Способ окускования фосфатного сырья

 

Окускованное фосфатное сырье используется для производства желтого фосфора. Исходные компоненты: фосфатное сырье с низким модулем кислотности и увлажнитель. В качестве увлажнителя используют смесь глины и раствора фосфорной кислоты при суммарном содержании и P20s равном 3-7 мае. % и соотношении А120з:Р205 1:(2,5- 3) в увлажнителе. Увлажнитель кипятят в течение 1-10 мин, смешивают с измельченным сырьем, окомковывают, сушат и обжигают полученные гранулы. Прочность гранул 120- 150 кг/окат. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (51)5 С 01 В 25/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВеДОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ НТУ

СО

О

О

1 (21) 4924063/26 (22) 01.04,91 (46) 30.03.93..Бюл. йг 12 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) В.А. Ершов, Б.А. Лавров, Н.В. Артищева, А,О. Федотов и И.Б. Гавриленко (73) В.А. Ершов, Б.А. Лавров, H.В. Артищева, А.О. Федотов и И.Б, Гавриленко (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1293107, кл. С 01 В 25/01, 1987.

Авторское свидетельство СССР

hL 1361106, кл, С 01 В 25/01. 1987.

Предполагаемое изобретение относится к технологии подготовки фосфатного сырья к процессу получения фосфора злектротермическим методом.

Цель изобретения — увеличение прочности гранул при: переработке сырья с низким модулем кислотности.

Поставленная цель достигается тем, что в сйособе окускования фосфатного сырья; включающем измельчение его, смешение с предварительно нагретым увлажнителем, окомкование, сушку и обжиг полученных гранул, в качестве увлажнителя используют смесь глины и фосфорной кислоты при содержании минеральной части 3-77, в увлажнителе поддерживается соотношение

А 2ОЗ м.= — 1:3 и увлажнитель перед употребле 2 /5 нием выдерживается при кипячении в течеwe 1-10 мин.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в следующем, ... Ж „, 1806088 АЗ (54) СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ (57) Окускованное фосфатное сырье используется для производства желтого фосфора.

Исходные компоненты: фосфатное сырье с низким модулем кислотности и увлажнитель.

В качестве увлажнителя используют смесь глины и раствора фосфорной кислоты при суммарном содержании А!20з и Р205 равном

3-7 мас. % и соотношении А!20з:Р205=1:(2,53) в увлажнителе. Увлажнитель кипятят в течение 1 — 10 мин, смешивают с измельченным сырьем, окомковывают, сушат и обжигают полученные гранулы, Прочность гранул 120—

150 кг/окат. 1 табл.

Известно, что фосфатное сырье с низким модулем кислотности практически не пригодно для получения прочных гранул вследствие низкой поверхностной активности дисперсного материла. Использовано в качестве связующего глин различного состава, каолина и т.д. не позволяет получить окатыши с прочностью, превышающей 90—

100 кг/ок (под прочностью по общепринятой методике понимается давление, при котором наступает разрушение гранул). Использование фосфорной кислоты, как и других минеральных кислот, обладающих вяжущими свойствами, позволяет получать довольно прочные сырые окатыши (30 — 40 кг/ок), но с низкой термостой-. костью т.к, вследствие диссоциации кислоты, после 400 С, прочность окатышей снижается в несколько раэ.

При кипячении глины в растворе фосфорной кислоты происходит реакция между

AI203 и НЗРО4 с образованием ал юмофосфатов, которые при нагревании претерпевают

1806088 структурные изменения и создают пространственный скелет, сохраняющий прочностные свойства окатышей до температур

1100-1200 С, когда начинается спекание материала и дальнейшее увеличение прочности окатышей.

Соотношение А!гОз: Р20 = 1: 2,5 — 3 в увлажнителе имеет определяющее значение, т, к. увеличение количества фосфорной кислоты вызывает резкое падение прочности в окатышах при высоких температурах термообработки, уменьшение приводит к росту прочности окатышей и температурном интервале 700 — 1200 С, но значительно снижает ее в области 100-300, при этом до

80% окатышей разрушаются в режиме сушки.

Выдержка увлажнителя при кипячении приводит к образованию геля, что наблюдается через 1 мин от начала кипения. Более длительное кипячение (более 10 мин) приводит к разложению геля и вызывает снижение прочности окатышей.

