RU2078031C1 - Method of charge preparing for phosphorus production - Google Patents

Method of charge preparing for phosphorus production Download PDF

Info

Publication number
RU2078031C1
RU2078031C1 RU93006350A RU93006350A RU2078031C1 RU 2078031 C1 RU2078031 C1 RU 2078031C1 RU 93006350 A RU93006350 A RU 93006350A RU 93006350 A RU93006350 A RU 93006350A RU 2078031 C1 RU2078031 C1 RU 2078031C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phosphorus
coke
slag
phosphoric acid
charge
Prior art date
Application number
RU93006350A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93006350A (en
Inventor
О.С. Ковалев
Г.А. Пехотин
Н.Д. Афанасьев
В.М. Осипова
Original Assignee
Волжский государственный научно-исследовательский институт по разработке малоотходной технологии и промышленной экологии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Волжский государственный научно-исследовательский институт по разработке малоотходной технологии и промышленной экологии filed Critical Волжский государственный научно-исследовательский институт по разработке малоотходной технологии и промышленной экологии
Priority to RU93006350A priority Critical patent/RU2078031C1/en
Publication of RU93006350A publication Critical patent/RU93006350A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2078031C1 publication Critical patent/RU2078031C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

FIELD: chemical technology, inorganic chemistry. SUBSTANCE: charge is composed of the ground phosphorus slag and coke (for phosphorus reduction) and phosphoric acid at the following ratio of components, wt.-%: phosphorus slag, 28-47; coke for phosphorus reduction, 8-12; phosphoric acid (90-96%), 45-60. EFFECT: decreased slime formation during charge processing to phosphorus in furnace. 4 cl

Description

Изобретение относится к технологии подготовки фосфатного сырья, процессу производства фосфора, в частности к его окускованию. The invention relates to a technology for the preparation of phosphate raw materials, the process for the production of phosphorus, in particular to its agglomeration.

Известна шихта [1] состоящая из кускового фосфорита (5 50 мм), кварцита (5 25 мм) и кокса (5 20 мм). Перед подачей в печь фосфорит прокаливают при 700 1000oC, кокс и кварцит сушат при 300oC.Known mixture [1] consisting of lump phosphorite (5 50 mm), quartzite (5 25 mm) and coke (5 20 mm). Before being fed into the oven, phosphorite is calcined at 700-1000 ° C, coke and quartzite are dried at 300 ° C.

Недостатком известной шихты является необходимость ее термической обработки, высоки выход шлама при ее переработке в печи на фосфор (450 кг на 1 т фосфора). A disadvantage of the known charge is the need for its heat treatment, high yield of sludge when it is processed in a furnace for phosphorus (450 kg per 1 ton of phosphorus).

Известен способ окускования фосфатных материалов путем агломерации их на колосниковой решетке [2] заключающийся в том, что фосфоритную мелочь смешивают с кварцитом, коксовой мелочи в заданном соотношении. Полученную смесь (шихту) увлажняют, окомковывают и спекают на колосниковой решетке при 1250 1300oC. Полученный спек дробят до требуемой крупности. Затем агломерат совместно с куксовым коксом и кварцитом подают в печь как шихту для получения фосфора.A known method of sintering phosphate materials by agglomerating them on the grate [2] is that phosphorite fines are mixed with quartzite, coke breeze in a predetermined ratio. The resulting mixture (mixture) is moistened, pelletized and sintered on the grate at 1250 1300 o C. The resulting cake is crushed to the required size. Then the agglomerate together with box coke and quartzite is fed into the furnace as a mixture to produce phosphorus.

Недостаток известной шихты необходимость высокотемпературной обработки шихты. При переработке окускованной агломерац. шихты в печи наблюдается большой выход шлама 350 кг на 1 т фосфора. A disadvantage of the known mixture is the need for high-temperature processing of the mixture. When processing agglomerated agglomerates. charge in the furnace there is a large yield of sludge 350 kg per 1 ton of phosphorus.

Известна шихта [3] для агломерации фосфатного сырья, содержащая фосфатное сырье, кокс, кварцит и шлак фосфорного производства при следующем соотношении компонентов, мас. Known charge [3] for the agglomeration of phosphate raw materials containing phosphate raw materials, coke, quartzite and slag phosphorus production in the following ratio of components, wt.

