SU1761705A1 - Способ переработки фосфорных шлаков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам комплексной безотходной переработки шлаков фосфорного производства. Цель изобретени  - получение силана. В расплав шлака ввод т алюминиевый лом при соотношении последнего и шлака (0,4-0,5):(1,0-1,2). В результате алюминотермического восстановлени  получаетс  высокоглиноземистый вторичный шлак, а поверх его всплывает сплав алюмини  с кремнием и фосфором. При воздействии на сплав водой получают фосфин, а при последующем добавлении кислоты-силан. Осадок кремни  промывают водой, сушат и переплавл ют в вакууме.

Description

Изобретение относитс  к способам комплексной безотходной переработки шлаков фосфорного производства.

Цель изобретени  - получение силана. Способ осуществл ют следующим образом , Исходный шлак имеет химический состав , мае. %:

Si0243,0-45,0

СаО45,0-47,0

МдО0,3-0,5

РеаОз0,31-0,35

А 20з3,2-3,5

Na200,59-0,62

Р2052,29-2,31

соед. фтора2,80-3,0

К200,20-0,23

ТЮ20,19-0,22

Переработку шлака провод т на электроиндукционной печи типа ЛПЗ-3-67. Шлак фосфорного производства расплавл ют и довод т до температуры 1300°С. В расплавленную массу шлака добавл ют алюминиевый лом в соотношении к шлаку

(0,2-0,4):(1,0-1,2). При этом в тигле печи протекает экзотермическа  реакци , при которой температура поднимаетс  свыше 2000°С (алюмотерми ). Происходит раскисление окислов кремни , железа, фосфора, титана по следующим реакци м S102 + AI - AI203 + SI

Ре20з + А - Ре + А120з P20s + AI - А120з + Р ТЮ2 + AI - Ti +

Остальные составл ющие фосфорного шлака не раскисл ютс  и вместе с получаемым оксидом алюмини  составл ют вторичный шлак, который, в силу своих особенностей, весьма эффективно можно использовать как строительный материал. Раскисленный кремний и фосфор взаимодействуют с алюминием и образуют силуми- лы и фосфид алюмини .

Ё

J

О

4 О СЛ

Al

Si + Al - силумин 11-14 Si остальное

P + AI - AIP

В сплаве может быть также свободный алюминий, хот  по постановке рассматриваемой задачи желательно меньшее его количество , так как его наличие приводит к значительному выделению водорода. Однако , нужно отметить, что водород также  вл етс  ценным газом и используетс  дл  гидрогенизации аморфных пленок, а также может использоватьс  как топливо. Данный сплав как показывают экспериментальные исследовани  при взаимодействии с растворами кислот выдел ет значительное количество силана и фосфина. При этом фосфин выдел етс  и при взаимодействии с водой. Поэтому можно на первой стадии выделить фосфин и собрать его в газосборники . На второй стадии путем взаимодействи  с растворами кислот можно выделить силан. Приведенные реакции можно представить в следующем виде

1)А1Р + Н20 - РНзт-ьА1(ОН)з 2) Силумин + H2S04 + А(ОН)з + Si -

SI1

AI2( 304)з . SihUT,

- -j- - . -(- раствор

газ

осадок

Из приведенных уравнений видно, что в осадке остаетс  кремний и выдел ютс  силан и фосфин, которые, как известно,  вл ютс  достаточно дорогими газами. Кроме того, предлагаемый способ получени  сплава и утилизации фосфорных шлаков удобен в том плане, что одновременно с получением ценных газов, происходит химическа  обработка и очистка кремни , тоже ценного

продукта и при этом преобладающего по массе в составе получаемого сплава. Следует также отметить, что получаемый порошок  вл етс  очень интенсивным поставщиком

газа-силана, сравнимый, к примеру, с таким соединением, как силицид магни .

Экспериментальные исследовани  на масспектрометре показали, что в зависимости от количества вводимого в шлак алюмини  в значительной мере зависит соотношение выдел емых газов: силана, фосфина и водорода. Результаты экспериментальных исследований приведены в таблице .

Таким образом, по сравнению с прототипом описываемый способ дает возможность раздельного получени  силана и фосфина. Получение кремни  со степенью чистоты пор дка 99,99% и высокоглиноземистого цемента, или огнеупорного кирпича .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ переработки фосфорных шлаков путем алюминотермического восстановлени  оксида кремни  с получением высокоглиноземистого материала с последующим получением фосфина из суспензии,

   содержащей фосфид алюмини , путем бар- ботажа инертным газом, отличающий- с   тем, что, с целью получени  силана, процесс алюминотермического восстановлени  ведут при соотношении расплавленного шлака и алюмини  1,0-1,2:0,4-0,5. отдел ют от вторичного шлака всплывающий сплав алюмини  с кремнием и фосфором , измельчают и получают из неге фосфин, затем добавл ют кислоту, выдел ющийс  сплав собирают в газосборник, в осадок кремни  промывают водой, сушат v переплавл ют в вакууме.