RU2171220C1 - Method of agglomeration and granulation of phosphate raw material - Google Patents

Method of agglomeration and granulation of phosphate raw material Download PDF

Info

Publication number
RU2171220C1
RU2171220C1 RU2000104392A RU2000104392A RU2171220C1 RU 2171220 C1 RU2171220 C1 RU 2171220C1 RU 2000104392 A RU2000104392 A RU 2000104392A RU 2000104392 A RU2000104392 A RU 2000104392A RU 2171220 C1 RU2171220 C1 RU 2171220C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxide
additive
phosphate
raw materials
raw material
Prior art date
Application number
RU2000104392A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Л. Попов
Т.Г. Мильбергер
М.А. Шапкин
Н.В. Грачев
В.Н. Терешенков
Е.П. Орлов
Г.А. Демичев
В.Я. Зубков
Original Assignee
ООО "Стандарт-В"
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 ООО "Стандарт-В" filed Critical ООО "Стандарт-В"
Priority to RU2000104392A priority Critical patent/RU2171220C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2171220C1 publication Critical patent/RU2171220C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: invention relates to preparing fine natural- origin zirconium-containing phosphate raw material used in production of yellow phosphorus. Raw material is rolled in presence of complex correcting additive possessing simultaneously fluxing and binding capacities and containing following components, wt %: phosphoric oxide 30-40, sodium oxide 18-25, calcium oxide 10-14, magnesium oxide 0.5-8.0, aluminum oxide 2-3, ferric oxide 2-3, potassium oxide 0.2-3, silicon dioxide 0.3-1.0, fluoride 5-17, crystallization water - the balance. pH value of 1% aqueous suspension of additive ranges from 5 to 6.5. Additive is used in amount of 1 wt part per 3-8 wt parts of phosphate material. Rolled material is dried and resulting pellets are fired at 1150-1350 C. Additive can be prepared by neutralizing extraction phosphoric acid by soda ash or caustic soda to give Na2O/P2O5 ratio providing pH value ranging from 4 to 5, after which suspension is separated into purified alkaline solution and solid phase used as complex correcting additive. The latter is advantageously utilized with 40-55% of hygroscopic water. EFFECT: enabled firing of zirconium-containing phosphate raw material at 1150-1350 C leading to yield of product fractions 95-96% and increased strength of final product to 19024 MPa. 3 cl, 2 tbl, 2 ex

Description

Настоящее изобретение относится к технике подготовки мелкодисперсного природного фосфатного сырья (апатитов и фосфоритов, а также их концентратов) к переработке на желтый фосфор электротермическим методом. Сущность подготовки заключается в укрупнении мелочи в результате ее агломерации, окусковывания и грануляции. The present invention relates to techniques for preparing finely divided natural phosphate feedstocks (apatites and phosphorites, as well as their concentrates) for processing to yellow phosphorus by the electrothermal method. The essence of preparation is the enlargement of small things as a result of its agglomeration, agglomeration and granulation.

Известны многочисленные способы агломерации природного фосфатного сырья путем окатывания последнего в присутствии твердого топлива, флюссующих и связующих добавок с последующим зажиганием топлива и спеканием массы. Недостатком способов является использование для агломерации природного фосфата твердого топлива (кокса, коксика, углеродсодержащих сланцев, тощих углей), при сгорании которого окружающая среда загрязняется оксидами азота, серы и углерода. Numerous methods are known for agglomerating natural phosphate raw materials by rolling the latter in the presence of solid fuel, fluxing and binder additives, followed by ignition of the fuel and sintering of the mass. The disadvantage of these methods is the use of solid fuels (coke, coke, carbon shale, lean coal) for agglomeration of natural phosphate, during the combustion of which the environment is polluted with nitrogen, sulfur and carbon oxides.

Известны способы подготовки мелочи природных фосфатов к переработке на желтый фосфор, не требующие применения указанных видов твердого топлива и заключающиеся в окусковывании или грануляции материала. Способы окусковывания и грануляции фосфатного сырья включают окатывание последнего в присутствии флюссующих и связующих (корректирующих) добавок, сушку и обжиг окатышей (гранул). Known methods for preparing the little things of natural phosphates for processing into yellow phosphorus, not requiring the use of these types of solid fuels and consisting in agglomeration or granulation of the material. Methods of pelletizing and granulating phosphate raw materials include pelletizing the latter in the presence of fluxing and binder (corrective) additives, drying and roasting pellets (granules).

Например, известен способ грануляции фосфатного сырья (авт. свид. СССР N 409728, кл. C 01 B 25/01), включающий смешение его со связующим, в качестве которого используют шламы, образованные путем обработки фосфатного сырья фосфорной кислотой, сушку и обжиг полученных гранул. Связующее (корректирующая добавка) на 69 - 74% состоит из нерастворимого остатка (диоксида кремния), на 20-25% - из неразложенного фторапатита (фосфата кальция); присутствуют также алюмосиликаты. For example, there is a known method of granulating phosphate raw materials (ed. Certificate of the USSR N 409728, class C 01 B 25/01), including mixing it with a binder, which is used as a slurry formed by treating phosphate raw materials with phosphoric acid, drying and calcining the resulting granules. The binder (corrective additive) consists of 69 - 74% of an insoluble residue (silicon dioxide), 20-25% of undecomposed fluoroapatite (calcium phosphate); aluminosilicates are also present.