Кокс 5,5 6,5
Шлак фосфорного производства 3 10
Фосфорное сырье Остальное до 100
Недостаток способа состоит в том, что требуется термическая подготовка шихты до 1200 1300oC и большой выход шлама (350 кг на 1 т. фосфора) при переработке шихты в печи на фосфор.
Coke 5.5 6.5
Phosphorus slag 3 10
Phosphorus raw materials The rest is up to 100
The disadvantage of this method is that it requires thermal preparation of the mixture to 1200 1300 o C and a large yield of sludge (350 kg per 1 ton of phosphorus) when processing the mixture in the furnace to phosphorus.

Известен способ агломерации фосфатного сырья [4] заключающийся в том, что с целью повышения прочности агломерата составляют смесь фосфорной кислоты и фосфатного сырья в соотношении (0,1 0,12) 1, которую окатывают, а затем смешивают полученные гранулы с кварцитом и коксом и снова окатывают в присутствии воды, а затем агломерируют. Агломерат дробят до фракции 10 70 мм, смешивают с кварцитом и коксом и подают в печь для получения фосфора. Недостаток требуется термическая подготовка шихты (1200 1300oC) и большой выход шлама (300 кг на 1 т. фосфора) при переработке шихты в печи на фосфор.A known method of agglomeration of phosphate raw materials [4] consisting in the fact that in order to increase the strength of the agglomerate, a mixture of phosphoric acid and phosphate raw materials in the ratio of (0.1 0.12) 1, which is dipped, and then the obtained granules are mixed with quartzite and coke and again doused in the presence of water and then agglomerated. The agglomerate is crushed to a fraction of 10 70 mm, mixed with quartzite and coke and fed to the furnace to produce phosphorus. The disadvantage is the thermal preparation of the charge (1200 1300 o C) and a large yield of sludge (300 kg per 1 ton of phosphorus) when processing the charge in the furnace to phosphorus.

Известен способ (прототип) окускования фосфатного сырья [5] заключающийся в том, что при агломерации фосфоритной мелочи получающийся возврат (мелкий агломерат) не возвращают, как обычно, в процессе агломерации, а смешивают с 45 -ной фосфорной кислотой, подаваемой в количестве 10 мас. брикетируют при давлении 20 30 МПа и термообрабатывают при 300 400oC.A known method (prototype) of agglomeration of phosphate raw materials [5] is that during agglomeration of phosphorite fines, the resulting return (small agglomerate) is not returned, as usual, in the process of agglomeration, but is mixed with 45% phosphoric acid supplied in an amount of 10 wt. . briquetted at a pressure of 20 30 MPa and heat treated at 300 400 o C.

Недостатком способа является то, что при нем требуется прессовое оборудование и термическая обработка брикетов, а также большой выход шлама (350 кг на 1 тонну фосфора) при переработке брикетов в печи на фосфор. The disadvantage of this method is that it requires press equipment and heat treatment of briquettes, as well as a large output of sludge (350 kg per 1 ton of phosphorus) when processing briquettes in a furnace for phosphorus.

Основополагающей причиной образования большого количества шлама является следующее. При электровозгонке фосфора в электропечах средняя температура возгонки фосфора составляет около 1800oC, однако, при работе печи на фосфатном сырье, имеют место локальные перегревы до 2500oC и даже выше. Это объясняется тем, что печь не полностью работает в режиме "сопротивления", а в отдельных местах имеет место дуговой режим, в которых и происходит разогрев реакционной массы выше требуемой температуры, т.е. между осадительным и коронирующим электродами происходит как бы пробой. Следствием локальных перегревов является интенсивное испарение ряда компонентов фосфатного сырья, которые затем конденсируются и попадают в товарный фосфор, что и приводит к содержанию в последнем большого количества шлама. Кроме того, при высоких температурах происходит образование фосфорорганических соединений, которые также попадают в товарный фосфор, из-за чего происходит загрязнение его ограникой.The underlying cause of the formation of large quantities of sludge is the following. When phosphorus is electrically sublimated in electric furnaces, the average temperature of phosphorus sublimation is about 1800 o C, however, when the furnace is operating on phosphate raw materials, local overheating up to 2500 o C and even higher takes place. This is explained by the fact that the furnace does not fully operate in the “resistance” mode, and in some places there is an arc mode in which the reaction mass is heated above the required temperature, i.e. between the precipitation and corona electrodes, a breakdown occurs. The result of local overheating is the intensive evaporation of a number of components of the phosphate feedstock, which then condense and fall into commercial phosphorus, which leads to the large amount of sludge in the latter. In addition, the formation of organophosphorus compounds occurs at high temperatures, which also enter the marketable phosphorus, which causes pollution of its border.

