Przy wytwarzaniu fosforu, wzglednie tlenowych zwiazków fosforu, na drodze ter¬ micznej bylo sie dotychczas skazanym pra¬ wie wylacznie na uzywanie pieców opala¬ nych elektrycznie. Ta metoda pracy zapew¬ nia wprawdzie gladki przebieg procesu, dzieki moznosci stosowania wysokich i naj¬ wyzszych temperatur, ale ma te wade, ze wymaga uzycia drogiej -stosunkowo energji elektrycznej. Do tego dolacza sie jeszcze ta niedogodna okolicznosc, ze w miejscach wystepowania fosforanów albo wogóle nie¬ ma zródla pradu, potrzebnego do nalezyte¬ go pod wzgledem technicznym i gospodar¬ czym przeprowadzenia metody, albo tez koszt pradu jest zbyit wysoki.Potrzeba znalezienia innej metody pra¬ cy wywolala szereg pomyslów, których przedmiotem jest uzycie pieców innego ty¬ pu, np„ pieców szybowych. Urzeczywistnie¬ nie tych projektów w praktyce rozbijalo sie jednak dotychczas o to, ze napotyka sie przy ich stosowaniu na mniejsze lub wieksze trudnosci przy eksploatacji i otrzymuje nie¬ dostateczna wydajnosc fosforu.Wedlug niniejszego wynalazku otrzy¬ mywanie fosforu, wzglednie tlenowych zwiazków fosforu, z surowych fosforanówodbywa sie w sposób bardzo wydajmy w piecach szybowych typu wysokiego pieca * ^do ^robu. zelaza*, W mysl wynalazku do przeprowadzenia sposobu uzywa sie spieczonego fosforanu mineralnego i to w postaci bryl. Okazalo sie bowiem, ze tego rodzaju materjal wyka¬ zuje duza stalosc postaci równiez w wyso¬ kich piecach szybowych i nie rozpada sie widocznie w ogniu pieca szybowego. Z dru¬ giej strony materjal spieczony ma te wla¬ snosc, ze dzieki swej strukturze o obszer¬ nych porach skutecznie zatrzymuje w gór¬ nej czesci pieca pyl koksowy, którego przy ruchu pieca szybowego nie mozna uniknac, dalej, ulatwia równomierny rozdzial dmu¬ chu w piecu szybowym, umozliwiajac ma¬ ksymalne obciazenie gazem, jak równiez daje jak najlepsze wyniki przy plókaniu i pozwala na dobre przebiegi piecowe, a za¬ tem i najwyzsze temperatury pieca.Celem wytworzenia odpowiedniej zen- dry mozna postapic, np.f w ten sposób, ze naturalny materjal fosforanowy np. fosfo¬ rany Florida, Natrix, fosforany marokanskie i tern podobne, o odpowiedniej wielkosci ziarna, np. do 5—10 mm, ewentualnie, z do¬ datkiem piasku lub krzemianów i tern po¬ dobnych miesza sie z woda i niewidka ilo¬ scia wegla, np. 6 do 10%, najlepiej w po¬ staci pylu koksowego o wielkosci ziarn 1 do 3 mm, a nastepnie w odpowiednim apa¬ racie, np. w maszynie Dwight Lloyda, ogrze¬ wa sie do temperatury spiekania. Spieczo¬ nemu materjalowi mozna nastepnie nadac wielkosc bryl odpowiednia dla procesu wielkopiecowego, np. 2—10 cm i wiecej w srednicy.Poniewaz materjal spieczony uprzednio ma te zalete, ze w ogniu pieca szybowego nie rozpada sie widocznie, przeto mozna piec szybowy obciazyc nabojem, skladaja¬ cym sie, np., z 3—2 czesci wagowych spie¬ czonego fosforanu ii 1 czesci grubego koksu przy duzej szybkosci dmuchu, wzglednie duzych dawkach koksu, jakie stosowane sa, np., w hutnictwie zelaznem w ruchu wielkói- piecowym. Dawki koksu moga wynosic, np., 200 do 800 feig koksu na