PL9454B1 - Sposób wytwarzania cementu odlewniczego i gazów zawierajacych fosfor. - Google Patents

Description

Wóhler otrzymal fosfor z naturalnych fosforanów zapomoca ogrzewania tych o- staitnich z weglem i krzemianami. Otrzymu¬ je sie przytem zuzel trójkrzemowy, który jako taki nie posiada zadnej wartosci 'prze¬ myslowej.Proponowano takze otrzymywanie fo¬ sforu z krzemianów wapniowych i glino¬ wych bez dodatku wegla, zapomoca zmie¬ szania fosforanów z glina, i stapianie tej mieszaniny w piecu elektrycznym o tem¬ peraturze okolb 3000°C (patent amerykan¬ ski Nr 1 076 497), Sposób ten jest nieeko¬ nomiczny z powodu wielkiego zuzycia ener- gji cieplnej.Dalej proponowano sposób, 'przy któ¬ rym otrzymywano fosfor pod postacia kwasu fosforowego zapomoca stapiania mieszaniny naturalnych fosforanów wapnia z fosforanem glinu bez dodatku wegla; na tej drodze otrzymano jednoczesnie pro¬ dukt o wlasciwosciach cementu, posiada¬ jacy sklad cementu portlandzkiego, zawie¬ rajacego glin. Poniewaz przy tym sposo¬ bie zachodzi jednoczesnie ze zwapnianiem utlenianie, wiec otrzymuje sie tu fosfor pod postacia tlenku (patent amerykanski Nr 1000 311).Sposób ten jest z powodu wymaganej wysokiej temperatury (ponad 1600°) tak samo nieekonomiczny, a przytem daje nie¬ wystarczajacy stopien wydzielania fosforu.Wkoncu proponowano sposób, polega¬ jacy na otrzymywaniu fosforu z naturalne- 1*go fosforanu wapnia, krzemianów oraz gli¬ ny, zawierajacej kwas krzemowy, w tem- ^^\^at^TOJ^l ^3$^esza|ffa^\iF-tjjp1 warunka°h otrzymuje s§e fosfor pod 'postacia pieciotlenku fosfo¬ ru. Wytworzony jednak w ten sposób pro¬ dukt posiada wartosc najwyzej cementów pucolanowych (patent amerykanski Nr 997 086), Podlug wynalazku niniejszego wydzielanie fosforu zachodzi zupelnie do¬ brze, jezeli postepuje sie nie tak, jak to wskazuje Wóhler, aby otrzymac kwasny zuzel zawierajacy trój-krzemiany, ale pracuje sie na zuzel o duzej zawartosci glinu, W celu osiagniecia niniejszego celu dobiera sie w ten sposób ladunek, ze uzy¬ wa sie materjalu wyjsciowego o duzej za¬ wartosci glinu i stapia sie w szybowym lub elektrycznym piecu z fosforanami w obec¬ nosci koniecznej ilosci wegla. Chodzi tu mianowicie o sposób topno-redukcyjny, zachodzacy na skutek wprowadzenia we¬ gla, co wlasciwie odróznia sposób niniej¬ szy od dotychczas znanych; jest to zupel¬ nie niespodziewana, gdyz dotychczas do- bre eliminowanie josforu warunkowane by¬ lo otrzymaniem kwasnego zuzla.Rzeczywista korzysc polega na wyzy¬ skaniu mineralnych skladników zuzla.Przyklad I, 1 tonne amerykanskiego fo¬ sforanu surowego, zawierajacego stosun¬ kowo male zawartosci glinu i tlenku zela¬ za, tak zwanego „Pebble", o skladzie: 46% CaO, 2,5% Al203f 1,5% Fe20„ 7% Si02, 34%P205, 3% C02, 6% H20 oraz inny:h nieoznaczonych skladników stapia sie w piecu szybowym lub elektrycznym z 0,6 tonny bauksytu o skladizie 65% Al203, 10% Fe203, 10% Si02, 15% H20 oraz innych nieoznaczonych skladników i 1,5 tonny koksu, zawierajacego 8,5% popiolu, 