SU994399A1

SU994399A1 - Process for producing calcium sulfide

Info

Publication number: SU994399A1
Application number: SU813298666A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Николаевич Ченцов; Вадим Сергеевич Епифанов; Тамара Васильевна Олейникова; Анатолий Васильевич Сафонов; Людмила Ивановна Сосунова; Анатолий Ефимович Попов
Priority date: 1981-05-28
Filing date: 1981-05-28
Publication date: 1983-02-07

Description

Изобретение относитс к химической технологии переработки Фосфогипса ha сульфид кальци и может быть использован в производстве серной кислоты и фосфоизвести.This invention relates to a chemical technology for the processing of phosphogypsum and calcium sulfide, and can be used in the production of sulfuric acid and phosphorus.

Известен способ получени сульфида кальци путем пропускани водорода через слой сульфата кальци при 870-920 С ij.A known method for producing calcium sulfide is by passing hydrogen through a layer of calcium sulfate at 870-920 C ij.

, Недостатками способа ЯВЛЯНУГСЯ использование дорогого восстановител -водорода , невысокий выход сульфида кальци и заметные потери серы в газовую фазу.The disadvantages of the method are the use of an expensive hydrogen reducing agent, a low yield of calcium sulfide and noticeable loss of sulfur in the gas phase.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ получени сульфида кальци , в котором обжиг фосфогипса ведут в смеси с коксом. Обжиг провод т в электрической . Дл предотвращени окислени сульфида кальци над твердой базой пропусKcuoT очищенный от кнслс ода азот. При мольном соотношении углерода кок са.к сульфату кальци 5:1 достигаетс наивысший выход сульфида кальци 99., 2% и минимальные потерч серч в газовую фазу - 5%. Обжиговый газ состоит из азота, диоксида углерода.The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a method of producing calcium sulfide, in which the firing of phosphogypsum is carried out in a mixture with coke. The firing is conducted in electric. To prevent the oxidation of calcium sulphide over a solid base, KcuoT skip is free of nitrogen nitrogen. With a molar ratio of carbon, coke and calcium sulphate of 5: 1, the highest yield of calcium sulphide 99 is reached., 2% and the minimum loss of sulfur in the gas phase is 5%. The firing gas consists of nitrogen, carbon dioxide.

диоксида серы и следов оксида углерода 2 .sulfur dioxide and traces of carbon monoxide 2.

Недостатки способа состо т з невозможности повышени выхода сульфида кальци и уменьшени потерь серн в газовую среду, непригодность применени обжигового, газа в качестве топлива или технологического газа, удорожание процесса за счет исполь10 зовани инертного газа.The disadvantages of the method include the impossibility of increasing the output of calcium sulfide and reducing the losses of chamois into the gaseous medium, the unsuitability of the use of calcining, gas as fuel or process gas, the cost of the process due to the use of inert gas.

Цель изобретени состо т в увеличении выхода сульфида кальци , уменьшении потерь серы и возможности использовани теплотворной способности The purpose of the invention is to increase the yield of calcium sulfide, reduce the loss of sulfur and the possibility of using the calorific value

15 обжигового газа.15 calcined gas.

Поставленна цель достт1гаетс тем, что восстановление фосфогипса ведут в кислородо-воздушном дутье при мопьном соотношении сульфат кальци : уг20 лерод : кислород 1:10,0-11,1:3,03 ,6.The goal is achieved by the fact that the reduction of phosphogypsum is carried out in an oxygen-air blast with a calcium ratio of calcium sulfate: carbon 20: oxygen 1: 10.0-11.1: 3.03, 6.

Способ позвол ет увеличить выход сульфида кальци до 99,,7%, уменьшить потери серы в газовую фазу до The method allows to increase the output of calcium sulfide to 99, 7%, to reduce the loss of sulfur in the gas phase to

25 0,3-0,4% и использовать обжиговый газ в качестве высококалорийного топлива или технологического газа, в котором содержание оксвда углерода в зависимости от концентрации кислорода в ис30 ходном кислородо-воздушном дутье мп- ,25 0.3-0.4% and use the kiln gas as a high-calorific fuel or process gas, in which the content of oxygen is carbon depending on the concentration of oxygen in the initial oxygen-air blast mp-,

жет составл ть 30-90%, Кроме того, использование тепла обжиговот о газа дл предварительного подогрева исходных компонентов удешевл ет процесс.It is 30-90%. In addition, the use of firing gas heat to preheat the starting components reduces the cost of the process.