godzine i metr kwa¬ dratowy powierzchni ogniska przy okolo 2,5 metrowej srednicy ogniska.W porównaniu z naturalnemi brylami fosforanów fosforan spieczony wykazuje, jak stwierdzono, te zalete, ze jego ilosc, ja¬ ka w jednostce czasu daje sie przerobic w piecu szybowym, jest okolo 20 do 40% wieksza.Warunki redukcji fosforanów mozna, jak dalej twierdzono, polepszyc jeszcze przez powleczenie materjalu fosforanowego war¬ stwa zawierajaca, np., sproszkowany lub ziarnisty wegiel. W razie uzycia materjalu uprzednio spieczonego mozna, dzieki ob¬ szernym porom tegoz, nalozyc znaczna ilosc pylu koksowego, a mimo to nie zmniejszyc porowatosci w sposób niedogodny. Korzyst¬ nie jest postapic, np., w ten sposób, ze pro¬ dukt otrzymany w aparacie do spiekania zrasza sie jeszcze na goraco mieszanina, np., pylu koksowego i wody lub innych cieczy, np. wodnych roztworów lub zawiesin, które moga zawierac ponadto organiczne lub nie¬ organiczne skladniki, przyczem korzystnie jest w ten sposób dobrac ilosc pylu kokso¬ wego, zeby zostala zachowana dostateczna porowatosc spieczonego materjalu, a uzyta ilosc wody wyparowala pod dzialaniem go¬ racej zendry.Do sporzadzania mieszaniny z pylem koksowym uzywa sie z korzyscia takich cie¬ czy, które zawieraja skladniki, ulatwiajace przywieranie do bryl fosforanów, np. od¬ padki melasy.Wynalazek opiera sie dalej na stwier¬ dzeniu, ze na przebieg reakcji mozna bar¬ dzo skutecznie wplynac w kierunku szyb¬ kiego i zupelnego uzyskania fosforu przez przeprowadzenie jej w warunkach, umozli¬ wiajacych energiczne plókanie zapomoca du¬ zych ilosci gazu, które rozcienczaja gazowe produkty, powstajace podczas reakcji, prze- dewszystkiem pary fosforu, i szybko je od- — 2 -prowadzaja z komory reakcyjnej. Plókanie ukladu musi sie przytem odbywac przy tem¬ peraturze dostatecznie wysokiej, aby za¬ pewnic dostatecznie szybki przebieg reakcji pod wplywem plókania. Stosowanie bryl ze spieczonych uprzednio fosforanów okazalo sie, zwlaszcza dla tego slposdbu, szczegól¬ nie korzystnem, poniewaz materjal ten po¬ zostaje, w warunkach reakcji, jakie w prak¬ tyce wchodza w rachube, brylowatym i dzieki temu umozliwia skuteczne i równo¬ mierne prze^lókiwanie komory piecowej.Kwas krzemowy potrzebny do reakcji mozna dodac jeszcze przed spiekaniem, o ile oczywiscie nie jest juz zawarty w suro¬ wym fosforanie. W razie potrzeby mozna jednak do wytworzonych juz bryl zendry domieszac kwas krzemowy równiez w odpo¬ wiedniej postaci, zwlaszcza w postaci skaly, przylegajacej do naturalnego materjalu fo¬ sforanowego.Wegiel, który z jednej strony jest srod¬ kiem redukcyjnym, a z drugiej sluzy do -wy¬ twarzania ciepla, korzystnie jest dodawac równiez w postaci bryl, przedewszysitkiem zas w postaci bryl koksu. Dodatek grubego koksu ponad ilosc potrzebna do redukcji fosforanów ddbiera sie w praktyce w ten sposób, zeby cieplo, wytworzone podczas reakcji wdmuchiwanego powietrza z ko¬ ksem w piecu szybowym wystarczalo do wytworzenia w sferze reakcyjnej temperia*- tury, potrzebnej dla szybkiego przebiegu reakcji pod wplywem