9% CaO, 33% Al203, 11% Fe203, 45% Si02, 2% H20 i innych nieoznaczonych skladni¬ ków. Otrzymuje sie cement topny o naste¬ pujacym skladzie: 42,5% CaO, 41% Al2Os i 16,5% Si02. Zelazo zostaje zwiazane przez fosfor na fosforek zelaza i znajduje sie w garze. Powstajace gazy, zawierajace fosfor, przerabia sie dalej znanym sposobem.Przyklad II, 1 tonne amerykanskiego fosforanu surowego tak zwanego „Pebble" (o skladzie wyzej przytoczonym), 1 tonne ubogiego w krzemiany fosforanu glinowego, 20,5% CaO, 33,5% Al2Oz, 2% Fe2Os, 4% Si02, 37% P205, 3% wody i innych nieo¬ znaczonych skladników, Vs tonny bauksytu (o skladzie jak wyzej wskazano) oraz 3 tonny koksu miele sie lub miazdzy, o ile jest to konieczne, brykietuje i stapia w piecu szybowym w sposób redukcyjny.Obok fosforku zelaza i gazów, zawieraja¬ cych fosfor, powstaje wtedy cement odlew¬ niczy o skladzie w przyblizeniu nastepu¬ jacym: 43,5% CaO, 40,5% A/203, 16% Si02.Sposób ten moze byc takze przeprowa¬ dzany w najrozmaitszych piecach elek¬ trycznych pracujacych ciagle, a takze w e- lektrycznych piecach szybowych, które slu¬ za wtedy jednoczesnie i do ogrzewania la¬ dunku, Przytem konieczne jest, by dodac tyle koksu, ile jest niezbedne do calkowi¬ tej redukcji fosforanów i tyle fosforanów, azeby 'pozostala wystarczajaca ilosc wapna W celu utworzenia sie cementu odlewni¬ czego.Niezbedna zawartosc gliny moze byc czesciowo lub tez calkowicie pokryta przez fosforany o wysokiej zawartosci glinu, tak ze w pewnych przypadkach mozna sie o- byc bez szczególnych dodatków bauksytu i innych domieszek.Sposób niniejszy mozna tez przeprowa¬ dzic tak, azeby obok kwasu fosforowego o- trzymac na prostej drodze postepowania i fosforany alkaliczne, W tym celu przerabia sie fosforany, koks i odpowiednie dodatki, zawierajace tak gline, jak i tlenki alkaliczne w ilosci wystarczajacej, w piecu elektrycznym lub — 2 —piecu szybowym o zmniejszonej wysokosci* Zapomoca dodania alkaljów osiaga sie nie- tylko pomyslne przerobieni© stopionej ma¬ sy; w tych bowiem warunkach, w tempe¬ raturze jeszcze dosc wysokiej, alkalja la¬ cza sie z fosforem, przyczem na skutek czastkowego spalania nastepuje wprost kupelacja z wytworzeniem soli alkalicz¬ nych kwasu fosforowego. Proces taki mógl byc sitosowany tylko niekiedy w technice i byl bardzo kosztowny.Fosforany alkaliczne otrzymuje sie bez strat, gdyz na skutek dodatku alkaljów fo¬ sfor zostaje ilosciowo uwolniony z zuzla.Jako zwiazki alkaliczne moga byc uzy¬ te szpat polny lub kazdy inny zwiazek so¬ du lub potasu.Sposób znajduje wytlomaczenie w na¬ stepujacym przykladzie.Miesza sie 1 tanne „Pebble" z 0,6 tom- ny bauksytu i 1,05 tonny normalnego szpa¬ tu polnego i stapia sie te mieszanine w pie¬ cu szybowym lub piecu elektrycznym z do¬ datkiem niezbednej ilosci koksu. Otrzymu¬ je sie zuzel o skladzie w przyblizeniu na¬ stepujacym: 40% CaO, 40% Al2Os, 20% Si02. Nie uwzglednia sie tu zawartosci po¬ piolu.Stosunek tlenku potasu do pieciotlenku fosforu wynosi w tym