
Im Verdichter 18 wird das Gas, das mit einer Temperatur von z. B. 65° eingetreten
war, aus den Brausen i9 mit Wasser von z. B. 36° berieselt. Das Wasser, das den
infolge der Abkühlung der Gase ausgeschiedenen Phosphor mit sich führt, erhöht seine
Temperatur auf z. B. etwa 46° und sammelt sich in dem Sammelbehälter 2o an. Hier
erfolgt wieder die Trennung in eine untere Phosphorschicht 21 und eine obere Wasserschicht
22. Um das Wasser im Kreislauf zu halten und zu neuer Verwendung als Kühlmittel
auf die erforderliche niedrigere Temperatur von z. B. etwa 36° zu bringen, wird
es aus dem Behälter 2o bei 23 abgezogen und dem Entspannungsverdampfer 24 zugeführt,
von wo es nach der Abkühlung durch Leitung 25 und Pumpe 26 wieder den Brausen ig
zugeleitet wird.
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Die aus dem Verdichter 18 kommenden Gase gehen durch das Rohr 27 in
einen dritten Kondensator 28, indem sie durch Beregnung mit möglichst kaltem Wasser,
z. B. solchem von io bis 15°, aus den Brausen 29 so weit abgekühlt werden, daß sie
nur noch überaus geringe Mengen von Phosphor enthalten. Sie können dann durch Leitung
3o z. B. der Gichtgasverwertung zugeführt werden.
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Das durch die Brausen 29 zugeleitete Wasser mit dem von ihm niedergeschlagenen
restlichen Phosphor sammelt sich in dem Sammelbehälter 31, in dem sich eine Trennung
in eine obere Wasserschicht 33 und eine untere Phosphorschlammschicht 32 vollzieht.
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Der sich auf dem Boden von Behälter 31 ansammelnde Phosphorschlamm
kann durch Leitung 34 mittels der Pumpe 35 in den Sammler 2o gedrückt werden, wo
er sich mit dem dort angesammelten Phosphor 2i vereinigt. In entsprechender Weise
wird der auf dem Boden des Behälters 2o angesammelte Phosphor durch Pumpe 36 und
Leitung 37 in den Behälter i o gedrückt und vereinigt sich dort mit dem bei i i
angesammelten Phosphor. Durch Ventil 38 läßt sich der flüssige Phosphor aus
dem Behälter io abziehen.
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Es ist bereits ein Verfahren zur Vervollständigung der Absrheidung
von Phosphor aus den Gasen des elektrischen Phosphorofens bekannt, wonach man schnell
bewegte Flüssigkeitstropfen, z. B. Wasser, wässerige Lösungen, aber auch solche
von geschmolzenem Phosphor, auf die Nebelteilchen aufschlagen läßt, die entstehen,
wenn man die Ofengase unter den Phosphortaupunkt abkühlt. Ein grundsätzlicher Unterschied
zwischen diesem Verfahren und dem vorliegenden besteht darin, daß nach dem ersteren
die Behandlung mit den tropfenförmigen Mitteln bei Temperaturen unterhalb des Taupunktes,
nach dem letzteren dagegen bei Temperaturen oberhalb des Taupunktes erfolgt. Bei
den phosphorreichen Gasen des elektrischen Phosphorofens kann man leicht durch indirekte
Kühlung, d. h. durch Entziehung von Wärme durch die Wände des Verdichtungsapparates
hindurch, den größten Teil des Phosphors abscheiden, und es handelt sich nur darum,
die in Form von Nebeln der Kondensation entgangenen Phosphormengen niederzuschlagen.
Ganz anders liegen die Verhältnisse bei der Abscheidung von Phosphor aus den phosphorarmen
Gasen des Phosphorhochofens. Wollte man hier die Abkühlung wie bei dem eben erwähnten
Verfahren durch indirekte Kühlung bis unter den Taupunkt des Phosphors ausführen,
so würde man mit Rücksicht auf die außerordentlich viel größeren, etwa das iobis
2ofache betragenden Gasmengen, die auf die gleichen Mengen des Phosphors kommen,
Kühlräume von so enormen Ausmaßen brauchen, daß sie praktisch nicht in Frage kämen.
Überdies wäre eine so geräumige Kühleinrichtung, gefüllt mit einem phosphorhaltigen
Gichtgas und verbunden mit einem Hochofensystem, das bekanntlich stets durch die
Bewegung der Beschickung zu Druckschwankungen neigt, außerordentlich explosionsgefährlich.
Bei den phosphorarmen Gasen des Hochofens wird die Phosphorabscheidung durch indirekte
Kühlung der Gase unter den Taupunkt in bezug auf Phosphor auch durch die Tatsache
erschwert, daß durch Ausscheidung von flüssigem oder festem Phosphor auf den Wandungen
der Kühlvorrichtung die Wärmeabfuhr durch die Wand herabgesetzt wird, ein Übelstand,
der sich gerade bei der Abkühlung so verdünnter Gase bzw. so großer Gasmengen besonders
störend geltend machen muß. Das vorliegende Verfahren ' vermeidet diese Schwierigkeiten
dadurch, daß es die Aufgabe der Wärmeabfuhr aus den Gasen auf andere Weise löst
und an Stelle der indirekten Kühlung der Gase unter den Phosphortaupunkt letztere
bei Temperaturen oberhalb .des Taupunktes durch direkte Kühlung, d. h. durch Behandeln
mit einem flüssigen Kühlmittel, abkühlt, so daß sie schlagartig und ohne daß 'durch
die Ausscheidung von Phosphor Störungen verursacht würden, aus dem Temperaturgebiet
oberhalb des Taupunktes in ein
solches unterhalb desselben: gebracht
werden. Der grundsätzliche Unterschied zwischen den beiden Verfahren ergibt sich
u. a. aus dem Umstand, daß man bei dem bekannten Verfahren die Abscheidung des Phosphors
auch durch Beregnung mit flüssigem Phosphor vornehmen kann, während man bei dem
vorliegenden Verfahren bei dem Versuch, flüssigen Phosphor als Kühlmittel zu verwenden,
nicht eine Abscheidung, sondern im Gegenteil eine Verflüchtigung von Phosphor in
den heißen Gasen erzielen würde.