RU2078032C1 - Method of preparing the charge to phosphorus sublimation - Google Patents

Method of preparing the charge to phosphorus sublimation Download PDF

Info

Publication number
RU2078032C1
RU2078032C1 RU94021679A RU94021679A RU2078032C1 RU 2078032 C1 RU2078032 C1 RU 2078032C1 RU 94021679 A RU94021679 A RU 94021679A RU 94021679 A RU94021679 A RU 94021679A RU 2078032 C1 RU2078032 C1 RU 2078032C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
phosphate
briquettes
phosphorus
mixture
Prior art date
Application number
RU94021679A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94021679A (en
Inventor
Г.А. Пехотин
А.П. Новлянский
В.М. Осипова
О.С. Ковалев
Н.Д. Афанасьев
Н.Б. Николев
В.А. Корнелаев
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 RU94021679A priority Critical patent/RU2078032C1/en
Publication of RU94021679A publication Critical patent/RU94021679A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2078032C1 publication Critical patent/RU2078032C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemical technology, inorganic chemistry. SUBSTANCE: method involves making the charge from phosphate fines (fraction size below 10 mm), metallurgic coke and quartzite, mixing with binding agent, briquetting and thermic treatment of briquets. Charge is mixed with binding agent on acid or alkaline base in the presence of addition of monosodium phosphate or monopotassium phosphate, or trisodium phosphate taken at amount 0.1-0.4% of binding agent mass. Briquetting is carried out by pressing under specific pressure 20-44 MPa. Size of the formed briquets is 70 mm. Thermic treatment is carried out at 150-300 C for 30-60 min. EFFECT: improved method of charge preparing. 2 cl

Description

Изобретение относится к технике подготовки сырьевых материалов для электротермического производства фосфора. The invention relates to techniques for the preparation of raw materials for the electrothermal production of phosphorus.

Известен способ подготовки шихты к возгонке фосфора (Ершов В.А. Белов В. Н. Технология фосфора, Л. Химия, 1979, с. 72-81, 103-167), заключающийся в том, что товарное рудно-топливное сырье перед подачей на сушку или обжиг, а также после того сортируют, отделяя мелочь (менее 10 мм) от фосфорита, менее 5 мм от кварцита и кокса. Отсев мелочи относят к разряду отходов. По верхнему пределу принимают размер для фосфорита 70 мм, кварцита 70 мм и кокса 20 мм. A known method of preparing the mixture for sublimation of phosphorus (Ershov V.A. Belov V.N. Technology of phosphorus, L. Chemistry, 1979, S. 72-81, 103-167), which consists in the fact that commodity ore-fuel raw materials before feeding for drying or firing, and also after that sorted, separating fines (less than 10 mm) from phosphorite, less than 5 mm from quartzite and coke. Screening of little things is classified as waste. The upper limit is taken for the size of phosphorite 70 mm, quartzite 70 mm and coke 20 mm.

Известно, что скорость процесса восстановления фосфора прямопропорционально зависит от поверхности шихты и определяется природой исходных материалов, температурой, модулем кислотности, т.е. чем выше поверхность компонентов в единице объема, тем выше скорость восстановления. Общими признаками известного технического решения и заявляемого является составление шихты из фосфорита, кварцита и кокса. It is known that the rate of phosphorus reduction process is directly proportional to the charge surface and is determined by the nature of the starting materials, temperature, acidity modulus, i.e. the higher the surface of the components per unit volume, the higher the recovery rate. Common features of the known technical solution and the claimed is the preparation of a mixture of phosphorite, quartzite and coke.

