SU1126563A1 - Способ получени обесфторенных фосфатов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЕСФТОРЕННЫХ ФОСФАТОВ путем плавлени  фосфатного сьфь  за счет сгорани  топлива в присутствии избытка кислорода с последующим образованием в зкого плава, охлажде:нием последнего и гранул цией готового продукта, отличающийс   тем, что, с целью интенсификации процесса при одновреме#1ном снижении расхода топлива на плавление, избыток кислорода берут в количестве 2,5-5,0% и процесс ведут до получени  плава с в зкостью 0,51 ,2 Н.с/м.

Description

ю

0

ел

о

Од Изобретение относитс  к способу получени  кормовых и удобрительных фосфатов, которые могут быть использованы в сельском хоз йстве . как кормовые добавки животным или как удобрени  на всех видах почв. Известен способ получени  удобрительных фосфатов путем плавлени  фосфатного сырь  с окислами железа, алюмини , кремни  и другими в восстановительной атмосфере, несодержащей кислорода, последующего ох-, лаждени  расплава и гранул ции продукта lj. Однако содержание фтора в конечном продукте выше 0,4%, что делает его непригодным дл  использовани  в качестве кормовой добавки. Наиболее бли-зким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  кормового и удобрительного фосфатов, согласно которому фосфатное сырье плав т за счет тепла от сгорани  топлива в присутстви кислорода с последующим охлаждением плава и сушкой готового продукта. По этому способу плавление фосфатно го сырь  провод т в окислительной сраде при избытке кислорода 0,4-0,6 до получени  плава с в зкостью 0,10 ,4Н с/м. Производительность одной технологической нитки по загружаемому сырью составл ет 7 т/ч, рас „ t-,-„.... кг усл.топл. ход топлива 0,55-П.,56 кг форсунки температура в реакторе 1550-1бОО°С, степень вьд.елени  фтора 96-97%, содержание фтора в продукте около О, 2% С2 }. Недостаткагда способа  вл ютс  ма ла  интемсивность процесса и повыше ньй расход топлива. Цель изобретени  - интенсификаци процесса при одновременном снижении расхода топлива на плавление. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  обесфторенных фосфатов путем плавле ни  фосфатного сьфь  за счет сгорани  топлива в присутствии избытка кислорода с последующим образование в зкого плава, охлазкдением последне го и гранул цией rojoBoro продукта избыток кислорода берут в количеств 2,,0%и процесс ведут до получени  плава с в зкостью 0,5-1,2 НС/м. Способ осуществл ют следующим образом. 633 Фосфатный расплав представл ет собой жидкую фазу, в которой компоненты газовой фазы.раствор ютс  и вступают G ней во -взаимодействие. Каждый из этих компонентов вносит определенный вклад в процесс обесфторивани  фосфата. Положительное .. вли ние оказывает и избыточньй кислород , присутствующий в газовой фазе . Первой стадией процесса обесфторивани   вл етс  диссоциаци  соединений фосфатного расплава, в котором фтор находитс  в виде комплексных положительно зар женных фосфорсодержащих (POF) и кремнийсодержащих (SiOF) ионов. В этих ионах фтор может быть замещён кислородом из газовой фазы.. Чем вьше концентраци  кислорода в газовой фазе, тем выше его растворимость в расплаве и с большей скоростью и полнее протекают реакции обесфторивани  фосфата. Положительна  роль кислорода состо т еще и в том, что эти реакции могут успешно протекать и в газовой фазе, предотвраща  обратный переход сложных ионов в расплав, что также способствует улучшению процесса обесфторивани  . На процесс обесфторивани  фосфатов плавлением в циклонах вли ют и свойства расплава, особенно его в зкость. В зкость определ ет врем  пребывани  расплава в реакционной зоне,. поэтому ее величина должна находитьс  в определенных пределах (0,5-1,2). В зкость расплава прин то регули- . ронать двум  способами: изменением температуры изменением состава расплава путем применени  различных добавок. Второй способ требует усложнени  технологического процесса путем введени  таких операций, как подготовка реагентов и приготовление сырьевой смеси. При .этом ухудшитс  качество готового продукта вследствие снижени  концентрации Соответствующим .образом возрастут энергетические затраты. Регулирование в зкости расплава путем поддерживани  температурного режима в пределах 1400-1600 0  вл етс  недостаточно эффективным при низкой избыточной концентрации кислорода в газовой фазе (0,5-0,8%). 3 с увеличением концентрации избыточного кислорода в продуктах сгора ни  топлива до 2,5-5,0% существенно повышаетс  скорость обесфторивани  фосфатного расплава, что позвол ет регулировать процесс в широком диап зоне температур. Дл  того, чтобы значительно уменьшить расход топлива , процесс необходимо вести в усло ви х, позвол ющих поддерживать в зкость расплава 0,5-1,2 Н«с/м, т.е. обеспечить необходимое врем  пребывани  расплава в реакторе и получение качественного продукта. После охлаждени  такого расплава струей воды высокого давлени  образуютс  крупные гранулы диаметром 3-10 мм. Такой продукт после обезвоживани  содержит более 5% влаг 63.4 тогда как продукт, полученный по прототипу,  вл етс  мелкодисперсным, плохо обезвоживаетс  и содержит 15-25% злаги. Сушка такого продукта требует большего расхода топлива и сопровождаетс  повышенным пыпеуносом (10-15%), тогда как в предлагаемом способе он не превьш1ает 5%. Таким образом, получить продукт с заданными свойствами можно в результате гранулировани  плава с в зкостью 0,5-1,2 , что позвол ет снизить расход топлива при обесфторивании фосфатного сьфь  и сзппке полученного продукта. Вли ние избыточного кислорода в газовой фазе на расход топлива и производительность агрегата показано в табл.1.

