NO115472B

NO115472B -

Info

Publication number: NO115472B
Application number: NO163390A
Authority: NO
Inventors: A Hinz; H Harnisch; H Ziegler
Original assignee: Knapsack Ag
Priority date: 1965-07-14
Filing date: 1966-06-10
Publication date: 1968-10-14
Also published as: DE1258847B; NL6608852A; GB1091816A; IL25966A; BE684067A; US3531250A

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av fosfatformlegemer av finmalt fosfatmalm til elektrotermisk f osf orf remst i 11 i ng.

Ved fremstilling av alkalifosfater fra fosforsyre som ble fremstillet ved oppslutning av fos-fatmalmer ved hjelp av mineralsyrer, såkalt

«våt» fosforsyre, fremkommer ved nøytralisering

av denne syre med alkalilut til pH-verdier mellom 4 og 10, et slam som består av fosfater av

jern, aluminium, kalsium og magnesium etc. og

vedhengende alkalifosfatoppløsning, og som ad-skilles fra den for videreforarbeidelse bestemte

oppløsning, f. eks. ved filtrering. For anvendelsen av denne slam, som til ca. 40 vektprosent

består av tørrstoff og ca. 60 vektprosent av vedhengende- og krystallvann (tørstoffets P205-innhold ligger ved ca. 50 vektprosent), mangler

det hittil en økonomisk gangbar vei. Slammet

kastes derfor ofte. Opparbeidelsen av dette slam,

f. eks. til et tørt pulver, som eksempelvis kan

anvendes ved fremstilling av gjødningsmidler,

er meget vanskelig da residuet ved oppvarmning

kleber under mykning og samtidig avgir vann,

og smelter sammen allerede ved relativt lave temperaturer til klumper, som spesielt ved unn-vikende vanndamp blåses opp til en masse som er vanskelig å håndtere.

Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte til fremstilling av fosfatformlegemer av finmalt fosfatmalm til elektrotermisk fosforfremstilling, og fremgangsmåten erkarakterisert vedat man sammenblander slam dannet ved nøytraliseringen av såkalt «våt» fosforsyre med den finmalte fosfatmalm og av blandingen på kjent måte fremstiller formlegemene, idet slammet og fosfatmalmen anvendes i slike mengde-forhold at slammengden, beregnet som tørrstoff, utgjør mindre enn 15 vektprosent av anvendt fosfatmalm.

Derved kan fosfatslammet enten tilsettes di-rekte som sådant eller eventuelt på forhånd dessuten sammenblandes med de ellers vanlige for fremstilling av formlegemer av fosfatmalm som bindemiddel anvendte tilsetninger. Som slike kommer det på tale fosfatstøv, slik det f. eks. fremkommer i elektrofilteret med et fosfor-ovnanlegg eller ved avstøvning av fosfatmalm-maleanlegg på våt eller tørr vei. Videre kan en vandig oppslemning av fosfatslam dessuten også inneholde leire. Fortrinnsvis går man da frem således for fremstilling av fosfatformlegemer at man av slammet ved hjelp av vann og/eller vanlige bindemidler og/eller fyllstoffer først fremstiller mask med et faststoffinnhold mellom 50 og 20 vektprosent, fortrinnsvis mellom 40 og 25 vektprosent, og deretter sammenblander masken med fosfatmalmen.

Spesielt til slam med et faststoffinnhold på mindre enn 15 vektprosent lønner det seg å sette så meget bindemiddel og/eller fyllstoffer at den dannede mask har et samlet faststoffinnhold av 30 til 40 vektprosent.

For tilsetning av fosfatslammet resp. masken til fosfatmalmen, egner f. eks. kjente frem-gangsmåter seg, som anvender såkalt granule-ringstallerken, idet det ved utdysning av slammet på de rundtgående granuler og fosfatmalmen oppnåes en spesielt jevn fordeling.

Bevirkes fremstillingen av fosfatformlegemer ikke ved agglomerering, f. eks. som allerede nevnt på granuleringstallerkener, men f. eks. ved pressing ved hjelp av en presse, så fore-går slammets tilblanding til fosfatmalmen hen-siktsmessig i et blandeorgan som er koblet foran pressen. Ved fremstilling av formlegemene ved hjelp av sintring, f. eks. i en dreierørsovn, kan endelig tilsetning av oppslemningen også foretas i selve dreierøret. Også her er det fordelaktig med en fordysning av oppslemningen på fosfatmalmen.

