SU891557A1

SU891557A1 - Method of processing calcium sulphate-containing raw material

Info

Publication number: SU891557A1
Application number: SU802925156A
Authority: SU
Inventors: Игорь Георгиевич Костыльков; Виталий Федорович Карпов; Галина Владимировна Урсина; Владимир Николаевич Носов
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Техэнергохимпром"
Priority date: 1980-05-06
Filing date: 1980-05-06
Publication date: 1981-12-23

Description

1one

Изобретение относитс к способам переработки отходов производств, содержащих сульфат кальци , и может быть использовано дл получени извести и карбоната кальци .The invention relates to methods for the processing of waste products containing calcium sulfate, and can be used to produce lime and calcium carbonate.

Известен способ переработки сырь , содержащего сульфат кальци , путем его восстановительного разложени , причем более 90% перерабатываемого сырь состоит из частиц диаметром 2,5-5 мкм 1.A known method of processing raw materials containing calcium sulfate, by its reductive decomposition, more than 90% of the processed raw material consists of particles with a diameter of 2.5-5 microns 1.

Однако этот способ не исключает по вление в твердых продуктах реакции сульфида кальци , что делает невозможным их использование.However, this method does not exclude the appearance of calcium sulfide in solid reaction products, which makes it impossible to use them.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ переработки гипса путем термического разложени измельченного сырь при 11801232°С в среде восстановительного газа с получением извести и сернистого газа, причем весовое соотношение .восстановительного газа к сульфату кальци равно 1:1 2:1, а размер частиц исходного сырь равен 1|3 The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of processing gypsum by thermal decomposition of crushed raw material at 11801232 ° C in a reducing gas medium to produce lime and sulfur dioxide gas, the weight ratio of reducing gas to calcium sulfate is 1: 1 2: 1, and the size of the particles of the raw material is 1 | 3

5 мм 2 .5 mm 2.

Недостатком известного способа вл ютс большие энергозатраты, обусловленные высокой температурой процесса обработки сырь , а также невозможность получени извести и серной кислоты из сульфатного сырь , содержащего примеси, которые образуют в процессе разложени легкоплавкие соединени . Эти соединени плав тс при температуре ниже ЮООС и оплавл ют частицы сырь , в результате чего интенсивность процесса снижаетс в The disadvantage of this method is the high energy consumption due to the high temperature of the processing of raw materials, as well as the impossibility of obtaining lime and sulfuric acid from sulphate raw materials containing impurities that form low-melting compounds in the decomposition process. These compounds melt at temperatures below UOOC and melt the particles of the raw material, as a result of which the intensity of the process decreases in

10 2-3 раза.10 2-3 times.

Цель изобретени - обеспечение возможности переработки сырь , содержащего легкоплавкие соединени , и снижение энергозатрат.The purpose of the invention is to provide the possibility of processing raw materials containing low-melting compounds, and reducing energy consumption.

Поставленна цель достигаетс The goal is achieved

15 тем, что согласно.способу переработки сырь , содержащего сульфат кальци , включающему термообработку предварительно измельченного исходного сырь в среде восстановительного га20 за с получением сернистого ангидрида и соединений кальци ,термообработку исходного сырь осумертвл ют при 400800 С и весовом соотношении восстановительного газа к сульфату 1:(3025 70) в течение 5-120 с с последующим разложением образующегос при этом сульфита кальци , причем исходное сырье берут с размером частиц 5 30 200 мкм.15 in that according to the method of processing raw materials containing calcium sulfate, including heat treatment of pre-crushed feedstock in a reducing gas environment 20 to produce sulfur dioxide and calcium compounds, heat treatment of the raw material is killed at 400,800 ° C and the weight ratio of reducing gas to sulfate 1: (3025 70) within 5-120 s, followed by decomposition of the calcium sulfite formed, and the raw material is taken with a particle size of 5 30 200 microns.

С целью получени высокоактивной извести с содержанием окиси кальци выше 95% сульфит кальци разлагают при 910 - , а с целью получени активного карбоната кальци сульфит кальци разлагают в присутствии двускиси углерода при 600 - .In order to produce highly active lime with a calcium oxide content higher than 95%, calcium sulfite is decomposed at 910 -, and in order to produce active calcium carbonate, calcium sulfite is decomposed in the presence of carbon dioxide at 600 -.