Концентрация минеральных веществ в увлажнителе определена экспериментально в лабораторных условиях, Использование предлагаемого изобретения обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества:

1) позволяет окусковать любое фосфатное сырье, с модулем кислотности от 0,01—

Ковдорский апатит, до! — фосфорит кремнистый Джанатас, но использование его для сырья с модулем кислотности более 0,7 нецелесообразно, т.к, использование воды в качестве увлажнителя для этого сырья дает вполне удовлетворительные результаты, 2) позволяет окомковывать смесь фосфори1ной (апатитовой) муки с коксовой пылью, при этом присутствие кокса не влияет на прочность получаемых фосфорит-углеродных окатышей.

Предлагаемый способ обработан на лабораторных установках, Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример 1. Фосфоритная мука месторождения Кокджон, с модулем кислотности

Мк = 0,1 в количестве 10 кг, увлажняется смесью глины, фосфорной кислоты и воды, Количество увлажнителя — 0,5 л, содержание минеральной части в увлажнителе 6 мас.% (под содержанием минеральной части понимается отношение суммы масс глины и чистого PzOg к массе воды). Время кипячения увлажнителя 10 мин. Отношение

- — — в увлажнителе 1:3, Температура увА120з 2 5 лажнит.еля 90 С.

Увлажненное сырье подается через питатель на тарельчатый гранулятор, Дополнительное увлажнение проводится опрыскиванием тарели горячим увлажнителем, Полученные окатыши загружаются в

"0 обжиговую чашу, где нагреваются до температуры 1200 . Прочность сырых и термообработанных окатышей замеряется на прессе MC-100.

Полученные результаты:

Прочность сырых окатышей 120-150 кг/окатыш

Прочность обожженных окатышей 180200 кг/окатыш

Остальные примеры сведены в таблицу.,„

Как видно из таблицы, проведенйе оку-, скования с параметрами, отвечающими формуле изобретения, позволяет достичь поставленной цели — получения прочных сырых и обожженных окатышей — примеры 1, 4, 6-8, 10, 11, 13. В примере 3 цель не достигается за счет диссоциации фосфорной кислоты при высоких температурах, В примере

5 низкое содержание минеральной части в увлажнителе не позволило получить требуемую (120 кг/окат) прочность, В примере 9 в увлажнителе не успел образоваться гель— цель не достигнута. Примеры 14 и 15 даны для сравнения и показывают, что использование известных методов окатывания для сырья с низким модулем кислотности не позволяет получить прочных окатышей, Формула изобретения

Способ окускования фосфатного сырья, используемого для электротермического производства желтого фосфора, включающий измельчение сырья, смешение его с предварительно нагретым увлажнителем;

45 окомкование, сушку и обжиг полученных гранул, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности гранул при переработке сырья с низким модулем кислотности, в качестве увлажнителя используют смесь глины и раствора фосфорной кислоты при суммарном содержании А40з и P20s, равном 3 — 7 мас,%, и соотношение А!гОз:PgOs =

=1:(2,5 — 3) в увлажнителе, причем перед смешением с сырьем смесь глины и раствора фосфорной кислоты выдерживают при кипячении в течение 1-10 мин.

1806088

Модуль Вид увкислотно- лажнителя сти

Прочность обожженных окатышей, кг/окат

Время ки- Прочность пячения, сырых окамин тышей, кг/окат

Соде рж. минер. части

АЬОэ

PgP) g

Пример

180-200

120-150

1:3

Смесь глины фосфорн. к-ты и воды

0.1

° Ф и

» н г °

I °

» вода 90 С

НзР04

Составитель В. Ершов

Техред М.Моргентал

Редактор Т. Коляда

Корректор C.Ïàòðóøåâà

Заказ 960 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издатеаьскид комбинат "Патент", г. Умгород, Уа.Гагарина, 101

3

5

7

9

11

12

13

14

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,4

0,4

0,4

1,5:3

1:4,5

1:2,5

1:3

1:3

1:3

1:3

1:3

1:3

1:3

1:3

1:3

6

2

7

6 6

6

0,5

5

80-20

ЗО

120-150

120-162-2,5

25-30

180-200

180-200

180-200

150-180

100-120

200-210

30-50