JPS598606A - スラツジから燐を回収するプロセス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 魚１Δ氷訪 本発明はスラッジから元素状燐を回収するための改良プ
ロセスに関し、更に詳しくは燐灰土の溶融によって元素
状燐を製造する過程で生成するスラッジから元素状燐を
回収するための改良プロセスに関する。

（１） 渡米靭術の記述 元素状燐を製造する基本的方法はシリカの存在下に燐灰
土をコークス又はその他の炭素質還元剤で還元すること
によって達成される。これは、炉「装入（チャージ）」
又は「負荷」と呼ばれる。

燐製造は一般に電気炉において約り４００℃〜約１５０
０℃の反応温度で実施される。

燐灰土の還元による元素状燐の製造の機構は非常に複雑
で、反応シーケンスの正確な経路は確実には規定されて
いない。全体反応は以下の単純化された式によって一般
に表わされている。

２ＣＡ３　（ＰＯ４）２　＋６Ｓｉ０２　＋　ＩＯＣ→
６ＣａＳｉ０３　＋　１０ＣＯ＋　Ｐ４反応の過程で、
製造された燐は、蒸発し、上昇し、そして冷却、凝縮さ
せて水の下に捕集する。

燐蒸気は、一般に、−酸化炭素、並びに燐灰土負荷、弗
素、酸化カルシウム、酸化カリウムなどを含む相当量の
同伴ダストを伴う。ダスト及び蒸気の混合物は電気集塵
器を通し、そこで燐蒸気を冷却する前に大部分のダスト
を除去することができ（２） る。ＣＯガスは回収して燃料として使用することができ
、又は公害要件に合致して適当に廃棄することができる
。１．！酸カルシウムを含む固体炉残渣は炉の底部から
溶融液として抜き出す。燐酸塩鉱石中に存在する鉄不純
物から生成する燐化鉄、即ち「フェロホスポル」も炉の
底部から溶融体として抜き出す。

凝縮器は凝縮液を液槽に排出し、そこで燐生成物を捕集
する。三つの分離相が一般に凝縮器の液槽において形成
される。

比較的高品位の燐の層が底部に得られる。中間層は「ス
ラッジ」と呼ばれる混合物で、それば燐の小液滴、固形
不純物及び水から成る。スラッジ層の上は水層であり、
スラッジ層と水層との間の境界は明瞭ではない。

生成する燐スラッジ（Ｐ、−スラッジ）の量は、装入さ
れる燐灰土の最初の組成、運転条件及び炉の設計などの
因子に依って変化する。燐スラッジは約５重量％〜約９
０重量％の元素状燐を含むことができる。生成スラッジ
の燐含量は元素状燐の（３） 炉吐出量の約１０重量％〜約６０重量％又はそれ以上で
変動することができる。

元素状燐は前記スラッジから焙焼によって回収すること
ができる。この操作はエネルギーコストの」−昇により
一層高価になっており、また焙焼器の内部に発生する圧
力によって危険でもある。更に、焙焼は高Ｐ２Ｏ５放出
につながり、公害汚染問題を提起する。前記スラッジを
処理する他の方法としてはスラッジを燃焼し、低品位の
燐酸を製造する方法がある。

当業界及び本明細書において使用する「スラッジ」なる
用語は、固体不純物、水及び燐を広範囲で変動する割合
で含みかつ燐の密度と水の密度との間の密度を有する、
ばつきりと規定されないエマルシランのようなものを指
称する。前記スラッジは「水中燐」型エマルジョンの特
性（即ち、燐が不連続相で水が連続相）、又は「項中水
」型エマルジョンの特性（即ち、水が不連続相で燐が連
続相）を有する。水中燐型スラッジの顕微鏡検査によれ
ば、燐は合体しない小さな滴粒子として存（４） 在している。この粒子の寸法は一般にはミクロンないし
ミリノー１−ルの範囲又はそれより大きい寸法である。

従来技術において、スラッジから元素状燐を回収する種
々の方法が提案されている。これらの中で燐を物理的方
法、例えば濾過、蒸留、攪拌及び沈降、振動、遠心分離
、抽出、電気分解などによって分離する方法がある。

米国特許第３１０４９５２号（Ｉｌａｒｔｉｇ）は、水
蒸気蒸留の前又は水蒸気蒸留と同時に、スラッジを燐酸
と混合することから成る燐スラッジから元素状燐を回収
する方法を開示している。英国特許第５２４２８９号は
、密閉容器中で大気圧より低い圧力下にスラッジを加熱
するか、或いは大気圧において水の　　−沸点より低い
がそれに非常に近い温度に加熱することによって、エマ
ルジョンを破壊して、燐を、例えば濾過のような任意の
所望方法によって固体不純物を分離することができるよ
うな易動性溶融体の形にすることによって、スラッジ中
の水を除去することを開示している。