С целью упрощения окускования фосфатного сырья и уменьшения выделения шлама в процессе переработки шихты в печи на фосфор шихта составляется из совместно молотых до фракции 1 0 мм фосфорного шлака и кокса, а также фосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. In order to simplify the phosphate raw material sintering and reduce sludge evolution during the processing of the charge in the furnace to phosphorus, the charge is composed of phosphorus slag and coke, as well as phosphoric acid, ground to a fraction of 0 mm, in the following ratio of components, wt.

Фосфорный шлак 28 47
Кокс 8 12
Фосфорная кислота (90,0 96,0) 45 60
Фосфорный шлак и кокс предварительно перемешивают и подвергают помолу до крупности 1,0 0,0 мм, затем добавляют фосфорную кислоту и перемешивают. Смесь формуют и выдерживают на воздухе 1 2 ч до затвердевания, а затем измельчают до крупности 5 70 мм.
Phosphorus Slag 28 47
Coke 8 12
Phosphoric Acid (90.0 96.0) 45 60
Phosphoric slag and coke are pre-mixed and ground to a particle size of 1.0-0.0 mm, then phosphoric acid is added and mixed. The mixture is molded and held in air for 1 to 2 hours until solidified, and then ground to a particle size of 5–70 mm.

Полученная шихта по физическим и химическим характеристикам не уступает известным шихтам. Так, при испытании ее в стандартном барабане выход мелочи -0,5 мм составляет 5 а выход фракции +5 мм 80,0
Содержание основного компонента P2O5 составляет 28 37% модуль кислотности

Figure 00000001
.The resulting mixture in physical and chemical characteristics is not inferior to the known mixture. So, when testing it in a standard drum, the yield of fines -0.5 mm is 5 and the output of the fraction +5 mm is 80.0
The content of the main component P 2 O 5 is 28 37% acidity module
Figure 00000001
.

Резкое уменьшение образования шлама (до 50 кг на 1 т фосфора) при переработке данной шихты электротермическим способом позволяет получить особо чистый фосфор, особенно по таким компонентам, как мышьяк и тяжелые металлы. A sharp decrease in the formation of sludge (up to 50 kg per 1 ton of phosphorus) during the processing of this charge by the electrothermal method allows to obtain especially pure phosphorus, especially for such components as arsenic and heavy metals.

Пример 1. Берут фосфорный шлак, содержащий, мас. н.о. 40,8; CaO 49,2; MgO 2,68; Al2O3 2,06; P2O5 1,0 в количестве 80 кг. К шлаку добавляют металлургический кокс в количестве 20 кг. Шлак и кокс измельчают в шаровой мельнице до крупности 1,0 0 мм. В измельченную смесь (шлак и кокс) вводят 100 кг концентрированной (92) фосфорной кислоты и перемешивают. Получают раствор по цвету и свойствам, напоминающий бетонный раствор. Раствор распределяют по формам, где он затвердевает в течение 1 ч. Затем сформованный материал додрабливают на щековой дробилке до крупности 5 - 70 мм.Example 1. Take phosphoric slag containing, by weight. but. 40.8; CaO 49.2; MgO 2.68; Al 2 O 3 2.06; P 2 O 5 1.0 in an amount of 80 kg. Metallurgical coke in the amount of 20 kg is added to the slag. Slag and coke are crushed in a ball mill to a particle size of 1.0 0 mm. 100 kg of concentrated (92) phosphoric acid are added to the ground mixture (slag and coke) and mixed. Get the solution in color and properties, reminiscent of a concrete solution. The solution is distributed in the forms where it hardens within 1 hour. Then, the formed material is finished on the jaw crusher to a particle size of 5 - 70 mm.

Полученный кусок имеет прочность 0,5 мм 5,0% +5,0 мм 80 содержит P2O5 30,0 мас. модуль кислотности Мк 0,8.The resulting piece has a strength of 0.5 mm 5.0% + 5.0 mm 80 contains P 2 O 5 30.0 wt. acidity modulus M to 0.8.

Шихту в количестве 200 кг испытывают в руднотермической печи мощностью 200 кВт. По техническим причинам (шихта частично для подпора должна находиться с устройстве загрузки) из такого количества шихты представляется возможным восстановить 100 кг шихты. Получено 11 кг фосфора и 0,520 кг шлама. The charge in the amount of 200 kg is tested in an ore-thermal furnace with a capacity of 200 kW. For technical reasons (the charge should be partially located with the loading device), it is possible to recover 100 kg of the charge from such a quantity of charge. Received 11 kg of phosphorus and 0.520 kg of sludge.

Пример 2. Берут фосфорный шлак, кокс и фосфорную кислоту, что в примере 1, но в следующем количестве, кг:
Фосфорный шлак 56
Кокс 24
Фосфорная кислота 120
Подготовка шихты та же, что в примере 1. Полученный кусок имеет прочность,
-0,5 мм 6
+5 мм 78
P2O5 в куске 37
При восстановлении 100 кг шихты получают 13 кг фосфора и 0,65 кг шлама.
Example 2. Take phosphoric slag, coke and phosphoric acid, as in example 1, but in the following quantity, kg:
Phosphorus Slag 56
Coke 24
Phosphoric Acid 120
The preparation of the mixture is the same as in example 1. The resulting piece has strength,
-0.5 mm 6
+5 mm 78
P 2 O 5 in piece 37
When recovering 100 kg of the charge, 13 kg of phosphorus and 0.65 kg of sludge are obtained.

Пример 3. Исходный материал и подготовка шихты те же. Материалы для составления шихты берут в следующем количестве, кг:
Шлак 94
Кокс 16
Фосфорная кислота 90
Полученный кусок имеет прочность,
-0,5 мм 6,5
+5 мм 77
Шихта содержит P2O5 в количестве 28
При восстановлении 100 кг шихты получают фосфора 10 кг и шлама 0,5 кг.
Example 3. The source material and the preparation of the mixture are the same. Materials for the preparation of the charge taken in the following quantity, kg:
Slag 94
Coke 16
Phosphoric Acid 90
The resulting piece has strength,
-0.5 mm 6.5
+5 mm 77
The mixture contains P 2 O 5 in the amount of 28
When recovering 100 kg of the mixture receive phosphorus 10 kg and sludge of 0.5 kg.

Экспериментально установлено, что при использовании в шихте фосфорной кислоты менее 45 мас. достаточно прочный кусок не получается и дальнейшее его использование в печи невозможно. It was experimentally established that when using phosphoric acid in a charge of less than 45 wt. a sufficiently strong piece does not work and its further use in the furnace is impossible.

Пример 4. Материалы и подготовка шихты те же, что и в примере 1, но соотношение материалов следующее, кг:
Шлак 106
Кокс 14
Фосфорная кислота 80
Полученный кусок непрочный, рассыпается, для использования на восстановление из него фосфора электротермическим способом не пригоден.
Example 4. The materials and preparation of the mixture are the same as in example 1, but the ratio of materials is as follows, kg:
Slag 106
Coke 14
Phosphoric Acid 80
The resulting piece is fragile, crumbles, is not suitable for use in the restoration of phosphorus from it by an electrothermal method.

При использовании в шихте фосфорной кислоты более 60 кусок не получается, масса расплывается, и использование ее в печи невозможно (пример 5). When using phosphoric acid in a charge of more than 60, a piece does not work out, the mass spreads, and its use in the furnace is impossible (example 5).

Пример 5. Материалы и подготовка шихты те же, что и в примере 1. На составление шихты подают материалы в следующем количестве, кг:
Шлак 49
Кокс 21
Фосфорная кислота 130
Подготовленная по способу, как в примере 1, шихта расплывается, не затвердевает.
Example 5. The materials and preparation of the charge are the same as in example 1. For the preparation of the charge serves materials in the following quantity, kg:
Slag 49
Coke 21
Phosphoric Acid 130
Prepared by the method as in example 1, the mixture spreads, does not harden.

Для использования в электротермическом переделе не пригодна. Причиной этого является, по-видимому, излишек кислоты по сравнению с ее количеством, необходимым на реакцию со шлако-коксовой смесью. For use in the electrothermal conversion is not suitable. The reason for this is, apparently, an excess of acid compared with the amount necessary for the reaction with a slag-coke mixture.

Таким образом, установлено, что предлагаемая шихта для получения фосфора обеспечивает получение достаточно прочного фосфатного куска, при использовании которого в электротермическом переделе резко снижается выход шламов. Приведена сравнительная таблица (см. в конце текста). Thus, it was found that the proposed mixture for the production of phosphorus provides a sufficiently strong phosphate lump, when used in the electrothermal redistribution of sharply reduced sludge output. A comparative table is given (see the end of the text).

Claims (3)

1. Способ приготовления шихты для получения фосфора, включающий составление шихты путем смешения фосфорсодержащего сырья с коксом и фосфорной кислотой, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего сырья используют фосфорный шлак из электропечи фосфорного производства при следующем соотношении компонентов, мас. 1. The method of preparation of the mixture to obtain phosphorus, including the preparation of the mixture by mixing phosphorus-containing raw materials with coke and phosphoric acid, characterized in that as phosphorus-containing raw materials use phosphoric slag from a phosphorus furnace in the following ratio of components, wt. Фосфорный шлак 23 47
Кокс 8 12
Фосфорная кислота 45 60
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фосфорный шлак и кокс предварительно перемешивают и подвергают помолу до крупности менее 1 мм.
Phosphorus Slag 23 47
Coke 8 12
Phosphoric acid 45 60
2. The method according to p. 1, characterized in that the phosphorus slag and coke are pre-mixed and subjected to grinding to a particle size of less than 1 mm
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в молотый шлак и кокс добавляют фосфорную кислоту и перемешивают. 3. The method according to p. 1, characterized in that phosphoric acid is added to the ground slag and coke and mixed. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемешанную шихту формуют и выдерживают на воздухе до затвердевания, а затем измельчают до крупности 5 - 70 мм. 4. The method according to p. 1, characterized in that the mixed charge is molded and held in air until solidified, and then crushed to a particle size of 5 - 70 mm
RU93006350A 1993-02-03 1993-02-03 Method of charge preparing for phosphorus production RU2078031C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93006350A RU2078031C1 (en) 1993-02-03 1993-02-03 Method of charge preparing for phosphorus production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93006350A RU2078031C1 (en) 1993-02-03 1993-02-03 Method of charge preparing for phosphorus production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93006350A RU93006350A (en) 1996-03-20
RU2078031C1 true RU2078031C1 (en) 1997-04-27

Family

ID=20136683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93006350A RU2078031C1 (en) 1993-02-03 1993-02-03 Method of charge preparing for phosphorus production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2078031C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Ершов В.А., Белов В.Н. Технология фосфора. - Л.: Химия, 1979. 2. Шумаков Н.С., Кунаев А.М. Агломерация фосфоритов. - Алма-Ата: Наука, 1982. 3. Авторское свидетельство СССР N 1096209, кл. C 01B 25/01, 1982. 4. Авторское свидетельство СССР N 742376, кл. C 01B 25/01, 1980. 5. Авторское свидетельство СССР N 1470662, кл. C 01B 25/01, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101012496A (en) Method for extracting vanadium pentoxide from stone coal
RU2264435C2 (en) Coal briquettes for reductive melting process and a method for manufacture thereof
CN1413174A (en) Method for producing glass and glass produced thereby
RU2078031C1 (en) Method of charge preparing for phosphorus production
JP4950527B2 (en) Coke manufacturing method and pig iron manufacturing method
CN104755659B (en) Improved carbon electrode manufacture
GB2211512A (en) Briquetting process
KR20110108993A (en) A production method of briquette using waste materials of steel making, and briquette produced by the same
KR100905581B1 (en) Coal Briquettes For Iron and Steel Making Process, Method Of Manufacturing Thereof
CN110431245A (en) The manufacturing method of manganese metal
RU2123029C1 (en) Carbon-containing briquet and method of manufacture thereof
RU2151738C1 (en) Charge for production of silicon and method of preparing molding material for production of silicon
GB2075909A (en) Production of abrasion-resistant pressed articles mainly consisting of metal
CA1302682C (en) Utilization of phosphorus containing by-products
CN111944994B (en) Preparation method of manganese-containing powder pressed pellet with self-reducing performance
CN110402294A (en) The manufacturing method of manganese metal
RU2717758C1 (en) Method of producing granular metallic iron
RU2078032C1 (en) Method of preparing the charge to phosphorus sublimation
JPH0948977A (en) Production of blast furnace coke
SU1043106A1 (en) Batch for pelletizing phosphate raw material
US1701286A (en) Briquetted charge and process for producing phosphorus and potash therefrom
CA1335752C (en) Agglomerated phosphate furnace charge
CA1309570C (en) Phosphate feed material for phosphorus electric furnaces
US4822583A (en) Phosphate feed material for phosphorus electric furnaces and production of same
KR100299446B1 (en) Manufacturing method of raw coke material using fine coke dust