Недостаток способа - низкая эффективность грануляции при использовании связующего, состоящего в основном из водонерастворимых материалов, и, как следствие, недостаточная прочность гранул и малый выход товарной фракции (кусков размером 5 - 50 мм). The disadvantage of this method is the low efficiency of granulation when using a binder, consisting mainly of water-insoluble materials, and, as a result, the insufficient strength of the granules and the low yield of the commercial fraction (pieces of size 5-50 mm).

Известен способ окусковывания фосфатного материала (авт. свид. СССР N 1692933, кл. C 01 B 25/01), согласно которому предусмотрено: 1) окомкование (окатывание) (фосфатного сырья в присутствии корректирующих добавок (флюссующих и связующих материалов, в качестве которых применяют известняк, доломит, недожог извести, кварцит или кремний); 2) сушка, 3) обжиг окатышей во вращающейся трубчатой печи при температуре газа - теплоносителя 1200 - 1400oC. Выход товарной фракции за счет оптимизации аппаратурно-технологнчсского процесса (применение вращающейся трубчатой печи и регулирование теплообмена между газом и материалом) достигает 93-94%. Недостаток способа заключается в сложности, возникающей при поддержании требуемого температурного градиента между теплоносителем и материалом и необходимости введения добавки различного состава в зависимости от фиксируемого температурного градиента. Кроме того, процесс позволяет в указанном температурном диапазоне перерабатывать лишь легкоплавкое фосфатное сырье - фосфориты.A known method of agglomeration of phosphate material (ed. Certificate of the USSR N 1692933, class C 01 B 25/01), according to which it is provided: 1) pelletizing (pelletizing) (phosphate raw materials in the presence of corrective additives (fluxing and binder materials, as limestone, dolomite, lime burnout, quartzite or silicon are used); 2) drying, 3) pellet firing in a rotary tube furnace at a gas-coolant temperature of 1200 - 1400 o C. The yield of a commercial fraction due to the optimization of the apparatus and technology process (application of a rotary tube furnace and regulation of heat transfer between gas and material) reaches 93-94%. The disadvantage of this method is the difficulty that arises when maintaining the required temperature gradient between the coolant and the material and the need to introduce additives of various compositions depending on the fixed temperature gradient. In addition, the process allows in the specified temperature range to process only fusible phosphate raw materials - phosphorites.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является процесс, описанный в авт. свид. СССР N 575805, кл. C 01 B 25/01. В указанном способе грануляции фосфатного сырья (в том числе тугоплавкого апатитового флотоконцентрата Ковдорского месторождения, в состав которого входят цирконийсодержащие минералы, например, бадделеит - ZrO2), включающем скатывание фосфатного сырья в присутствии корректирующей добавки, в качестве которой используют природный минерал шунгит (содержащий диоксид кремния, алюмосиликат, углерод), сушку и обжиг гранул при температуре 1150-1350oC, добиваются выхода продукта, равного 93%, при прочности гранул 13,7 МПа. Последнее обусловлено тем, что верхний предел количества вводимого шунгита - 10% от массы фосфатного сырья (или 1 мас.ч. минерала на 10 мас. ч. ковдорского апатита), в противном случае выгорание (окисление) избыточного углерода может привести к восстановлению и потерям фосфора при обжиге.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed is the process described in ed. testimonial. USSR N 575805, class C 01 B 25/01. In this method of granulation of phosphate raw materials (including refractory apatite flotation concentrate of the Kovdor deposit, which includes zirconium-containing minerals, for example, baddeleyite - ZrO 2 ), including rolling phosphate raw materials in the presence of a corrective additive, which is used as a natural mineral shungite (containing dioxide silicon, aluminosilicate, carbon), drying and firing the granules at a temperature of 1150-1350 o C, achieve a product yield of 93%, with the strength of the granules 13.7 MPa. The latter is due to the fact that the upper limit of the amount of introduced shungite is 10% of the mass of phosphate raw materials (or 1 part by weight of mineral per 10 parts by weight of Kovdor apatite), otherwise the burning out (oxidation) of excess carbon can lead to recovery and loss phosphorus during firing.

Целью настоящего изобретения является осуществление окатывания и обжига цирконийсодержащего фосфатного сырья в присутствии большего количества корректирующей добавки, обеспечивающего соответственно более высокую прочность гранул с доведением выхода товарной фракции до 95 - 96%. The aim of the present invention is the implementation of the pelletizing and roasting of zirconium-containing phosphate raw materials in the presence of a larger amount of corrective additives, providing accordingly higher strength of the granules with a yield of commodity fraction reaching 95 - 96%.

Поставленная цель достигается согласно настоящему изобретению тем, что в известном способе, включающем окатывание цирконийсодержащего фосфатного сырья в присутствии корректирующих добавок - соединений кремния, кальция, магния, фосфора и полуторных оксидов, сушку и обжиг гранул при температуре 1150 - 1350oC, окатывание фосфатного сырья осуществляют в присутствии комплексной корректирующей добавки, обладающей одновременно флюссующим и связующим действием и содержащей следующие компоненты, мас.% в пересчете на: оксид фосфора (V) 30 - 40, оксид натрия 18 - 25, оксид кальция 10 - 14, оксид магния 0,5 - 8,0, оксид алюминия 2 - 3, оксид железа (III) 2 - 3, оксид калия 0,2 - 3,0, диоксид кремния 0,3 - 1,0, фтор 5-17, а также воду кристаллизационную до 100%, обеспечивающие водородный показатель 1%-ной водной суспензии добавки в диапазоне 5 - 6,5 ед. pH, и взятой в соотношении 1 мас. ч. добавки на 3 - 8 мас. ч. фосфатного сырья.The goal is achieved according to the present invention by the fact that in the known method, including the rolling of zirconium-containing phosphate raw materials in the presence of corrective additives - compounds of silicon, calcium, magnesium, phosphorus and sesquioxides, drying and firing of granules at a temperature of 1150 - 1350 o C, rolling of phosphate raw materials carried out in the presence of a complex corrective additives that have both fluxing and binder effect and containing the following components, wt.% in terms of: phosphorus oxide (V) 30-40, oxide on Riya 18 - 25, calcium oxide 10 - 14, magnesium oxide 0.5 - 8.0, alumina 2 - 3, iron oxide (III) 2 - 3, potassium oxide 0.2 - 3.0, silicon dioxide 0, 3 - 1.0, fluorine 5-17, as well as crystallization water up to 100%, providing a hydrogen index of a 1% aqueous suspension of the additive in the range of 5 - 6.5 units. pH, and taken in the ratio of 1 wt. including additives for 3 to 8 wt. including phosphate raw materials.

В заявляемом техническом решении предусмотрены следующие дополнительные элементы новизны, указывающие на приоритетный вариант синтеза комплексной корректирующей добавки, а также усиливающие полезность технологии в отношении использования последней: 1) получение комплексной корректирующей добавки путем нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты кальцинированной или каустической содой до соотношения Na2O:P2O5, обеспечивающего величину водородного показателя суспензии в диапазоне 4 - 5 ед. pH, с последующим разделением последней на очищенный щелок и твердую фазу, применяемую в качестве комплексной корректирующей добавки; 2) использование последней при содержании в ней гигроскопической воды, равном 40 - 55 мас.%.In the claimed technical solution, the following additional novelty elements are provided, indicating a priority option for the synthesis of a complex corrective additive, as well as enhancing the usefulness of the technology with respect to its use: 1) obtaining a complex corrective additive by neutralizing extraction phosphoric acid with calcined or caustic soda to a Na 2 O ratio: P 2 O5, providing the value of the hydrogen index of the suspension in the range of 4 to 5 units. pH, followed by separation of the latter into purified liquor and solid phase, used as a complex corrective additives; 2) the use of the latter when the content of hygroscopic water in it is equal to 40 - 55 wt.%.

Таким образом, основные отличия предлагаемого способа от известного состоят, во-первых, в осуществлении скатывания цирконийсодержащего фосфатного сырья в присутствии синтетической комплексной корректирующей добавки, обладающей одновременно флюссующим и связующим действием и содержащей фосфаты натрия, калия, кальция, магния и соединения фтора, которые при заявляемых концентрациях обеспечивают водородный показатель 1%-ной водной суспензии добавки в диапазоне 5 - 6,5 ед. pH, вместо природного минерала - шунгита, состоящего из диоксида кремния, алюмосиликатов и углерода, и, во-вторых, в большей доле вводимой добавки по отношению к природному фосфату (12,5 - 33% по сравнению с 10,0% по прототипу). В табл. 1 сопоставлены характеристики добавок, используемых в различных процессах. Thus, the main differences of the proposed method from the known one consist, firstly, in the rolling of zirconium-containing phosphate raw materials in the presence of a synthetic complex corrective additive, which simultaneously has a fluxing and binding effect and containing phosphates of sodium, potassium, calcium, magnesium and fluorine compounds, which when The claimed concentrations provide a hydrogen indicator of a 1% aqueous suspension of the additive in the range of 5-6.5 units. pH, instead of a natural mineral - shungite, consisting of silicon dioxide, aluminosilicates and carbon, and, secondly, in a larger proportion of the added additive relative to natural phosphate (12.5 - 33% compared to 10.0% of the prototype) . In the table. 1 compares the characteristics of additives used in various processes.

Применение заявляемой комплексной корректирующей добавки в количестве 1 мас. ч. на 3-8 мас.ч. фосфатного сырья является особо полезным и эффективным при окусковывании и грануляции тугоплавкого цирконийсодержащего сырья, например ковдорского апатитового концентрата или его смесей с другими видами фосфатного сырья. Как показали исследования, температура плавления такого материала может быть снижена на 250 - 350oC (см. табл. 2), что позволит осуществлять окусковывание сырья при температурах, не превышающих 1350oC, вследствие присутствия в добавке щелочных металлов и соединений фтора в соответствии с выбранными концентрациями и соотношениями компонентов, при которых обеспечивается эффект взаимоусиливающего флюссующего действия.The use of the claimed complex corrective additives in the amount of 1 wt. hours for 3-8 parts by weight phosphate raw materials is particularly useful and effective in the agglomeration and granulation of refractory zirconium-containing raw materials, for example Kovdor apatite concentrate or its mixtures with other types of phosphate raw materials. Studies have shown that the melting temperature of such a material can be reduced by 250 - 350 o C (see table. 2), which will allow for the agglomeration of raw materials at temperatures not exceeding 1350 o C, due to the presence in the additive of alkali metals and fluorine compounds in accordance with selected concentrations and ratios of components at which the effect of mutually reinforcing fluxing effect is ensured.

Выполняющие роль связующих компонентов соли кальция, магния, алюминия и железа позволяют довести прочность окускованного материала в заявляемых диапазонах изменения их содержания до 19 - 24 МПа. Acting as binding components of calcium, magnesium, aluminum and iron salts, it is possible to increase the strength of the agglomerated material in the claimed ranges of changes in their content to 19 - 24 MPa.

Как следует из данных, приведенных в табл. 2, при увеличении количества апатита свыше 8 мас.ч. на 1 мас.ч. комплексной корректирующей добавки температура окусковывания сырья превышает величину 1350oC и резко возрастает при 9 мас. ч. до 1720oC; одновременно прочность гранулированного материала уменьшается в ~2 раза. В то же время снижение массовой доли апатита в сырьевой смеси до 66% (соотношение 2:1) нежелательно в силу негативного влияния повышенных количеств отдельных составляющих компонентов комплексной корректирующей добавки на последующую электротермическую переработку фосфатного сырья в желтый фосфор (появление в газовой фазе соединений фтора и кремния, усиленный износ футеровки руднотермической печи, увеличение потерь фосфора со шлаком и др.). Уменьшение содержания флюссующих и связующих компонентов в добавке ниже заявленных концентрационных пределов также не позволяет реализовать поставленную цель по температуре окусковывания, отвечающей диапазону 1150 - 1350oC. В приводимых примерах 6, 11, 16 табл. 2 эти величины составляют 1415 - 1480oC. Увеличение содержания отдельных компонентов в добавке сверх оптимальных (примеры 2, 7, 12 табл. 2) не рационально в связи с практическим отсутствием дополнительного положительного эффекта по температуре и прочности. Отмеченные отрицательные факторы переработки окускованного сырья при этом усугубляются.As follows from the data given in table. 2, with an increase in the amount of apatite over 8 parts by weight per 1 part by weight complex corrective additives, the sintering temperature of the raw material exceeds a value of 1350 o C and increases sharply at 9 wt. hours to 1720 o C; at the same time, the strength of the granular material decreases by ~ 2 times. At the same time, a decrease in the mass fraction of apatite in the feed mixture to 66% (2: 1 ratio) is undesirable due to the negative effect of the increased amounts of the individual components of the complex corrective additives on the subsequent electrothermal processing of phosphate raw materials into yellow phosphorus (the appearance of fluorine and silicon, increased wear of the lining of the ore-thermal furnace, an increase in phosphorus losses with slag, etc.). The decrease in the content of fluxing and binder components in the additive below the stated concentration limits also does not allow to achieve the goal for the agglomeration temperature corresponding to the range 1150 - 1350 o C. In the examples 6, 11, 16 of the table. 2 these values are 1415 - 1480 o C. The increase in the content of individual components in the additive in excess of the optimal (examples 2, 7, 12 of table. 2) is not rational due to the practical absence of an additional positive effect on temperature and strength. The noted negative factors for the processing of agglomerated raw materials are exacerbated.

Одним из основных показателей патентуемого технологического процесса является использование комплексной корректирующей добавки солевого состава, отвечающего не только заданному формулой диапазону компонентного (преимущественно оксидного) состава, но и обеспечивающего требуемый водородный показатель 1%-ного водного раствора добавки не ниже 5 ед. pH и не выше 6,5 ед. pH. Это связано с требованиями, предъявляемыми при эксплуатации электротермических печей. Кислые добавки нежелательны в связи с увеличением давления пара SiF4 при восстановлении фосфора, щелочные опасны тем, что при их применении усиленно вымывается футеровка печей.One of the main indicators of the patented technological process is the use of a complex corrective additive of a salt composition that meets not only the range of the component (mainly oxide) composition given by the formula, but also provides the required hydrogen index of a 1% aqueous solution of the additive of at least 5 units. pH and not higher than 6.5 units pH This is due to the requirements for the operation of electrothermal furnaces. Acidic additives are undesirable due to the increased vapor pressure of SiF 4 during phosphorus reduction; alkaline additives are dangerous because the furnace lining is intensively washed out when applied.

Комплексная корректирующая добавка может быть синтезирована путем смешения фосфатных солей щелочных и щелочноземельных металлов (в том числе и кристаллогидратов), фосфатов железа и алюминия, гексафторсиликатов и фторидов указанных металлов. Многокомпонентность системы в сочетании с наложением ограничений не только по составу, но и по величине водородного показателя предопределяют сложность процесса синтеза. В то же время авторами установлено, что в качестве указанной добавки может быть использована твердая фаза, образованная путем нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты кальцинированной или каустической содой до соотношения Na2O:P2O5, обеспечивающего величину водородного показателя суспензии в диапазоне 4 - 5 ед. pH. Примеси, содержащиеся в экстракционной фосфорной кислоте, при нейтрализации осаждаются в виде фосфатов кальция, магния, железа, алюминия, кремнефторидов, а при последующем их отделении, например, фильтрацией осадок содержит также жидкую фазу, представленную фосфатами натрия.A complex corrective additive can be synthesized by mixing phosphate salts of alkali and alkaline earth metals (including crystalline hydrates), iron and aluminum phosphates, hexafluorosilicates and fluorides of these metals. The multicomponent nature of the system, combined with the imposition of restrictions not only on composition but also on the magnitude of the hydrogen index, determines the complexity of the synthesis process. At the same time, the authors found that a solid phase formed by neutralizing extraction phosphoric acid with calcined or caustic soda to a ratio of Na 2 O: P 2 O 5 , providing a pH value of the suspension in the range of 4–5 units, can be used as the indicated additive. . pH The impurities contained in the extraction phosphoric acid are precipitated during neutralization in the form of calcium, magnesium, iron, aluminum, silicofluoride phosphates, and during their subsequent separation, for example, by filtration, the precipitate also contains a liquid phase, which is represented by sodium phosphates.

При указанном pH нейтрализации солевой и компонентный состав влажного осадка, полученный на основе экстракционной фосфорной кислоты из апатитовых концентратов кировского и ковдорского месторождений, наиболее полно отвечают заявленным концентрационным пределам и диапазону кислотности добавки. Образующийся после отделения влажного осадка (комплексной корректирующей добавки) очищенный щелок представляет собой раствор дигидрофосфата натрия, который может быть переработан на орто- и полифосфаты натрия известными методами. Например, на триполифосфат натрия или тринатрийфосфат согласно процессам, описанным в заявке на патент РФ N 95114712/12, кл. 6 C 01 В 25/41, заявл. 15.03.95, решение ФИПС о выдаче патента от 18.06.99; патенте РФ N 2148010, кл. 7 C 01 В 25/41; заявке на патент РФ N 95114710/12, кл. 6 C 01 В 25/30, заявл. 15.08.95; решение ФИПС о выдаче патента от 18.06.99; патенте РФ N 2147552, кл. 7 C 01 В 25/30, заявл. 17.12.98. At the indicated neutralization pH, the salt and component composition of the wet sediment obtained on the basis of extraction phosphoric acid from apatite concentrates from the Kirov and Kovdor deposits most fully meet the declared concentration limits and the acidity range of the additive. The purified liquor formed after separation of the wet cake (complex corrective additive) is a solution of sodium dihydrogen phosphate, which can be processed into sodium ortho- and polyphosphates by known methods. For example, sodium tripolyphosphate or trisodium phosphate according to the processes described in the patent application of the Russian Federation N 95114712/12, cl. 6 C 01 B 25/41, declared 03/15/95, FIPS decision on the grant of a patent dated 06/18/99; RF patent N 2148010, CL 7 C 01 B 25/41; RF patent application N 95114710/12, cl. 6 C 01 B 25/30, declared 08/15/95; FIPS decision on the grant of a patent dated 06/18/99; RF patent N 2147552, cl. 7 C 01 B 25/30, declared 12/17/98.

Для обеспечения равномерности распределения компонентов комплексной корректирующей добавки в массе фосфатного сырья предусматривается возможность использования последней с содержанием гигроскопической воды, равном 40 - 55%. При содержании H2O гигр. менее 40% равномерность смешения обеспечивается лишь при интенсивном вмешивании добавки в фосфатное сырье. При содержании H2O гигр. 55,0% равномерность распределения компонентов достигается легко благодаря тиксотропности системы. Увеличения содержания воды не требуется, тем более, что это связано с дополнительными затратами топлива при сушке и обжиге.To ensure uniform distribution of the components of the complex corrective additives in the mass of phosphate raw materials, it is possible to use the latter with a hygroscopic water content of 40 - 55%. When the content of H 2 O gig. less than 40% uniformity of mixing is ensured only with intensive intervention of the additive in phosphate raw materials. When the content of H 2 O gig. 55.0% uniform distribution of components is achieved easily due to the thixotropy of the system. An increase in water content is not required, especially since this is associated with additional fuel costs during drying and firing.

Для конкретизации технологии в дополнение к табл. 2 приводим примеры осуществления процесса по заявляемому способу на промышленной установке. To specify the technology in addition to the table. 2 provide examples of the process according to the claimed method in an industrial installation.

Пример 1. Example 1

9 т/ч мелкодисперсного флотационного концентрата апатито-бадделеитовой руды ковдорского месторождения (Россия), содержащего (мас.%): P2O5 - 37,3; CaO - 49,4; CO2 - 3,5; MgO - 1,3; F - 1,0; Al2O3 - 0,8; Fe2O3 - 0,5; SiO2 - 0,5 смешивают с 3,4 т/ч песка (94,4% SiO2) и 2,9 т/ч комплексной корректирующей добавки, содержащей 42% H2O. Соотношение фосфатное сырье: сухая масса добавки при этом 4,62: 1. Добавка составлена из следующих компонентов (% масс. в пересчете на сухое вещество): оксид (фосфора (V) - 31,4; оксид натрия - 20,3; оксид кальция - 12,8; оксид магния - 4,1; оксид алюминия - 2,3; оксид железа (III) - 2,7; оксид калия - 2,0; диоксид кремния - 0,4; фтор - 16,5; вода кристаллизационная - 7,5. Водородный показатель 1%-ного водного раствора при этом 5,3 ед. pH. Расчетный (с погрешностью 2%) солевой состав комплексной корректирующей добавки выглядит следующим образом: дигидрофосфат натрия - 18,6%, гидрофосфат кальция - 15,5%, гидрофосфат магния - 6,3%, гидрофосфат железа - 6,7%, гидрофосфат алюминия - 7,7%, фторид натрия - 21%, фторид кальция - 8,9%, фторид магния - 3,1%, фторид калия - 2,5%, диоксид кремния - 0,4%, а также кристаллизационная вода - 7,5%. Шихту в количестве 15,3 т/ч окатывают в барабанном, или тарельчатом грануляторе, либо двухвальном шнеке-смесителе. Далее гранулят подают во вращающуюся трубчатую печь, где он переходит в зоне подплавлення и окусковывания за счет нагревания шихты до температуры 1260oC подаваемым противотоком газом теплоносителем (1300 - 1400oC).9 t / h of finely dispersed flotation concentrate of apatite-baddeleyite ore of the Kovdor deposit (Russia), containing (wt.%): P 2 O 5 - 37.3; CaO 49.4; CO 2 - 3.5; MgO - 1.3; F is 1.0; Al 2 O 3 - 0.8; Fe 2 O 3 - 0.5; SiO 2 - 0.5 is mixed with 3.4 t / h of sand (94.4% SiO 2 ) and 2.9 t / h of a complex correction additive containing 42% H 2 O. The ratio of phosphate raw material: dry weight of the additive 4.62: 1. The additive is composed of the following components (% wt. In terms of dry matter): oxide (phosphorus (V) - 31.4; sodium oxide - 20.3; calcium oxide - 12.8; magnesium oxide - 4.1; aluminum oxide - 2.3; iron (III) oxide - 2.7; potassium oxide - 2.0; silicon dioxide - 0.4; fluorine - 16.5; crystallization water - 7.5. 1% aqueous solution at the same time 5.3 pH units Estimated (with an accuracy of 2%) salt composition the corrective additive is as follows: sodium dihydrogen phosphate - 18.6%, calcium hydrogen phosphate - 15.5%, magnesium hydrogen phosphate - 6.3%, iron hydrogen phosphate - 6.7%, aluminum hydrogen phosphate - 7.7%, sodium fluoride - 21%, calcium fluoride - 8.9%, magnesium fluoride - 3.1%, potassium fluoride - 2.5%, silicon dioxide - 0.4%, as well as crystallization water - 7.5%. 3 t / h are doused in a drum or plate granulator or twin-shaft auger mixer. Next, the granulate is fed into a rotary tube furnace, where it passes into the sub-melting and agglomeration zone by heating the mixture to a temperature of 1260 o C with a counter-flowing gas (1300 - 1400 o C).

В результате испарения воды и декарбонизации получают 13,8 т/ч фосфатного материала с содержанием (мас.%): P2O5 - 28,2; CaO - 33,5; SiO2 - 22,8; Al2O3 - 0,90; Fe2O3 - 0,70; MgO - 1,4; F - 2,9; Na2O - 2,8; K2O - 0,28. Окускованный материал охлаждают и классифицируют. Выход кондиционного материала фракции 5 - 50 мм составляет 95% при прочности гранул 21 МПа.As a result of water evaporation and decarbonization, 13.8 t / h of phosphate material are obtained with a content (wt.%): P 2 O 5 - 28.2; CaO 33.5; SiO 2 22.8; Al 2 O 3 - 0.90; Fe 2 O 3 - 0.70; MgO - 1.4; F 2.9; Na 2 O - 2.8; K 2 O - 0.28. The agglomerated material is cooled and classified. The yield of the conditioned material of a fraction of 5–50 mm is 95% with a granule strength of 21 MPa.

Пример 2. Example 2

Осуществляют процесс окусковывания и грануляции, как описано в примере 1, с той лишь разницей, что используют комплексную корректирующую добавку, содержащую 50% H2O, в количестве 3,4 т/ч (состав на сухое вещество аналогичен примеру 1). При этом добавку получают следующим образом. 9,1 т/ч экстракционной фосфорной кислоты (27% P2O5) нейтрализуют в две ступени кальцинированной содой (98% Na2CO3), взятой в количестве 3,12 т/ч. На первую ступень подают 2,1 т/ч соды, обеспечивая водородный показатель суспензии равной 4,8 ед. pH. При температуре 80oC в течение 60 мин из экстракционной фосфорной кислоты выделяется 1,2 т/ч осадка, состоящего из фосфатов кальция, магния и полуторных оксидов, гексафторсиликатов натрия и калия, а также диоксида кремния. Осадок фильтруют под давлением 0,7 МПа, репульпируют в воде, вторично фильтруют и получают 3,4 т/ч комплексной корректирующей добавки (общая влажность 65%), содержащей кроме указанных выше соединений растворенный фосфат натрия. 9,0 т/ч очищенного щелока (21% P2O5) на второй ступени обрабатывают оставшимися 1,02 т/ч соды до pH 6,8, отделяют недоосажденные ране примеси, которые передают на первую ступень. В итоге образуется 9,5 т/ч очищенного щелока второй ступени, содержащего 19,5% P2O5. Удаляя воду путем выпарки, сушки и прокалки при 300 - 400oC получают 3,28 т/ч триполифосфата натрия (56,5% P2O5). В процессе окусковывания и грануляции образуется 13,8 т/ч фосфатного материала с прочностью 20,8 МПа. Выход кондиционной фракции (5 - 50 мм) составляет 95,2%.The process of agglomeration and granulation is carried out, as described in example 1, with the only difference being that a complex corrective additive containing 50% H 2 O is used in an amount of 3.4 t / h (the composition on a dry substance is similar to example 1). In this case, the additive is prepared as follows. 9.1 t / h of extraction phosphoric acid (27% P 2 O 5 ) are neutralized in two steps with soda ash (98% Na 2 CO 3 ) taken in an amount of 3.12 t / h. At the first stage serves 2.1 t / h of soda, providing a pH value of suspension equal to 4.8 units. pH At a temperature of 80 o C for 60 min from extraction phosphoric acid 1.2 t / h of precipitate consisting of calcium phosphates, magnesium and sesquioxides, sodium hexafluorosilicates and potassium, as well as silicon dioxide. The precipitate is filtered under a pressure of 0.7 MPa, repulped in water, filtered for the second time and get 3.4 t / h of a complex corrective additives (total humidity 65%) containing, in addition to the above compounds, dissolved sodium phosphate. 9.0 t / h of purified liquor (21% P 2 O 5 ) in the second stage are treated with the remaining 1.02 t / h of soda to a pH of 6.8, impurities that are not precipitated by the wound are separated and transferred to the first stage. The result is 9.5 t / h of purified second-stage liquor containing 19.5% P 2 O 5 . Removing water by evaporation, drying and calcination at 300 - 400 o C get 3.28 t / h sodium tripolyphosphate (56.5% P 2 O 5 ). In the process of agglomeration and granulation, 13.8 t / h of phosphate material with a strength of 20.8 MPa is formed. The yield of the conditioned fraction (5-50 mm) is 95.2%.

Пример 3. 6,1 т/ч мелкодисперсного флотоконцентрата апатито-бадделеитовой руды ковдорского месторождения (состав см. в примере 1) смешивают с 6,1 т/ч мелкодисперсного флотоконцентрата фосфорита кингисеппского месторождения (Россия), содержащего (мас.%): P2O5 - 28,3; CaO - 43,0; CO2 - 6,0; MgO - 2,1; F - 2,8; Al2O3 - 1,0; Fe2O3 - 1,0; SiO2 - 12,0. Полученную массу далее смешивают с 3,5 т/ч песка (94,4% SiO2) и 4,0 т/ч комплексной корректирующей добавки, содержащей 50% H2O. Соотношение цирконийсодержащее фосфатное сырье: сухая масса добавки при этом 3,05:1. Состав безводной части добавки аналогичен примеру 1. Шихту в количестве 19,7 т/ч окатывают и подают во вращающуюся трубчатую печь, где она переходит в зону подплавления и окусковывания за счет нагревания шихты подаваемым противотоком газом теплоносителем (1300 - 1400oC) до температуры 1250oC. В результате испарения воды и декарбонизации получают 17,1 т/ч фосфатного материала с содержанием (мас.%): P2O5 - 27,1; CaO - 34,6; SiO2 - 23,7; MgO - 1,7; F - 3,3; Al2O3 - 1,0; Fe2O3 - 0,91; Na2O - 2, 4; K2O - 0,23. Окускованный материал охлаждают и классифицируют. Выход кондиционного продукта фракции 5-50 мм составляет 96% при прочности кусков 23 МПа.Example 3. 6.1 t / h of finely dispersed flotation concentrate of apatite-baddeleyite ore of the Kovdor deposit (for the composition see Example 1) is mixed with 6.1 t / h of finely dispersed flotation concentrate of phosphate rock of Kingisepp deposit (Russia) containing (wt.%): P 2 O 5 - 28.3; CaO - 43.0; CO 2 - 6.0; MgO - 2.1; F - 2.8; Al 2 O 3 - 1.0; Fe 2 O 3 - 1.0; SiO 2 - 12.0. The resulting mass is then mixed with 3.5 t / h of sand (94.4% SiO 2 ) and 4.0 t / h of a complex corrective additive containing 50% H 2 O. The ratio of zirconium-containing phosphate raw materials: dry weight of the additive in this case 3, 05: 1. The composition of the anhydrous part of the additive is similar to example 1. The mixture in an amount of 19.7 t / h is doused and fed into a rotary tube furnace, where it passes into the melting and agglomeration zone by heating the mixture with a counter-current gas supplied with a heat carrier (1300 - 1400 o C) to a temperature 1250 o C. As a result of water evaporation and decarbonization, 17.1 t / h of phosphate material are obtained with a content (wt.%): P 2 O 5 - 27.1; CaO 34.6; SiO 2 23.7; MgO - 1.7; F is 3.3; Al 2 O 3 - 1.0; Fe 2 O 3 - 0.91; Na 2 O - 2, 4; K 2 O - 0.23. The agglomerated material is cooled and classified. The yield of a conditioned product of a fraction of 5-50 mm is 96% with a piece strength of 23 MPa.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет осуществить обжиг цирконийсодержащего фосфатного сырья при температуре 1150 - 1350oC вместо 1500 - 1700oC с обеспечением выхода товарной фракции 95-96% и прочности готового продукта 19 - 24 МПа.Thus, the claimed technical solution allows firing of zirconium-containing phosphate raw materials at a temperature of 1150 - 1350 o C instead of 1500 - 1700 o C with a yield of commodity fraction of 95-96% and the strength of the finished product 19 - 24 MPa.

Claims (3)

1. Способ окускования и грануляции цирконийсодержащего фосфатного сырья, включающий окатывание последнего в присутствии корректирующих добавок - соединений кремния, кальция, магния, фосфора и полуторных оксидов, сушку и обжиг гранул при температуре 1150 - 1350°С, отличающийся тем, что окатывание фосфатного сырья осуществляют в присутствии комплексной корректирующей добавки, обладающей одновременно флюссующим и связующим действием и содержащей компоненты, мас.% в пересчете на оксид фосфора (V) 30 - 40; оксид натрия 18 - 25; оксид кальция 10 - 14; оксид магния 0,5 - 8,0; оксид алюминия 2 - 3; оксид железа (III) 2 - 3; оксид калия 0,2 - 3; диоксид кремния 0,3 - 1; фтор 5 - 17, а также кристаллизационную воду до 100%, обеспечивающие водородный показатель 1%-ной водной суспензии добавки в диапазоне 5 - 6,5 ед. pH, и взятой в соотношении 1 мас.ч. добавки на 3 - 8 мас.ч. фосфатного сырья. 1. The method of sintering and granulation of zirconium-containing phosphate raw materials, including sizing of the latter in the presence of corrective additives - compounds of silicon, calcium, magnesium, phosphorus and sesquioxides, drying and firing of granules at a temperature of 1150 - 1350 ° C, characterized in that the sizing of phosphate materials is carried out in the presence of a complex corrective additive having both a fluxing and binding effect and containing components, wt.% in terms of phosphorus oxide (V) 30-40; sodium oxide 18-25; calcium oxide 10-14; magnesium oxide 0.5 to 8.0; alumina 2 to 3; iron oxide (III) 2 to 3; potassium oxide 0.2 to 3; silicon dioxide 0.3 to 1; fluorine 5-17, as well as crystallization water up to 100%, providing a hydrogen index of a 1% aqueous suspension of the additive in the range of 5-6.5 units. pH, and taken in the ratio of 1 wt.h. additives for 3 to 8 parts by weight phosphate raw materials. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что комплексную корректирующую добавку получают путем нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты кальцинированной или каустической содой до соотношения Na2O : Р2О5, обеспечивающего величину водородного показателя суспензии в диапазоне 4 - 5 ед. pH, с последующим разделением последней на очищенный щелок и твердую фазу, применяемую в качестве комплексной корректирующей добавки.2. The method according to claim 1, characterized in that the complex corrective additive is obtained by neutralizing the extraction phosphoric acid with calcined or caustic soda to a ratio of Na 2 O: P 2 O 5 , providing a pH of the suspension in the range of 4 to 5 units. pH, followed by separation of the latter into purified liquor and solid phase, used as a complex corrective additives. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что комплексную корректирующую добавку используют с содержанием в ней гигроскопической воды, равным 40-55 мас.%. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the complex corrective additive is used with a content of absorbent water equal to 40-55 wt.%.
RU2000104392A 2000-02-22 2000-02-22 Method of agglomeration and granulation of phosphate raw material RU2171220C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000104392A RU2171220C1 (en) 2000-02-22 2000-02-22 Method of agglomeration and granulation of phosphate raw material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000104392A RU2171220C1 (en) 2000-02-22 2000-02-22 Method of agglomeration and granulation of phosphate raw material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2171220C1 true RU2171220C1 (en) 2001-07-27

Family

ID=20230985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000104392A RU2171220C1 (en) 2000-02-22 2000-02-22 Method of agglomeration and granulation of phosphate raw material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2171220C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110155970A (en) * 2019-06-12 2019-08-23 攀枝花学院 Phosphorus ore micro mist pelletizing and preparation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110155970A (en) * 2019-06-12 2019-08-23 攀枝花学院 Phosphorus ore micro mist pelletizing and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ando Thermal phosphate
CN104411637B (en) Method for producing gamma-2CaO. SiO2
JPH0516373B2 (en)
US6921520B2 (en) Process for upgrading raw phosphate ore
US2997367A (en) Defluorination of phosphatic material
RU2171220C1 (en) Method of agglomeration and granulation of phosphate raw material
CN103209925B (en) Production method for beta-2CaOSiO2
US3107145A (en) Process for defluorinating phosphatic materials
US3017246A (en) Process for the joint manufacture of hydrofluoric acid and portland cement clinker
EP3222597A1 (en) Secondary aluminium oxide composition with reduced ammonia emission
US3770410A (en) Production of potassium polyphosphates from phosphate acid sludges
NO780703L (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF AN ALKALINE, GLOWED PHOSPHATE FERTILIZER
JPS59199516A (en) Method of mineral-processing phosphorite
Zhang et al. An integrated process for the treatment of apatite obtained from dephosphorization of iron ore
US4047968A (en) Method for the production of synthetic wollastonite materials
US3827896A (en) Method of producing clinker of alumina cement
SU1692933A1 (en) Method of pelletizing phosphate stock
DK153321B (en) RAW MIXTURE FOR MANUFACTURING CEMENT
RU1773894C (en) Method of hydrothermal processing of phosphates into fertilizers
BR112018017306B1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PHOSPHATE FERTILIZERS FROM POOR PHOSPHATE ROCKS IN P2O5
SU1551645A1 (en) Method of agglomerating phosphate raw material
SU1296615A1 (en) Method for producing fluxed lumpy material
US1282385A (en) Process of making phospho-potassic fertilizer.
US1598259A (en) Process for the simultaneous production of potassium phosphate and phosphoric acid
RU2200703C1 (en) Sodium tripolyphosphate production process