plókania. Zasilanie pieca korzystnie jest urzadzic w ten sposób, zeby kolejno zasypywane byly naboje zlo¬ zone z bryl fosforanowych i naboje z gru¬ bego koksu, np., w ten sposób, ze na kazda warsitwe fosforanów naklada sie warstwe koksu.Dmuch z miecha, mianowicie, najlepiej silnie ogrzane powietrze wprowadza sie przez odpowiednie tchawy na spód pieca szybowego, a gazy obciazone para fosforu odprowadza sie z glowicy pieca i doprowa¬ dza do urzadzen chlodniczych i zageszcza¬ jacych. Brylowaty materjal zostaje rozgrza¬ ny przez podnoszacy sie wgóre ptad gazu; bryly fosforanów obtapiaja sie nastepnie zwolna na powierzchni, wytwarzajac przy¬ tem wraz z grubym koksem w strefie reak¬ cyjnej pieca uklad reakcyjny o dluzej po¬ wierzchni, przepuszczajacy równomiernie i bez utrudnien gazy plóczace. Zuzel odpu¬ szcza sie w zwykly sposób na dnie pieca.Proces mozna, ewentualnie, przeprowa¬ dzac takze w ten sposób, zeby energja cieplna byla doprowadzana do pieca wiel¬ kiego z paleniska pomocniczego, np. z pale¬ niska ropnego, umieszczonego w dolnej cze¬ sci pieca szybowego. W ten sposób mozna zastapic czesc, potrzebnego w przeciwnym wypadku koksu, nip. do 20—30%, ropa (przy redukcji do tej samej wartosci opa¬ lowej). Dzialanie plóczace spalin, wytwo¬ rzonych przy spalaniu ropy, ulatwia przy¬ tem przebieg reakcji. Poniewaz przy zasto¬ sowaniu niniejlszego sposobu reakcja odby¬ wa sie przewaznie we wnetrzu samego szy¬ bu, przeto piec wielki eksploatuje sie w ten sposób, ze w praktyce reakcja konczy sie, zanim materjal w stanie calkowicie stopio¬ nym dostanie sie do skrzyni pieca. Okazalo sie korzystnem stosowanie w piecu stosun¬ kowo grubych wanstw, np., takich, których grubosc wynosi szesciokrotna do siedmio¬ krotnej najwiekszej srednicy pieca. Pozwa¬ la to na prowadzenie procesu przy doskona- lem podgrzaniu materjalu w ten sposób, ze fosfor zostaje, praktycznie biorac, w calo¬ sci odciagniety podczas wedrówki materja¬ lu przez szyb. Sciany wysokiego pieca obu¬ dowanego z ogniotrwalego materjalu cera¬ micznego chroni sie pr2ed dzialaniem zuzla fosforanowego w okolicy stref o wysokiej temperaturze przy pomocy chlodzenia woda.Wynalazek umozliwia wydobycie fosfo¬ ru, wprowadzonego dó pieca, z wydajnoscia 90 do 95%. Przy nalezytej eksploatacji pieca zuzle zawieraja bandzo nieznaczna juz ilosc P2Ob (naogól mniej niz 3 do 4%). — 3 —Wynalazek umozliwia otrzymywanie fosfo¬ ru w miejscach odkrycia fosforanów, nieza¬ leznie od obecnosci pradu elektrycznego, zaoszczedza zatem uciazliwy i drogi przewóz skaly fosforanowej. Wyników wynalaku nie mozna bylo przewidziec. Przy stasowaniu pewnej znanej metody, która polegala na redukcji brylowatego fosforanu przy pomo¬ cy grubego koksu i na zastosowaniu do dmuchu czystego prawie tlenu, a wiec na wytworzeniu bardzo wysokiej temperatury, udalo sie uzyskac jedynie bardzo niewy¬ starczajace ilosci fosforu. W porównaniu do elektrycznego .pieca, w którym reakcja od¬ bywa isie glównie w topiarce (skrzyni), przerób spieczonego uprzednio materjalu fosforanowego w postaci bryl ma sizczegól- nie duze