przypadku mniej wiecej 8%. Stosunek ten nie daje sie juz istotnie podniesc przez dodawanie szpatu polnego, ani przez dodatek chlorku potasu.Dalszy rodzaj wykonania sposobu pole¬ ga na tern, ze jako produkt wyjsciowy u- zywa sie fosforanów glinu, stapiajac je w obecnosci wegla z dodatkiem wapna. Tu¬ taj nastepuje tak samo oddzielenie sie kwa¬ su fosforowego i redukcja jego zapomoca wegla, przyczem powstaje stop o duzej za¬ wartosci' glinki, mogacy byc uzyty albo ja¬ ko cement odlewniczy albo jako produkt wyjsciowy do wytwarzania glinki.Procesy chemiczne, zachodzace przy niniejszem wykonaniu sposobu sa niezna¬ ne. Wydaje sie prawdopodobnem, ze wap¬ no zostaje naprzód zwiazane przez kwas fosforowy, zas przy redukcji kwas fosfo¬ rowy traci zasade i tworzy sie glinian wap¬ niowy.Postepowanie moze byc np. przeprowa¬ dzone w sposób nastepujacy.Fosforan glinu, zawierajacy zelazo i wydobywany w Indjach zachodnich (tak zwany „Redonda") stapia sie w piecu szy¬ bowym lub elektrycznym z póltora do dwóch razy wieksza iloscia koksu, okre¬ slona podlug skladu surowego fosforanu oraz dodatkiem; okolo 6—10% wapna.Koks powinien zawierac okolo 3% wapna.Stapianie prowadzi sie az do chwili, gdy masa stanie sie calkowicie plynna i prze¬ stana sie ze stopu wydzielac gazy. Powsta¬ jace gazy zawierajace fosfor przerabia sie na znanej drodze na fosfor, wzglednie na zwiazki fosforowe. Pozostaly zuzel 'posia¬ da przy wiekszosci fosforanów glinowych —jak np. przy fosforanach glinie jak po¬ datno wyzej (tak zwanych „Redonda")— bez dalszej przeróbki sklad cementu top- niego.Przy bardzo czystych fosforanach glinowych zawartosc glinki wzrasta do ilo¬ sci dopuszczalnej dla cementu; w tym przypadku otrzymane stopy sa bardzo uzy- tecznemi materjalami surowemi do wytwa¬ rzania czystej glinki przy fabrykacji glinu.Gdyby sie -okazalo, ze stop jest bardzo trudno plynny, to mozna go uczynic latwo plynnym przez dodanie alkaljów. W tym przypadku alkalja przechodza podczas ze¬ stalania sie stopu w stan pary i twarza jed¬ noczesnie z ulatniajacemi sie parami kwa¬ su fosforowego fosforany zasadowe. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania cementu od¬ lewniczego i gazów zawierajacych fosfor w piecu szybowym lub elektrycznym, zna- — 3 —mLenny ftem, ze stapia sie fosforany z od- powtiedaiemi ilosciami materjalów, zawie¬ rajacych (glinke, oraz z weglem uzytym w ilosci niezbednej dla procesu redukcji fo¬ sforu.

2. Wykonanie sposobu wedlug izastrz. 1, znamiennie tern, ze jako fosforany moga byc czesciowo lub calkowicie uzyte fosfo¬ ryty o wysokiej zawartosci glinu.

3. Wykonanie sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tern, ze stapia sie fosforany glinu z wapnem oraz weglem,

4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, zna¬ mienny tern, ze dodaja sie zwiazki alkaljów dla bezposredniego Otrzymywania fosfora¬ nów alkalicznych. Wladimir Kyber. Zastepca: Inz. Cz. Raczynski, rzeczrik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL