4
00 Изобретение относитс к способам термохимической переработки фосфогипса - отхода производства фосфорной кислоты на известь и диоксид серы и может быть использовано дл создани безотходной технологии в комплексе-производства серной и фосфорной кислот. Известен способ восстановительного высокотемпературного разложени гипса или фосфогипса на известь и диоксид серы при температурах выше 1100°С в кип щем слое с использованием в качестве восстановител и топлива углеродистых материалов 1. Восстановительное разложение гипса вл етс сложным многостадийным процессом , включающим р д экзо- и эндотермических реакций, из которых в качестве основных обычно рассматривают следующие: CaSO + 4CO 4СОг + CaS(1) CaSO + CO CaO -f COa + SO (II) CaS + SCaSO 4CaO +4SOi(III) Недостатками этого способа вл ютс неполна десульфуризаци материала (степень разложени фосфогипса 93-96%) и, следовательно, невысока концентраци получаемого диоксида серы (6,5-8,7%). Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ переработки фосфогипса на известь и диоксид серы термохимическим разложением в кип щем слое, включающем восстановительную и окислительную зоны, через которые последовательно проходит материал, причем окислительна зона создаетс за счет поддува дополнительного воздуха 2. При этом примесь сульфида кальци в продукте окисл етс кислородом воздуха по реакци м: CaS + 3/20г СаО + SO , CaS + 20, CaSO, Недостатком известного способа вл етс невысока концентраци диоксида серы в отход щих газах (не более 10,5%) в св зи с длительностью процесса и разбавление .м газа за счет поддуваемого воздуха . Цель изобретени - повышение концентрации диоксида серы. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу переработки фосфогипса на известь и диоксид серы термохимическим разложением фосфогипса в кип щем слое, включающем восстановительную и окислительную зоны, причем в окислительной зоне процесс ведут в присутствии газа, содержащего 70-90% диоксида углерода и 2- 6% кислорода, остальное азот. Сущность способа состоит в том, что создаютс услови , способствующие окислению CaS до СаО по реакции (IV }. Присутствие кислорода (2-6%) в окислительной зоне способствует интенсивному выделению диоксида серы и увеличению скорости окислени сульфида кальци . При этом -окислени сульфида до сульфата не происходит, что позвол ет сократить врем и температуру процесса. Кроме того, при поддуве концентрированного диоксида углерода снижаетс разбавление отход щих газов инертным азотом воздуха и, следовательно , возможно повыщение концентрации диоксида серы. Действие диоксида углерода указанной концентрации способствует превращению сульфида кальци в сульфат почти на 100% за короткое врем . При поддуве в окислительную зону кип щего сло газа, содержащего менее 70% диоксида углерода, возможно неполное окисление сульфида кальци и снижение концентрации диоксида серы за счет разбавлени . При содержании в газе более 90% диоксида углерода и 6% кислорода происходит частичное окисление сульфида кальци до сульфата. Пример 1. В реактор кип щего сло , температура в котором находитс в пределах 1080-1150°С, ввод т 0,5 кг фосфогипса . В нижней зоне реактора при 1150- 1100°С в восстановитьной атмосфере (СО- 30%, Nj - 70%) происходит термохимическое разложение фосфогипса по реакци м (I) и (II). Из нижней (восстановительной) зоны реакционна смесь следующего состава % CaS 40,0; СаО 54%; CaSO - 0,5, остальное - примеси поступает в верхнюю (окислительную) зону реактора, куда поддувают газ, содержащий, % COj80; Ог 4. Степень десульфуризации фосфогипса в этих услови х достигает 99,7°/о за 27 .мин максимальна концентраци диоксида серы в отход щих газах 12,3%. Пример 2. В реактор кип щего сло , температура в котором находитс в пределах 1080-1150°С, ввод т 0,5 кг фосфогипса . В нижней зоне реактора при 1150- 1100°С в восстановительной атмосфере происходит разложение фосфогипса. Из нижней (восстановительной) зоны реакционна смесь следующего состава, %: CaS 40,0; СаО 54; CaSO 0,5, остальное - примеси поступает в верхнюю (окислительную) зону реактора, куда поддувают газ, содержащий , % СО 90 NgS; О 2. Степень десульфуризации фосфогипса в указанных услови х достигает 99,7% за 23 мин, концентраци диоксиуа;а серы в отход щих газах 12,4%. Пример 3. В реактор кип щего сло при 1080-UOO°C ввод т 0,5 кг фосфогипса. В нижней зоне реактора при 1150-1100°С в восстановительной атмосфере (СО - 30%, 70%) происходит разложение фосфо3 1074817д
гипса. Из нижней (восстановительной) зо-этих услови х достигает 99,, концентны реакционна смесь следующего состава,раци диоксида серы 11,5%.
CaS 40,0; СаО 54; CaSO/; 0,5, остальное -Таким образом, использование предлапримеси поступает в верхнюю (окислитель-гаемого способа позвол ет повысить стеную ) зону реактора, куда поддувают газ, пень десульфуризации фосфогипса и увесодержащий , % СО г - 70%; .личить концентрацию диоксида серы в отСтепень десульфуризации фосфогипса вход щих газах до 12,4%.