Anvendelsen av de ved nøytralisasjon av våt fosforsyre dannede fosfatslammer ved agglome-i rering og sintring av pulverformet fosfatmalm,) medfører følgende fordeler: 1. Hovedmengden P205-mengden i slammet utvinnes som elementært fosfor. 2. Anvendelsen av slammet for sintring fører; til en ønskelig økning av trykk- og slitasjefasthetj av de for fosforfremstillingen nødvendige form-1 legemer. j 3. Det er mulig, helt eller delvis, å se bort fra! ytterligere hjelpemidler (som f. eks. leire, fosfat-[ støv, alkalifosfater etc.) ved agglomerering og| sintring av råfosfat. i

For det tilfelle at vannmengden ved agglo-<;>mereringen av fosfatmalm for fosforfremstillin-j gen ikke muliggjør tilsetningen av slammet ij form av en vandig oppslemning, er det muligå;anvende dette i tørr form. Hertil fremstilles førsti av slammet og det finmalte fosfat en blanding,! som beregnet som tørrstoff inntil 25 vektprosent; består av slam og resten av fosfatmalm. Denneiblanding tørkes deretter, og det tørkede og like-! ledes malte produkt sammenblandes med ytterligere fosfatmalm, således at det til slutt fåes en; blanding av tilsammen mindre enn 15 vektpro-l sent slam (tørrstoff) resten fosfatmalm. Denne! blanding anvendes deretter i form av formlegemer til elektrotermisk fosforfremstilling. Her-under er det fordelaktig å gjennomføre tørk-; ningen ved temperaturer mellom 250 og 500° C,!

I

i fortrinnsvis mellom 300 og 400° C for å unngå den uønskede sammenbakning.

I de angitte eksempler som nærmere skal forklare fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, anvendes med unntak av eksempel 7 fosfatslam som fremkommer ved nøytralisering av våt fosforsyre med natronlut.

Analyse av de viktgste bestanddeler (etter tørkning ved 110° C):

Eksempel 1

I en rørebeholder oppslemmes i 60 kg vann 100 kg fosfatslam med 60 vektprosent vedhengnings- og krystallvann og 40 vektprosent tørr-stoff, således at det oppstår en lett dysbar mask med 25 vektprosent tørrstoff. Med 100 kg av denne mask agglomereres 350 kg malt fosfatmalm på en dreietallerken med 1 m 0 til granuler. De fuktige granuler inneholder 165,5 vektprosent vann og omtrent 8,9 vektprosent tørr-stoff (fosfatslam), referert til fosfatmalm, dvs. med 10 kg tørrstoff i form av en 25 vektprosentig mask kan det agglomereres 140 kg malt fosfatmalm.

Etter tørkning og sintring ved ca. 950° C har granulene en trykkfasthet på gjennomsnitt-lig 75 til 80 kg og en slitasjefasthet på 85 til 90%.

For å undersøke slitasjefastheten rulles 1000 kg sintrede pellets 30 minutter i en trommel av 300 mm diameter med 80 omdreininger pr. mi-nutt og deretter bestemmes avrivningen under 0,5 mm.

Eksempel 2

I en rørebeholder oppslemmes i 34 kg vann 100 kg fosfatslam med 60 vektprosent vedhengnings- og krystallvann og 40 vektprosent tørr-stoff, således at det oppstår en utdysbar mask med 30 vektprosent tørrstoff. Med igjen 100 kg mask kan 320 kg malt fosfatmalm agglomereres til granuler. Granulene inneholder 16,6 vektprosent vann og 9,4 vektprosent tørrstoff (fosfatslam), referert til fosfatmalm, dvs. med 10 kg tørrstoff i form av en 30 vektprosentig mask kan det omtrent agglomereres 107 kg malt fosfatmalm.

Etter tørkning og sintring har granulene en trykkfasthet fra 80 til 90 og en slitasjefasthet på 90 til 95 %.

Eksempel 3

I en rørebeholder oppslemmes som i eksempel 2 i 34 kg vann 100 kg fosfatslam med 60 vektprosent vedhengnings- og krystallvann og 40 vektprosent tørrstoff. Til denne mask med 30 vektprosent tørrstoff settes 23 kg fineste fosfat, således at det oppstår en utdysbar mask med tilsammen 40 vektprosent samlet faststoff.