znaczenie dla ruchu wielkopieco¬ wego, przy którym reakcja zachodzi .prze¬ waznie w sizybie, a wynik zalezy glównie od tego, czy szyb daje sie nalezycie i rów¬ nomiernie pTzeplókac.Pfróby sporzadzania z susnowych fosfo¬ ranów zendr, nadajacych sie do przeprowa¬ dzenia opisanej wyzej metody, wykazaly, ze mimo zachowania tych samych lub po¬ dobnych warunków pracy, otrzymuje sie niekiedy zendty o rozmaitych wlasnosciach.Dalsze próby udowodnily, ze wlasnosci zendr w znacznej mierze zalezne sa od za¬ wartej w nich glinki. Jezeli zawartosc glin¬ ki w materjale wyjisciowym nie dosiega pewnej granicy, to otrzymuje sie nieodpo¬ wiedni materjal zendrowy, który czesto wy¬ kazuje niewielka zwartosc i skutkiem tego wcale lub tylko w malym stopniu nadaje sie do powyzszych celów, a zwlaszcza do ru¬ chu wielkopiecowego. W ogólnosci okazalo sie, ze zawartosc glinki nie powinna byc mniejsza od 2% Al2Os.Otóz znaczna czesc naturalnych i przy¬ sposobionych fosforanów wykazuje znacznie nizsza zawartosc glinki, nip. fosforan maro¬ kanski zawiera ogólem tylkioi okolo 0,4% Al2Os.Okazalo sie dalej, ze tego rodzaju fou sforany, które same przez sie nie nadaja sie do wytwarzania uzytecznych zendr, mozna przeprowadzic w zendry o znakomi¬ tych wlasciwosciach przez domieszanie do nich przed spiekaniem odpowiedniej ilosci materjalów, zawierajiacych glinke. Jako ma- terjaly takie wchddza w gre, nip., glina, kaolin, zmidlone feldszpaty, bauksyt i tym podobne.Nip. z fosforanu marokanskiego otrzy¬ muje isie zendre, nadajaca sie da wytwa¬ rzania fosforu w ruchu wielkopiecowym w ten sposób, ze 100 kg fosforanu miesza sie z 10 kg gliny, która zawiera 35—40% A/203 i uprzednio zawieszona byla w wodzie. Do mieszaniny dodaje sie nastepnie kwasu krzemowego w ilosci potrzebnej do prze¬ prowadzenia termicznego procesu otrzymy¬ wania fosforu, np. w postaci drobnego pia¬ sku, oraz niewielka ilosc wegla, np. w po¬ staci pylu koksowego, poczem ogrzewa sie je w odpowiednim aparacie, np. maszynie Dwight Lloyda, do temperatury spiekania-.Spieczonemu materjalowi mozna nastepnie celem przeprowadzenia procesu termiczne¬ go nadac ksztalt bryl o stosownej wielkosci.Dla celów otrzymywania fosforów na drodze termicznej, a zwlaszcza w ruchu wielkopiecowym okazalo sie korzystnem powleczenie materjalu fosforanowego war¬ stwa zawierajaca wegiel np. sproszkowany lub ziarnisty. Stwierdzono, ze spieczony u- przednio materjal, ze wzgledu na swe ob¬ szerne pory, moze wchlonac znaczne ilosci pylu koksowego bez szkodliwego zmniejsze¬ nia swej porowatosci.Mozna, np., postapic w ten sposób, ze produkt otrzymany w aparacie do spieka¬ nia jeszcze na goraco skropi sie mieszanina, np., pylu koksowego z woda lub z innemi cieczami, np. wodnemi roztworami lub za¬ wiesinami, które poza tern moga zawierac organiczne lub nieorganiczne skladniki, jak np. odpadki melasy, przyczem ilosc pylu 'koksowego korzystnie jest w ten sposób do¬ brac, zdy zostala zachowania dostateczna — 4 —porowatosc inaterjalu ^piekane^o, ale o- trzymana ilosc wody wyparowala pod wply¬ wem goracej zendry. PL