Поддержание в шихте мольного соотношени сульфат кальци s углерод « 1:10,0-11,1 дает возмохность сжигать уголь только до оксида углерода с выделением тепла, достаточного дл поддержани в восстановительной зоне оптимальной температуры (850-950С).Keeping the molar ratio of calcium sulphate s carbon 1: 10.0-11.1 in the mixture makes it possible to burn coal only up to carbon monoxide with heat generation sufficient to maintain the optimum temperature in the reduction zone (850-950 ° C).

При мольном соотнршенин сульфат кальци : углерод больше Is10,0 (см. табл., пример 9) пачвпло оксида углерода образуетс диоксид, что уменьшает выход сульфида кальци и увеличивает потери с.еры в газовую фазу.When the molar ratio of calcium sulfate is: carbon is greater than Is10.0 (see tab., Example 9), carbon dioxide is formed in the course of carbon oxide, which reduces the yield of calcium sulfide and increases the loss of sulfur in the gas phase.

При мольном соотношении сульфат кальци : углерод меньше. 1:11,1 (т. табл., пример 10) выход готового продукта остаетс практически неизменньм , однако за счет нерационально высокого расхода угл сульфиг кальци загр зн етс последним.When the molar ratio of calcium sulfate: carbon is less. 1: 11.1 (m. Table., Example 10), the yield of the finished product remains almost unchanged, however, due to the irrationally high consumption of carbon, calcium sulfide is contaminated last.

Объем кислородо-воздуганой смеси однозначно св зан с количеством сульфата кальци в шихте и определ етс условием образовани лишь оксида углерода и поддерживаетс на уровне сульфат кальци : кислород 1:3,0-3 ,6.The volume of the oxygen-air mixture is unambiguously related to the amount of calcium sulfate in the mixture and is determined by the condition of formation of carbon monoxide only and is maintained at the level of calcium sulfate: oxygen 1: 3.0-3, 6.

При соотношении больа1е 1:3,0 (см. табл., пример 8) произойдет недогорание угл и температура в восстановительной зоне понизитс ниже оптимальной (), что повлечет за собой уменьшение выхода сульфида кальци и увеличение потерь серы в твердую фазу.With a ratio of more than 1: 3.0 (see Table 1, example 8), coal will undercook and the temperature in the reduction zone will drop below the optimum (), which will result in a decrease in the output of calcium sulfide and an increase in sulfur loss in the solid phase.

При соотноиюнии меньше 1:3,6 (см. табл., примеры 11, 12) уголь сгорает с образованием не только оксида углерода , но и .его диоксида, что приводи к превышению оптимальной температуры () в восстановительной зоне, и в конечном счете к уменьшению выхода сульфида кальци и пов111шению потерь в газовую фазу.When the ratio is less than 1: 3.6 (see table., Examples 11, 12), coal burns to form not only carbon monoxide, but also its dioxide, which leads to an excess of the optimum temperature () in the reduction zone, and ultimately to a decrease in the yield of calcium sulfide and to the increase of losses in the gas phase.

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

Исходный фосфогипс смешивают с углем в мольном соотношении сульфат кальци : углерод 1:10,0-11,1. Шихт высушивают, обесфторивают, подогревают до 770-830 С и подают в восстаиовительную зону, куда нагнетают предварительно подогретую до 650-700 Г кислородо-воздушную смесь. В восста .Новительной зоне за счет тепла неполного сгорани угл поддерживают оптимальную температуру 850-950 С дл процесса восстановлени сульфата кальци в сульфид. Количество кислородо-воздушного дуть , вводимого вThe initial phosphogypsum is mixed with coal in a molar ratio of calcium sulfate: carbon 1: 10.0-11.1. The mixtures are dried, defluted, heated to 770-830 C and fed to a recovery zone, where oxygen-air mixture preheated to 650-700 G is injected. In the recovery zone, due to the heat of incomplete combustion of coal, the optimum temperature is maintained at 850-950 ° C for the process of reducing calcium sulphate to sulphide. The amount of oxygen-air blowing introduced into

восстановительную зону, поддерживают таким, чтобы соблюдалось мольное соЬтнои1ение сульфат кальци : кислород 1:3,0-3,6. Отсутствие диоксида углерода к вод ных паров затрудн ет окисление сульфида кальци , а следовательно , увеличивает выход его и уменьшает потери серы. Обжиговый газ, содержащий в основном азот и оксид углерода, из восстановительной зоны направл ют на подогрев шихты до 770-830 С, при этом температура газа понижаетс до 700-750С. Затем обжиговый газ последовательно направл ют на подогрев кислородо-воздушиого дуть , обесфторивание и cyiuxy шихты. Дл поддержани оптимгшьных выходных температурных параметров дуть и nmxrты помимо физического тепла обжигового газа частично используетс и его теплотворна способность, т.е. тепло, выдел емое при сжигании части оксида углерода.the reduction zone is maintained so that the molar cobalt calcium sulfate: oxygen 1: 3.0-3.6 is observed. The absence of carbon dioxide to water vapor makes it difficult to oxidize calcium sulfide, and therefore increases its yield and reduces sulfur losses. The calcining gas, containing mainly nitrogen and carbon monoxide, from the reduction zone is sent to preheat the charge to 770-830 ° C, while the gas temperature is lowered to 700-750 ° C. Then, the kiln gas is sequentially directed to the heating of oxygen-air blowing, defluorization, and cyiuxy charge. In order to maintain optimal output temperature parameters, blowing and nmxy, besides the physical heat of the firing gas, its heat value, i.e. heat generated by burning part of carbon monoxide.