Шихта по известному способу состоит из 75% фосфорита, 10% кварцита и 15% кокса. Следовательно, средневзвешенный диаметр гранулы шихты составляет

Figure 00000001

Площадь поверхности средней гранулы составила
S=πD 2 с.в. = 3,14•362= 4069 мм2= 40,7 см2.
Объем гранулы
Figure 00000002

Удельная поверхность гранулы, отнесенная к ее объему, составит
Figure 00000003

что является малой величиной.The mixture according to the known method consists of 75% phosphorite, 10% quartzite and 15% coke. Therefore, the weighted average diameter of the granules of the charge is
Figure 00000001

The surface area of the middle granule was
S = πD 2 sv = 3.14 • 36 2 = 4069 mm 2 = 40.7 cm 2 .
Granule volume
Figure 00000002

The specific surface of the granule, referred to its volume, will be
Figure 00000003

which is a small quantity.

Необходимо в зоне восстановления повысить удельную поверхность за счет уменьшения размера гранул, что не представляется возможным в известном способе. It is necessary in the recovery zone to increase the specific surface by reducing the size of the granules, which is not possible in the known method.

Известен способ грануляции фосфоритовой мелочи (авт.св. СССР N 657838, кл. C 01 B 25/01, Бюллетень N 15, 1979, с.16) путем ее окатывания или брикетирования в присутствии кислых фосфатов щелочных или щелочно-земельных металлов в качестве связующего при их соотношении (1-5):1. Кислые фосфаты щелочных и щелочно-земельных металлов берут в количестве 0,5-5,0% отвеса фосфоритовой мелочи при pH 3-6. Брикеты получают прессованием при удельном давлении 50 МПа, максимальный размер брикета 70 мм. Брикеты термообрабатывают при температуре 700oC.A known method of granulation of phosphorite fines (ed. St. USSR N 657838, class C 01 B 25/01, Bulletin N 15, 1979, p.16) by pelletizing or briquetting in the presence of acid phosphates of alkali or alkaline earth metals binder with their ratio (1-5): 1. Acidic phosphates of alkali and alkaline earth metals are taken in an amount of 0.5-5.0% plumb phosphorite fines at pH 3-6. Briquettes are obtained by pressing at a specific pressure of 50 MPa, the maximum briquette size is 70 mm. Briquettes are heat treated at a temperature of 700 o C.

Недостаток: высокая температура термообработки, высокое удельное давление прессования, шихта из брикетов при достижении высоких температур в зоне восстановления имеет малую удельную поверхность
S=3,14•72=154 см2,
V=179 см3,
S:V=154:179=0,86 см-1.
Disadvantage: high heat treatment temperature, high specific pressing pressure, the mixture of briquettes when it reaches high temperatures in the recovery zone has a small specific surface
S = 3.14 • 7 2 = 154 cm 2 ,
V = 179 cm 3 ,
S: V = 154: 179 = 0.86 cm -1 .

Средневзвешенный диаметр шихты составляет Dс.в.=7 см.The weighted average diameter of the charge is D st. = 7 cm.

Известен способ (прототип) окускования фосфоритной мелочи (авт. св. СССР N 230795, кл. 121, 25/02, БИ N 35, 1968) путем смешения фосфорита с кремнесодержащим материалом, обжига этой смеси при 750-950oC, дальнейшего измельчения этой смеси и смешивания с измельченным углем или коксом. Далее шихту увлажняют, формуют, получая брикеты размером 70 мм, и подвергают водотепловой обработке. Водотепловую обработку проводят в пропарочных камерах при температуре пара 80-90oC в течение 2-3 ч или в автоклавах при 170oC и давлении 2-8 атм.A known method (prototype) of agglomeration of phosphate rock fines (ed. St. USSR N 230795, class 121, 25/02, BI N 35, 1968) by mixing phosphorite with a silicon-containing material, roasting this mixture at 750-950 o C, further grinding this mixture and mixing with powdered coal or coke. Next, the mixture is moistened, molded, receiving briquettes of size 70 mm, and subjected to thermal treatment. Water-heat treatment is carried out in steaming chambers at a steam temperature of 80-90 o C for 2-3 hours or in autoclaves at 170 o C and a pressure of 2-8 atm.

Недостаток: сложность термообработки брикетов -обжиг, пропарка, при температурах восстановления фосфора поверхность шихты из этих брикетов невысокая, удельная поверхность

Figure 00000004

Целью изобретения является увеличение поверхности компонентов шихты в восстановительной зоне печи.Disadvantage: the difficulty of heat treatment of briquettes is firing, steaming, at temperatures of phosphorus reduction, the surface of the mixture of these briquettes is low, the specific surface
Figure 00000004

The aim of the invention is to increase the surface of the components of the charge in the recovery zone of the furnace.

Цель достигается тем, что поверхность шихты в восстановительной зоне печи регулируют следующим способом: составляют исходную шихту из фосфорита, кварцита, кокса крупностью 0-10 мм, смешивают со связующим на кислой или щелочной основе с добавкой к нему от 0,1 до 0,4% от веса связующего мононатрийфосфата или монокалийфосфата или тринатрийфосфата, брикетируют при удельном давлении прессования 20-44 МПа, сушат при температуре 150-300oC в течение 30-60 мин, получают брикеты прочностью на раздавливание выше 10,0 МПа и максимальным размером 70 мм. Брикеты загружают в печь и при достижении зоны восстановления фосфора разрушают на исходные фракции компонентов (т.е. брикеты разрушаются сами вследствие прекращения действия сил сцепления между частицами).The goal is achieved in that the surface of the charge in the reduction zone of the furnace is regulated in the following way: make up the initial charge of phosphorite, quartzite, coke with a particle size of 0-10 mm, mix with a binder on an acid or alkaline basis with the addition of from 0.1 to 0.4 % of the weight of the binder monosodium phosphate or monopotassium phosphate or trisodium phosphate, briquetted at a specific pressure of 20-44 MPa, dried at a temperature of 150-300 o C for 30-60 minutes, briquettes with crushing strength above 10.0 MPa and a maximum size of 70 mm are obtained . Briquettes are loaded into the furnace and, upon reaching the recovery zone of phosphorus, they are destroyed into the initial fractions of the components (i.e., the briquettes are destroyed by themselves due to the cessation of the adhesion forces between the particles).

Пример 1. Берут отсевы 0-10 мм фосфорита, кварцита и кокса, составляют шихту из 75% фосфорита, 10% кварцита, 15% кокса. Шихту увлажняют до 3% добавляют 5,0% комплексного лигносульфоната и добавляют 0,4% от количества лигносульфоната тринатрийфосфата, тщательно перемешивают. Перемешанную шихту прессуют на гидравлическом прессе ПСУ-10-50 в пресс-форме ⌀70 мм при удельном усилии прессования 44 МПа. Брикеты подвергают термической обработке: сушат при температуре 300oC в течение 60 мин. Определяют прочность брикета на раздавливание получают (250-300) кг/см2.Example 1. Take screenings 0-10 mm of phosphorite, quartzite and coke, make up a mixture of 75% phosphorite, 10% quartzite, 15% coke. The mixture is moistened to 3%, 5.0% of the complex lignosulfonate is added and 0.4% of the amount of trisodium phosphate lignosulfonate is added, mixed thoroughly. The mixed charge is pressed on a hydraulic press PSU-10-50 in a mold of ⌀70 mm with a specific pressing force of 44 MPa. The briquettes are subjected to heat treatment: dried at a temperature of 300 o C for 60 minutes The crush strength of the briquette is determined to obtain (250-300) kg / cm 2 .

Брикеты на специальной подставке устанавливают в лабораторную шахтную электропечь, подводят азот и нагревают со скоростью подъема температуры, по времени соответствующей ее подъему при сходе шихты в промышленной рудно-термической печи. При превышении температуры 1200oC брикеты распадаются на исходные фракции компонентов шихты. При этом средневзвешенный диаметр гранулы шихты Dс.в.= 4,7 мм ≈ 0,47 см, поверхность гранулы S=0,69 см2, объем гранулы V= 0,054 см3. Объем гранулы по отношению к объему гранулы по известному способу уменьшается в 24,4:0,054=452 раза. Следовательно, поверхность шихты по предлагаемому способу в объеме, занимаемом гранулой по известному способу, составит 0,69•452= 312 см2. Или удельная поверхность шихты по предлагаемому способу (поверхность, отнесенная к равному объему по известному способу) составляет

Figure 00000005
, что в 7,7 раза выше, чем в известном способе.Briquettes on a special stand are installed in a laboratory shaft electric furnace, nitrogen is supplied and heated at a rate of temperature rise corresponding in time to its rise when the charge descends in an industrial ore-thermal furnace. When the temperature exceeds 1200 o C, the briquettes decompose into the initial fractions of the components of the mixture. In this case, the weighted average diameter of the charge granule D r.v. = 4.7 mm ≈ 0.47 cm, the surface of the granule S = 0.69 cm 2 , the volume of the granule V = 0.054 cm 3 . The volume of the granule in relation to the volume of the granule by a known method is reduced by 24.4: 0.054 = 452 times. Therefore, the surface of the mixture according to the proposed method in the volume occupied by the granule according to the known method, will be 0.69 • 452 = 312 cm 2 . Or the specific surface of the mixture according to the proposed method (the surface assigned to an equal volume by the known method) is
Figure 00000005
that is 7.7 times higher than in the known method.

Объем гранулы по отношению к объему гранулы по прототипу уменьшается в 179:0,054 ≃ 3300 раз. Поверхность шихты по предлагаемому способу в объеме гранулы по прототипу составит 0,69•3300 ≃ 2200 см2. Или удельная поверхность шихты по предлагаемому способу (поверхность, отнесенная к равному объему по прототипу) составляет 2200:179=12,3 см-1, что в 14,3 (12,3:0,86) раза выше.The volume of the granule in relation to the volume of the granule of the prototype decreases by 179: 0.054 ≃ 3300 times. The surface of the mixture according to the proposed method in the volume of granules according to the prototype will be 0.69 • 3300 ≃ 2200 cm 2 . Or, the specific surface area of the charge according to the proposed method (the surface assigned to an equal volume according to the prototype) is 2200: 179 = 12.3 cm -1 , which is 14.3 (12.3: 0.86) times higher.

Пример 2. Как и в примере 1, готовят шихту, увлажняют, добавляют 5% комплексного лигносульфоната и 0,1% от количества лигносульфоната тринатрийфосфата, перемешивают. Перемешанную шихту прессуют на гидравлическом прессе в пресс-форме ⌀ - 70 мм при удельном усилии прессовании 20 МПа. Брикеты сушат при температуре 150oC в течение 30 мин. Испытывают брикеты на раздавливание, получают 150 кг/см2. Затем брикеты испытывают, как в примере 1, при нагреве. При температуре свыше 1200oC брикеты рассыпались на 25% При этом Dс.в.=28,11 мм= 2,8 см, S=24,8 см2, V=11,6 см3. Поверхность шихты по предлагаемому способу в объеме гранулы по известному способу составляет S=52,1 см2. Удельная поверхность 52,1: 24,4=2,13 см-1 выше, чем в известном способе. Поверхность шихты по предлагаемому способу в объеме гранулы по прототипу составляет

Figure 00000006
. Удельная поверхность
Figure 00000007
, выше, чем по прототипу, в 2,1:0,86=2,5 раза.Example 2. As in example 1, the mixture is prepared, moistened, 5% of the complex lignosulfonate and 0.1% of the amount of trisodium phosphate lignosulfonate are added, mixed. The mixed charge is pressed on a hydraulic press in the mold ⌀ - 70 mm with a specific pressing force of 20 MPa. The briquettes are dried at a temperature of 150 o C for 30 minutes Crush briquettes are tested, get 150 kg / cm 2 . Then the briquettes are tested, as in example 1, when heated. At temperatures above 1200 o C, the briquettes scattered by 25%. At the same time, D st. = 28.11 mm = 2.8 cm, S = 24.8 cm 2 , V = 11.6 cm 3 . The surface of the mixture according to the proposed method in the volume of the granules by the known method is S = 52.1 cm 2 . The specific surface area of 52.1: 24.4 = 2.13 cm -1 higher than in the known method. The surface of the mixture according to the proposed method in the volume of granules according to the prototype is
Figure 00000006
. Specific surface area
Figure 00000007
, higher than the prototype, 2.1: 0.86 = 2.5 times.

Пример 3. Как в примере 1, готовят шихту, увлажняют, добавляют комплексный лигносульфонат, но тринатрийфосфата добавляют в количестве 0,25% от количества лигносульфоната. Брикетируют при удельном давлении прессования 32 МПа. Брикеты сушат при температуре 225oC в течение 45 мин. Получают брикеты прочностью на раздавливание 200 кг/см2. Брикеты, как в примере 1, испытывают при нагреве.Example 3. As in example 1, the mixture is prepared, moistened, complex lignosulfonate is added, but trisodium phosphate is added in an amount of 0.25% of the amount of lignosulfonate. Briquetted at a specific pressing pressure of 32 MPa. The briquettes are dried at a temperature of 225 o C for 45 minutes Get briquettes crushing strength of 200 kg / cm 2 . Briquettes, as in example 1, are tested when heated.

При температуре свыше 1200oC брикеты рассыпались на 50% При этом получены Dс.в.=2 см, S=12,6 см2, V=4,4 см3.At temperatures above 1200 o C briquettes were scattered on a 50% D Thus obtained d.s. = 2 cm, S = 12.6 cm 2 , V = 4.4 cm 3 .

Поверхность шихты по предлагаемому способу в объеме гранулы по известному способу составила S= 69,3 см2. Удельная поверхность шихты в объеме гранулы по известному способу

Figure 00000008
. Поверхность шихты по предлагаемому способу в объеме гранулы про прототипу составляет
Figure 00000009
Удельная поверхность
Figure 00000010
, что в 2,9:0,86=3,4 раза выше, чем по прототипу.The surface of the mixture according to the proposed method in the volume of the granules by the known method was S = 69.3 cm 2 . The specific surface of the mixture in the volume of the granule by a known method
Figure 00000008
. The surface of the mixture according to the proposed method in the volume of granules about the prototype is
Figure 00000009
Specific surface area
Figure 00000010
, which is 2.9: 0.86 = 3.4 times higher than the prototype.

Подготовка шихты к возгонке фосфора по предлагаемому способу с параметрами выше или ниже указанных пределов ограничиваются показателями удельной поверхности шихты в зоне восстановления: ниже нижнего предела - известным способом, выше верхнего предела показателями примера 1. The preparation of the mixture for sublimation of phosphorus by the proposed method with parameters above or below the specified limits is limited by the specific surface area of the mixture in the recovery zone: below the lower limit - in a known manner, above the upper limit by the indicators of example 1.

Claims (2)

1. Способ подготовки шихты к возгонке фосфора, включающий ее составление из фосфатной мелочи фракции до 10 мм, металлургического кокса и кварцита, смешение со связующим, брикетирование и термообработку брикетов, отличающийся тем, что шихту смешивают со связующим на кислой или щелочной основе в присутствии добавки мононатрийфосфата, или монокалийфосфата, или тринатрийфосфата, взятой в количестве 0,1 0,4 от массы связующего, а брикетирование осуществляют прессованием при удельном давлении 20 44 МПа с получением брикетов размером 70 мм и термообработку осуществляют при 150 - 300oС в течение 30 60 мин.1. The method of preparing the charge for sublimation of phosphorus, including its compilation of phosphate fines fraction up to 10 mm, metallurgical coke and quartzite, mixing with a binder, briquetting and heat treatment of briquettes, characterized in that the mixture is mixed with a binder on an acidic or alkaline basis in the presence of additives monosodium phosphate, or monopotassium phosphate, or trisodium phosphate, taken in an amount of 0.1 to 0.4 by weight of the binder, and briquetting is carried out by pressing at a specific pressure of 20 44 MPa to obtain briquettes of 70 mm in size and thermal Botko carried out at 150 - 300 o C for 30 to 60 min. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве связующего используют фосфорную кислоту, или фосфорсодержащие шламы, или коттрельное молоко, или комплексный лигносульфонат, или жидкое стекло с модулем основности 2,5 3,0. 2. The method according to p. 1, characterized in that phosphoric acid, or phosphorus-containing sludge, or boiler milk, or complex lignosulfonate, or liquid glass with a base modulus of 2.5 to 3.0 are used as a binder.
RU94021679A 1994-06-08 1994-06-08 Method of preparing the charge to phosphorus sublimation RU2078032C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94021679A RU2078032C1 (en) 1994-06-08 1994-06-08 Method of preparing the charge to phosphorus sublimation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94021679A RU2078032C1 (en) 1994-06-08 1994-06-08 Method of preparing the charge to phosphorus sublimation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94021679A RU94021679A (en) 1996-06-10
RU2078032C1 true RU2078032C1 (en) 1997-04-27

Family

ID=20156997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94021679A RU2078032C1 (en) 1994-06-08 1994-06-08 Method of preparing the charge to phosphorus sublimation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2078032C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650162C2 (en) * 2013-06-04 2018-04-09 Сычуань Ко Чанг Технолоджи Ко., Лтд Raw material of composite pellets used in kiln phosphoric acid process and forming method therefor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Ершов В.А., Белов В.Н. Технология фосфора. - Л.: Химия, 1979, с.72 - 81. 2. Авторское свидетельство СССР N 657838, кл. C 01B 25/01, 1979. 3. Авторское свидетельство СССР N 230795, кл. C 01B 25/01, 1968. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650162C2 (en) * 2013-06-04 2018-04-09 Сычуань Ко Чанг Технолоджи Ко., Лтд Raw material of composite pellets used in kiln phosphoric acid process and forming method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
RU94021679A (en) 1996-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kapur Balling and granulation
KR20080100479A (en) Production of iron using environmentally-benign renewable or recycled reducing agent
KR101602926B1 (en) Method for Manufacturing Synthetic Zeolites using Gangue
RU2078032C1 (en) Method of preparing the charge to phosphorus sublimation
AU598733B2 (en) A process for agglomerating mineral ore concentrate utilizing emulsions of polymer binders or dry polymer binders
US2808325A (en) Process of refining pulverized metallic ores involving the production and use of ore pellets
US3531250A (en) Process for utilizing phosphate sludge
CN101395249A (en) Process for production of coke and process for production of pig iron
US2170601A (en) Process of producing material for purifying liquids
PL116861B1 (en) Method of manufacturing formed coke
US2623243A (en) Method of agglomeration
US3522338A (en) Method for hot briquetting calcium phosphate ore
US4153441A (en) Process for making magnesium potassium ammonium phosphate
SU1470662A1 (en) Method of nodulizing initial phosphate materials
RU2217511C1 (en) Method of preparation of oily charging materials in form of briquettes for melting
RU2078031C1 (en) Method of charge preparing for phosphorus production
US2789894A (en) Pelletizing high-mositure ore
US4379108A (en) Strengthening phosphate shale briquettes
CA1309570C (en) Phosphate feed material for phosphorus electric furnaces
RU2775769C1 (en) Method for granulation of flotation potassium chloride
SU831725A1 (en) Method of pelletizing phosphate raw material
SU1421689A1 (en) Method of nodulizing phosphate raw material
Zhuravlev et al. Investigation of Fuel Briquettes Properties Using Wastes of Mineral Wool Production
US252287A (en) Henry wtjbtz
RU2140462C1 (en) Method of utilizing ferromanganese production waste included into ore part of charge