Целесообразность проведени термообработки сырь в диапазоне 400 800 С подтверждаетс данными табл. 1The feasibility of heat treating the raw material in the range of 400,800 ° C is confirmed by the table. one

Весовое соотношение восстановительного газа к сульфату кальци определ етс в зависимости от используемого восстановител : дл чистого водорода это соотношение равно 1:70 а дл окиси углерода - 1:4} промежуточные значени относ тс к смеси газовых восстановителей Н +СОп в различных пропорци х.The weight ratio of the reducing gas to calcium sulfate is determined depending on the reducing agent used: for pure hydrogen, this ratio is 1:70 and for carbon monoxide - 1: 4} intermediate values refer to the mixture of gaseous reducing agents H + Cop in various proportions.

В табл. 2 показано вли ние на процесс размеров частиц сырь , подаваемого на термообработку.In tab. Figure 2 shows the effect on the process of the particle size of the raw materials supplied to the heat treatment.

Таким образом, из соображений снижени пылеуноса из реактора и обепечени высокого содержани CaCOj в продукте целесообразно, чтобы размер частиц сырь , подаваемого на термообработку , был 5-200 мкм.Thus, for reasons of reducing the dust content of the reactor and providing a high CaCOj content in the product, it is advisable that the particle size of the raw material being fed to the heat treatment is 5-200 µm.

В табл. 3 показано вли ние времени проведени реакции при , размерах частиц сырь 2-50 мкм и при соотношении восстановительного газа к сульфату кальци , равном 1:45.In tab. Figure 3 shows the effect of the reaction time at a particle size of the raw material of 2-50 microns and at a ratio of the reducing gas to calcium sulfate equal to 1:45.

Из данных табл. 3 видно, что оптимальное врем термообработки сырь составл ет 5-120 с.From the data table. 3, it can be seen that the optimum heat treatment time of the raw material is 5-120 seconds.

Дл получени извести с концентрацией окиси кальци выше 95% с применением топочных газов в качестве восстановительного газа, нижний температурный предел стадии разложени сульфита кальци должен быть равен , т.е. выше температуры , когда упрузгость диссоциации карбоната кальци по реакции (1) превышает .1 атм.To obtain lime with a calcium oxide concentration above 95% using flue gases as a reducing gas, the lower temperature limit of the calcium sulfite decomposition stage must be equal, i.e. above the temperature when the elasticity of dissociation of calcium carbonate by reaction (1) exceeds .1 atm.

CaCOj СаО + COQ, (1)CaCOj CaO + COQ, (1)

При температуре ниже в присутствии CO/j происходит обратнсШ реакци At temperatures below in the presence of CO / j, the reverse reaction occurs.

СаО + СО - CaCOj (2), что приводит к снижению выхода извести и ее активности.CaO + CO - CaCOj (2), which leads to a decrease in the yield of lime and its activity.

Разложение сульфита кальци при температуре вьиае приводит к оплавлению примесей, которые присутствуют в исходном сырье. Оплавленные примеси капсулируют частицы сульфата :кальци , преп тству диффузии SOj в газовый поток в результате чего выход СаО падает и не превышает 75%.The decomposition of calcium sulfite at a temperature of vyaya leads to the melting of impurities that are present in the raw material. Melted impurities encapsulate sulfate particles: calcium, preventing the diffusion of SOj into the gas stream, as a result of which the yield of CaO decreases and does not exceed 75%.

В табл. 4 представлены данные, отражакацие зависимость выхода СаО от температуры стадии разложени сульфита кальци .In tab. Figure 4 presents the data reflecting the dependence of the CaO yield on the temperature of the calcium sulfite decomposition stage.

Дл получени активного карбоната кальци сульфит разлагают в присутсхвии двуокиси углерода при 600-900 С. При темпетаруре ниже бООС раэложение сульфита практически не имеет места, а при температуре выше не происходит образовани карбоната кальци .In order to obtain active calcium carbonate, sulfite is decomposed in the presence of carbon dioxide at 600-900 ° C. At a temperature below BOOC, the decomposition of sulfite practically does not take place, and at a temperature above calcium carbonate does not form.

Способ осуществл ют следующим образом.The method is carried out as follows.