. После сушки и обесфторивани шихты обжиговый газ содержит оксида углерода и имеет температуру 105120 С . Газ проходит стадии очистки от фтора и конденсации излишней влаги и передаетс дл использовани либо в качестве высококалорийного топлива, либо в качестве технологического газа например, на конверсию оксида углерода .. After drying and defluorization of the mixture, the kiln gas contains carbon monoxide and has a temperature of 105120 ° C. The gas goes through a stage of purification from fluorine and condensation of excess moisture and is transferred for use either as a high-energy fuel or as a process gas, for example, to the conversion of carbon monoxide.

Твердый продукт, содержащий сульфид кальци и примеси, сопутствующие исходным фосфогипсу и углю, внвод т из восстановительной зоны и используют дл получени фосфоизв гсти и внсококонцентрированного сернистого ангидрида .A solid product containing calcium sulphide and impurities accompanying the original phosphogypsum and coal is introduced from the reduction zone and is used to produce phosphoic acid and a highly concentrated sulfurous anhydride.

Пример 1. 111,1г фосфогипса (. влажность 10%) смешивают со 100 г сухого угл , высушивгиот, обесфторивают и подогревают теплом обжигового газа до , Получают 200 г шихты с содержанием 92 г сульфата кальци и 88 г угл (мольное соотношение 1:10,8). Нагретую имхту подают в восстановительную зону, где поддерживают температуру 900С. Туда же нагнетают 246 л предварительно подогретой до кислородо-воздуишой смеси { мольное соотношение сульфат кальци : кислород 1:3,47. После восстановлени фосфогипса получают 48,51 г сульфида кёшьци , выход готового продукта составл ет -99,6%, а потери серы 0,4%. Отход щий обжиговый газ содержит 44% оксида углерода.Example 1. 111.1 g of phosphogypsum (10% moisture) is mixed with 100 g of dry coal, dried, defrosted and heated with the heat of calcining gas to. Obtain 200 g of the mixture containing 92 g of calcium sulphate and 88 g of coal (1:10 molar ratio ,eight). Heated imhta served in the recovery zone, where they maintain the temperature of 900C. 246 l of a preheated oxygen-air mixture {molar ratio of calcium sulfate: oxygen 1: 3.47 is injected there. After the reduction of phosphogypsum, 48.51 g of yogurt sulfide are obtained, the yield of the final product is 99.6%, and the loss of sulfur is 0.4%. The firing off gas contains 44% carbon monoxide.

Пример 2.В таблице приведены другие примеры осуществлени спс соба в услови х: температура в восстановительной зоне 850-950 С, температура подаваемлх в восстановительную зону шихты 750-800 С идуть 650-700 С, загрузка шихты 200 г.Example 2. The table shows other examples of the implementation of the process in the following conditions: the temperature in the reduction zone is 850–950 ° C, the temperature supplied to the reduction zone of the charge 750–800 ° C goes 650–700 ° C, the charge loading is 200 g.

Claims

As can be seen from the table, only under the conditions of the process of phosphogypsum reduction with coal in an oxygen-air blast at a molar ratio of calcium sulfate to carbon: oxygen: 1: 10.0-11, b, the yield of calcium sulfide is 99.6 -99.7% with carbon monoxide content in the exhaust gas 82-90%. Claims method for producing calcium sulfide by reduction of phosphogypsum with charcoal at 15 850-95os. Determined by the fact that, in order to increase the yield

the target product, reducing the loss of sulfur to the possibility of using the calorific value of the calcining gas, the process is carried out in an oxygen-air blast at a molar ratio of calcium sulfate: carbon: oxygen 1: 10.0-11, Ii 3.0-3.6.

Sources {information, 10 that are cited for consideration during the examination 1. Authors certificate of the USSR 239266, cl. C 01 B 17/44, 1968;

2.Parfenov E.P., Razdorskikh L.M. and others. Recovery of phosphogypsum by coke carbon. Chemically, 1975, 9, p., 617 ({prototype).