（５） 魚呪の概要 本発明はスラッジを排除する熱伝達手段を利用して水を
フラッシュ蒸発させることによってスラッジから燐を回
収することを達成せんとするものである。

本発明に従えば、（１）スラッジから水分をフラッシュ
蒸発させ、そして（２）蒸発されたスラッジ中に含まれ
る固体不純物から元素状燐を分離しかつ回収する工程を
含んで成るプロセスによって燐スラッジから元素状燐が
回収される。

本発明の実施に当り、項中に含まれる水はフラッシュ蒸
発させて燐を合体（又は凝集）せしめ、それによってス
ラッジの状態を取り除く。その結果、項中の固体不純物
はその表面に浮き、遠心分離、濾過、沈降などのような
周知技術によって固体不純物から燐が容易に分離できる
ようになる。

加熱された燐は、本プロセスにおいてスラッジ中の水を
フラッシュ蒸発させる直接伝熱流体として利用される。

このプロセスは、熱交換器、焙焼（６） 器などのような間接伝熱手段に伴われる汚れやスケーリ
ングの問題を排除する。

本プロセスにおいては、処理すべきスラッジ量に対して
十分量の燐を使用して、存在する水をフラッシュ蒸発さ
せかつ燐を凝果せしめるという好ましい結果を生ぜしめ
る。

スラッジを除去した時に燐の表面に浮」ニする固体不純
物は、一般に、炉凝縮操作からの燐酸塩、コークス、水
和及び酸性化アルカリ類などを含む。

本プロセスは広い温度範囲で操作することができる。水
を蒸発せしめるのに十分高い温度を利用することが必要
であるに過ぎないが、大気圧下における燐の温度は約り
００℃〜約＋−１０℃、好ましくは約り０２℃〜約１０
５℃とずべきである。

更に、フラッシュ蒸発は、大気圧近傍又はそれより高い
圧力が好ましいが、真空又は加圧下において、それぞれ
、より低い又は高い温度において実施することができる
。

大観 本発明の実施の一態様を第１図に示す。第１図（７） において、スラッジは加熱攪拌された容器１から計量系
３によりライン４を経てフラッシュ蒸発器２に供給され
る。本プロセスにおいては種々のタイプのフラッシュ蒸
発器を利用できる。ごの態様のフラッシュ蒸発器２は、
主としてフラッシュ蒸発器のサイズ及びそれから循環さ
れる「プロセス中の」燐の容積を減少せしめるのに使用
されるポンプ循環系５を有する加熱攪拌された容器であ
る。

系５はライン７を経て外部熱交換器６にスラッジを循環
し且つ１００℃より高い温度、好ましくは約り０５℃〜
約１２０℃の温度に加熱する。予め約ｌＯＯ℃の温度に
予熱されたスラッジはライン８経出でフラッシュ蒸発器
２の頂部に供給される。

フラッシュ蒸発器２からの蒸気、主として水蒸気は、熱
交換器９を利用して、蒸発器へのスラッジフィードを予
熱するのに使用される。燐で汚染されている熱交換器９
からの凝縮水は、補給水として燐凝縮エリアに戻される
。

或いは燐は、固体不純物の濃度がポンプ送りにば高過ぎ
る場合には、ライン１０経出で循環する（８） ことができる。

本発明の他の実施方法が当業者の知識の範囲内にあるこ
とば自明のことであることばいうまでもない。例えば、
第１図に示すようなポンプ循環系を使用することなく、
２に類似した、追加加熱コイル（図示せず）を含む、ジ
ャケソ］・付のフラッシュ蒸発器を利用することができ
る。

図示の態様においては、燐及び固体不純物は、ポンプ循
環系５から１１で表わされる、遠心分離、濾過、沈降な
どの公知手段によって除かれる。少量の燐を含む回収固
体は炉に循環して焙焼することができ、或いはライン１
２を経て環境的に安全な方法で廃棄することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明プロセスの一態様を例示した図面である
。 ■・・・加熱攪拌された容器、２・・・フラッシュ蒸発
器、６・・・外部熱交換器、９・・・熱交換器、１１・
・・遠心分離、濾過、沈降などの公知手段。 （９）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　（１）スラッジをそれに含まれる水分をフラッ
   シュ蒸発させるのに十分な温度で熱伝達手段と接触せし
   め、そして （２）スラッジから元素状燐有価物を回収する工程を含
   んで成る、スラッジ、特に元素状燐の製造に由来するス
   ラッジから元素状燐有価物を回収するプロセス。 ２、前記熱伝達手段が燐である特許請求の範囲第１項に
   記載のプロセス。