Сырье, содержащее сульфат кальци предварительно сушат в диспергированном состо нии. Высушенное диспергированное сырье с размером частиц 5 200 мкм подают в реактор кип щего сло , где осуществл ют его термическое разложение при 400-800 С при соотношении восстановительного газа к сульфату кальци 1: (30-70) в течение 5-120 сек с образованием сульфита кальци . Полученный сульфит кальци газовым потоком через пылеочистительные циклоны подают во второй реактор кип щего сло с решеткой, состо щей из колпачков с тангенциальными сверлени ми , где его разлагают при 910 1100°С , если ставитс цель получени высокоактивной извести, или же при 600-900°С в присутствии двуокиси углерода , если ставитс цель получени активного карбоната кальци .The raw material containing calcium sulfate is pre-dried in a dispersed state. The dried dispersed feedstock with a particle size of 5,200 µm is fed to the fluidized bed reactor, where it is thermally decomposed at 400-800 ° C with a ratio of reducing gas to calcium sulfate 1: (30-70) for 5-120 seconds to form sulfite calcium. Calcium sulphite obtained by gas flow through dust-cleaning cyclones is fed to the second fluidized bed reactor with a grate consisting of caps with tangential drilling, where it is decomposed at 910 1100 ° C, if the purpose is to obtain highly active lime, or at 600-900 ° C C in the presence of carbon dioxide, if the goal is to produce active calcium carbonate.

Из реактора готовый продукт поступает в холодильник. Сернистый газ направл ют на очистку отпыли, после чего он поступает в контактные аппараты на окисление до серного ангидрида , который направл ют на получение серной кислоты.From the reactor the finished product enters the refrigerator. Sulfur dioxide is sent to clean up the dust, after which it enters the contact apparatus for oxidation to sulfuric anhydride, which is sent to produce sulfuric acid.

Пример 1. 1000 кг сырь , содержащего сульфат кальци ,, фракционного состава 5-100 мкм нагревают до в пото е газов, содержащих водород, при весовом соотношении восстановительного газа (СО + Hj) к сульфату кальци , равном 1:30, в течение 30 с. Полученный сульфит кальци осаждают в количестве 882 кг и направл ют на разложение в реактор с кип щим слоем, который обогреваетс топочными Га:зами с температурой 1000°С. Продукт реакции СаО направл ют в теплообменник, где он отдает тепло воздуху, подаваемому на горение топлива. Из теплообменника 285 кг СаО с температурой поступает на затарку или силосаг а 320 кг двуокиси серы направл ют в контактные аппараты дл получени серной кислоты.Example 1. 1000 kg of raw material containing calcium sulphate, a fractional composition of 5-100 µm is heated to 30:30 in a ratio of reducing gas (CO + Hj) to calcium sulphate in a stream of hydrogen-containing gases for 30 with. The resulting calcium sulfite is precipitated in an amount of 882 kg and sent for decomposition into a fluidized bed reactor, which is heated by flue gases: with a temperature of 1000 ° C. The reaction product CaO is sent to a heat exchanger, where it releases heat to the air supplied to the combustion of the fuel. From a heat exchanger, 285 kg of CaO with temperature is fed to the mash or silage, and 320 kg of sulfur dioxide is sent to contact machines to produce sulfuric acid.

Пример 2. 1000 кг отходов производства фосфорной кислоты - фосфогипса с размерами частиц 5-200 мкм нагревают до в потоке топочных газов при соотношении восстановител (СО + Hj) к сульфату кальци 1:48. Врем нагрева составл ет 15 с. Полученный сульфит кальци в количестве 850 кг подают в реактор кип щего сло , где в качестве топлива используют природный газ, сжигаемый при 81 , 480 кг карбоната кальци и 42 кг окиси кальци направл ют в теплообменник , где они охлаждаютс воздухом , подаваеким на горение тохшиваExample 2. 1000 kg of wastes from the production of phosphoric acid - phosphogypsum with a particle size of 5-200 µm are heated to the flow of flue gases at a ratio of reducing agent (CO + Hj) to calcium sulfate 1:48. The heating time is 15 seconds. The resulting calcium sulfite in the amount of 850 kg is fed to the fluidized bed reactor, where natural gas combusted with 81, 480 kg of calcium carbonate and 42 kg of calcium oxide is used as fuel is sent to a heat exchanger where they are cooled with air that is supplied to the burner.

Охлеивденные продукты направл ют на затарку. 324 кг двуокиси серы направл ют в цех серной кислоты.The baked products are sent to the mash. 324 kg of sulfur dioxide are sent to the sulfuric acid plant.

Пример 3. Отход производства плавиковой кислоты - фторогипс с размером частиц 80 мкм в количестве 1000 кг нагревсиот в эрлифте в течение 120 с потоком газов с температурой 800С, полученных от пропускани топочных газов через уголь, предварительно нагретый до . Весовое соотношение восстановительного газа к сульфату кальци составл ет 1:70. Полученный сульфит кальци осаждают и направл ют в реактор, описанный в примере 2. В качестве окислител Температура, С 300 400 Содержание СаСО, % 10 65 Врем завершени 120 60 . реакции, с Размеры частиц сырь , мкм1 5 Содержание СаСО в , продукте, %100 100 „ ...«.«..«.««. ..... - „ Пылеунос из реактора , %98 96 Врем , с-25 Выход CaSOj, %2185Example 3. Waste from the production of hydrofluoric acid — fluorohypsum with a particle size of 80 μm in an amount of 1000 kg of heaters in an airlift for 120 with a flow of gases with a temperature of 800 ° C, obtained from passing flue gases through coal preheated to. The weight ratio of the reducing gas to calcium sulfate is 1:70. The resulting calcium sulfite is precipitated and sent to the reactor described in example 2. As oxidant Temperature, C 300 400 Content of CaCO,% 10 65 Completion time 120 60. reactions, with the particle size of the raw material, μm1 5 Content of CaCO in, product,% 100 100 „...“. “..“. ““ “. ..... - “Pyleunos from the reactor,% 98 96 Time, s-25 Exit CaSOj,% 2185

топлива используют воздух, обогащенный кислородом на 28%. Температура в реакторе равна 900С. Врем пребывани сульфита кальци в реакторе составл ет 25 с. 830 кг карбоната кальци с температурой поступает в холодильник и затем на затарку. 544 кг сернистого ангидрида направл ют в цех дл производства серной кислоты.fuels use air enriched with oxygen by 28%. The temperature in the reactor is 900 ° C. The residence time of calcium sulfite in the reactor is 25 seconds. 830 kg of calcium carbonate with the temperature goes to the fridge and then to the mash. 544 kg of sulfur dioxide is sent to the workshop for the production of sulfuric acid.

Предлагаемый способ позвол ет снизить энергозатраты до 0,1-0,12 кгу.т/ кг СаО за счет снижени температуры процесса, а кроме того, дает возможность получать высококачественную известь с содержанием СаО 95% и выше . Т Т аблица 1 600 800 900 78 99,5 0,5 35 20 1 аблица 2 50 250 300 100 96 50 , - - - - - - 32 2 0,5 ТаблицаЗ 50120180 989999,5The proposed method allows to reduce energy consumption to 0.1-0.12 kgu.t / kg CaO by reducing the process temperature, and in addition, it makes it possible to obtain high-quality lime with CaO content of 95% or more. T T table 1 600 800 900 78 99.5 0.5 35 20 1 table 2 50 250 300 100 96 50, - - - - - - 32 2 0.5 Table 30120180 989999.5

Энергозатраты, кг у.т./кгEnergy consumption kg kg.ft./kg

CaSO,CaSO,

0,1 0,11 0,13 0,18 0,210.1 0.11 0.13 0.18 0.21

Темпер ат ур а, СTemper at ur a, C

Выход СаО, %The output of Cao,%

Энергозатраты, кг у.т./кгEnergy consumption kg kg.ft./kg

СаОCao

Claims

1. A method of processing raw materials containing calcium sulfate, which includes heat treatment of a pre-crushed raw material in a reducing gas medium to produce sulfur dioxide and a compound, wherein, in order to allow the processing of raw materials containing low-melting compounds and reduce energy consumption, heat treatment of the raw material carried out at 400-800C and the weight ratio of reducing gas to sulfate 1: (30-70) for 5-120 s, followed by decomposition of the resulting with ulfit calcium

Table 4

800 900 1000 1100 1200

0.5 87 92 99 100

0.1. 0.12 0.15 0.21 0.35

2. Method pop, 1, which distinguishes I from the fact that the raw materials are taken with a particle size of 5-200 microns.

3. The method according to claim 1, characterized in that, in order to obtain highly active lime with a content of free calcium oxide above 95% calcium sulfite, rg is added at 910-1100

4. Method pop, 1, which is also distinguished by the fact that, in order to produce calcium active for calcium, sulphite is decomposed in the presence of carbon dioxide at 600-900 ° C.

Sources of information taken into account in the examination

1, UK Patent

1346659, class C 1 A, published 1974,

2, US Patent No. 3087790, class 23-186, published. 1963,