Показатели 2,0 1 2,5 I 3,0 Производительность реактора по фос7 ,07,5 8,0 сырью, т/ч Расход топлива, 0,65 0,450,42 кг усл.топл. кг фоссырь  Примечание.

При содержании избыточного кислорода в газовой фазе менее 2,5% значительно замедл ютс  процессы замещени  фтора на кислород в комплексных ионах и дл  поддержани  производит ельнос,ти агрегата на уровне 7 т/ч требуетс  значительно понижать в зкость плава путем величени  расхода топлива до кг-усл,топл.

0,65

кг фоссырь 

Таблица 1

Концентраци  избыточного кислорода в газовой фазе,%

Увеличение концентрации избыточного кислорода в газовой фазе более 5,0% нецелесообразно, так как результаты не улучшаютс , но увеличиваетс  объем отход щих газов, что усложн ет услови  их очисткиот фтора.

Вли ние в зкости расплава на производительность реактора и расход , топлива показано в табл.2. Температура вытекающего расплава 1420 С, в зкость расплава 0,7 Hic/м. j 3,5 J 4,0 J 4,5 j 5,0 j 5,5 9,0 10,0 10,5 11,0 11,0 0,38 0,36 0,35 0,34 0,34 Производительность реактора по фоссырью, т/ч 7,0 8,5 Расход топлива, кг усл.топл. 0,65 0,400,38 кг фоссырь  Пр и м е.ч а н не. Концентраци  фазе 3,5% Как видно из табл.2, при в зкос- Н-с ти расплава ниже 0,5 -j- производительность процесса начинает снижатьс  и при у не превышает 7,0 т/ч. Это объ сн етс  не только сокращением времени обесфторивани , но и побочньвш  влени ми, вызванными значительным повышением температуры плава. В частности при Т наблюдаетс  значительный вынос PjOj- в газовую фазу и нарушение баланса между Са и в сторону увеличени  Са. Б этих услови х фтор св зьшаетс  в более стабильные комплексы чем РОЕ, которые при охлаждении образуют наиболее стабильный фосфатный материал - фторгидроксилапатит . Кроме того, в газо вой фазе при столь высоких температурах имеет место высока  диссоциа ци  СО на СО и кислород. Образующийс  СО способен частично блокировать поверхность плава, что приводит к дополнительной стабилизации его свойств. Увеличение в зкости расплава бо лее 1,5 H ceк/м приводит к снижению производительности реактора,та как в этом слу1ае снижаетс  раство римость компонентов газовой фазы (кислорода, паров воды) в расплаве , что приводит к замедлению скорости реакции обесфторивани  фос- фатов. . Пример 1. 1000 кг фо Гсь1рь плав т за счет тепла от сгорани  450 кг усл.топл. в окислительной

Таблица 2 10,011,0 0,360,35 избыточного кислорода в газовой среде при избытке кислорода в продуктах сгорани  2,5% и получают 870 кг плава с в зкостью 0,5 Н-с/м, который гранулируют струей воды высокого давлени  и обезвоживают. Обезвоженный продукт с влажностью 5% направл ют на сушку и далее помол и упаковку. Пылеунрс в процессе сушки не превьшает 5%. Производительность реактора 7,5 т фоссырь  в час.Затраты энергии 0,45 кг фоссырь  Содержание фтора в продукте О,16%. Пример 2. 1000 кг фоссьфь  даав т за счет тепла от сгорани  380 кг усл.топлива в окислительной среде при избытке кислорода в продуктах сгорани  3,5% и получают 864 кг плава с в зкостью 0,75 Н-с/м, которьй г ранулируют струей воды высокого давлени  и обезвоживают. Обезвоженный продукт с влажностью 4,5% направл ют на сушку и далее помол и упаковку. Пылеунос в процес .се сушки не превьнпает 4,0%. 15 оизводительн сть реактора 9 т фоссьфь  в час. Затраты энергии .топл./ Содержание кг фоссь1рь . фтора в продукте 0,18%. Пример 3. 1000 кг фоссырь  плав т за счет тепла от сгорани  340 кг усл.топлива в окислительной среде при избытке кислорода в продуктах сгорани  5,0% и получают B&Q кг плава с в зкостью 1,2 Н;с/м, который гранулируют струей воды высокого давлени  и обезвоживают. Обезвоженный продукт с влажностью 4,0% йаправл ют на сущку и далее помол и упаковку. Пыпеунрс в процессе сушки не превыпает 3,8%. водит ельность реактора 11т / 5 ,фосс|фь  в час. Затраты энергий 0 54 г .усл.топл./ Содержание фто кг фоссырь  Ф . ра в продукте 0,19%. Таким образом, предлагаемый способ позвол ет получать обесфторенные ппавленные кормовые и удобрительные фосфатыпутем бескислотной и безотходной технологии пп авлени  фосфатов цри использовании низкокачественного фосфатного сырь , что дает значительный экономический эффект.

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЕСФТОРЕННЫХ ФОСФАТОВ путем плавления фосфатного сырья за счет сгорания топлива в присутствии избытка кислорода с последующим образованием вязкого плава, охлаждением последнего и грануляцией готового продукта, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса при одновременном снижении расхода топлива на плавление, избыток кислорода берут в количестве 2,5-5,0% и процесс ведут до получения плава с вязкостью 0,51,2 Н.с/м*.

   СО to оз Qi 03 со ί