Med 100 kg av denne mask agglomereres rundt 250 kg malt fosfatmalm. Granulene inneholder 17 vektprosent vann og 10,1 vektprosent tørrstoff (fosfatslam), referert til fosfatmalm, dvs. med 10 kg tørrstoff i form av en 40 vektprosentig mask, herav 30 vektprosent tørrstoff som fosfatslam og 10 % støvformet fosfat, kan det agglomereres rundt 100 kg fosfatmalm.

Etter, tørkning og sintring har granulene en trykkfasthet fra 100 til 112 kg og en slitasjefasthet på 98 %. Ved tilsetning av fineste fosfat fremkommer en tettere struktur ved fosfatmal-mens agglomerering, således at det etter sintring innstiller seg høyere trykk- og slitasjefastheter i forhold til resultatene fra eksempel 1 og 2.

Eksempel 4

Ifølge eksemplene 1 til 3 anvendes mask med 25 til 35 vektprosent tørrstoff (som fosfatslam)

til agglomerering. Med denne mask kan det hver gang med 10 kg tørrstoff agglomereres 140 til 100 kg fosfatmalm. I foreliggende eksempel agglomereres med en mask med bare omtrent 10 vektprosent tørrstoff (som fosfatslam), imid-lertid tilsettes leire- og støvformet fosfattilset-ning.

I en rørebeholder oppslemmes i 100 kg vann 35 kg fosfatslam med 60 vektprosent vedhengnings- og krystallvann og 40 vektprosent tørr-stoff, således at masken inneholder 10,4 vektprosent tørrstoff. Med denne mask suspenderes, referert til tørrstoff, (fosfatslam), iy2ganger mengden (21,0 kg) tørrleire (tilsvarende 28,0 kg med 25 vektprosent vedhengningsvann). Denne mask inneholder 8,6 vektprosent tørrstoff (som fosfatslam) og 12,9 vektprosent tørrleire, tilsvarende 21,5 vektprosent samlet faststoff. Ved tilsetning av 51 kg fineste fosfat til masken økes den samlede faststoffmengde til 40 vektprosent. Masken inneholder nu 6,5 vektprosent tørrstoff (som fosfatslam), 9,8 vektprosent tørrleire og som rest 23,7 vektprosent fosfatstøv.

Med 100 kg av denne mask agglomereres med et vanninnhold på 15,5 vektprosent 280 kg fosfatmalm til granuler. De fuktige granuler inneholder 6,5 kg tørrstoff (fra fosfatslam), dvs. med 10 kg tørrstoff (som fosfatslam) lar det seg i forbindelse med iy2 ganger denne mengden leire og tilsetning av støvformet fosfat, agglomerere 430 kg fosfatmalm.

Etter sintringen har granulene en trykkfasthet på 60 kg og en slitasjefasthet på 90 %.

Eksempel 5

Suspenderes med en mask som inneholder 10 vektprosent tørrstoff (som fosfatslam) den

dobbelte mengde tørrleire (som leire med 25 vektprosent vedhengende vann) referert til fos-fastslammets tørrstoff, og til denne mask igjen settes fosfatstøv til et samlet faststoffinnhold på 40 vektprosent, så har de med denne mask fremstilte granuler etter sintring en trykkfasthet på 70 kg og en slitasjefasthet på 94 til 95 %.

Eksempel 6

100 kg malt fosfatmalm blandes homogent i en «Taumelblander» med 5 kg tørr og malt

fosfatslam og agglomereres deretter med en van-lig driftsmask og granulene sintres deretter. Granulene har etter sintring en trykkfasthet fra 100 til 110 kg og en slitasjefasthet fra 90 til 94 %.

Eksempel 7

Analogt eksempel 2 ble det oppslemmet fosfatslam, som fremkom ved nøytralisering med kalilut, til en mask med 30 vektprosent tørrstoff og utdyset deretter til agglomerering med fosfatmalm. Etter sintringen har granulene en trykkfasthet på 83 kg og en slitasjefasthet omtrent 90 %.

Eksempel 8

100 kg fosfatmalm (kornstørrelse 0 til 3 mm, herav 70 % under 0,5 mm) blandes godt med 18 kg mask (med 30 vektprosent tørrstoff som fosfatslam) i en «Eirichblander» i to minutter og presses deretter på en valserillepresse. Derved oppstår langstrakte formlegemer, som ved uttreden fra valsen oppbrekkes til stykker av 20 til 60 mm lengde. De fuktige formlegemer inneholder omtrent 9 vektprosent vann og 4,6 vektprosent tørrstoff (som fosfatslam) dvs. med 10 kg tørrstoff (som fosfatslam) kan det presses 185 kg fosfatmalm.

Etter sintringen hadde formlegemene en trykkfasthet på 148 kg og en slitasjefasthet på 73 %.

Den i forhold til granulene nedsatte slitasjefasthet er avhengig av bruddflatene på form-legemenes frontsider.

Eksempel 9

100 kg fosfatmalm (kornstørrelse 0 til 3 mm, herav 70 % under 0,5 mm) blandes i en «Eirichblander» med 22 kg mask, som inneholder 40 vektprosent samlet faststoff, herav 10 vektprosent tørrstoff (som fosfatslam), 12 vektprosent tørrleire (som leire med 25 vektprosent vann til-satt) og 18 vektprosent fosfatstøv, og presses deretter på valserillepresse. Formlegemene inneholder 11,1 vektprosent vann og 1,7 vektprosent tørrstoff (fra fosfatslam), dvs. med 10 kg tørr-stoff (som fosfatslam) kan det sammen med leire og fosfatstøv i masken, presses omtrent 450 kg fosfatmalm.

Etter sintringen hadde formlegemene en trykkfasthet på 118 kg og en slitasjefasthet på 72%.

Eksempel 10

100 kg fosfatmalm og 10 kg tørr fosfatslam (tørket ved 500° C) sammenblandes i blander

med 20 kg av en i drift anvendt granulerings-mask og presses deretter. Formlegemene hadde

etter sintring en trykkfasthet på 122 kg og en slitasjefasthet på 75 %.

Fosfatslammets opparbeidelse til et tørt pul ver under kontinuerlig drift, f. eks. i en dreierørs-ovn er meget vanskelig, fordi den, f. eks. fra filterpressen, dannede slam først knapt bunkrer seg og bare meget vanskelig lar seg dossere og for det annet mykner denne slam ved oppvarmning, f. eks. til 300 til 400° C under vannavgiv-ning og smelter sammen til klumper som på ovnsveggene fører til sterke anbakninger og skorpedannelser. Disse vanskeligheter lar seg omgå ved oppberedning i dreierørsovnen ved tilsetning av malt fosfatmalm.

Eksempel 11

Fra en bunker føres det med en magnet-renne til en dreierørsovn av 1800 mm lengde og 250 mm diameter kontinuerlig malt fosfatmalm, kornstørrelse under 0,5 mm. Samtidig føres det til dreierørsovnen fra en rørebeholder, hvori fosfatslam er suspendert til en mask med 30 vektprosent tørrstoff, gjennom et rør med en åpning på 2 mm 0 mask i form av en tynn stråle som er rettet mot den innløpende fosfatmalm. Ved fukt-ning av fosfatet med masken danner det seg klumper fra 10 til 400 mm 0 som langsomt passe-rer dreierørsovnen ved en temperatur fra 350 til 400° C og derved tørkes. De fuktige klumper har ved opptak av masken et vanninnhold på omtrent 30 vektprosent. De inneholder etter tørkning ca. 80 vektprosent fosfatmalm og 20 vektprosent tørrstoff (fra fosfatslam). De tør-kede klumper kan nu tilsettes til fosfatmalmen som skal males for granulering eller pressing.

Claims

1. Fremgangsmåte til fremstilling av fosfatformlegemer av finmalt fosfatmalm til elektrotermisk fosforfremstilling,karakterisertved at man sammenblander slam dannet ved nøytraliseringen av såkalt «våt» fosforsyre med den finmalte fosfatmalm og av blandingen på kjent måte fremstiller formlegemene, idet slammet og fosfatmalmen anvendes i slike mengde-forhold at slammengden, beregnet som tørrstoff, utgjør mindre enn 15 vektprosent av anvendt fosfatmalm.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til fremstilling av fosfatformlegemer,karakterisert vedat man av slammet ved hjelp av vann og/eller vanlige bindemidler og/eller fyllstoffer først fremstiller mask med et faststoffinnhold mellom 50 og 20 vektprosent, fortrinnsvis mellom 40 og 25 vektprosent, deretter sammenblander masken med fosfatmalmen. Anførte publikasjoner': U. S. patent nr. 2 267 077.