Способ получения фосфорсодержащих газов

Союз Советскии Социадистически к РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ Сей ИТИЛЬСТВУ(51)М, Кл. С 01 В 25/02 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения Д 3 Крикливый Львовский ордена Ленина политехническйй инс(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВИзобретение относится к технологии получения фосфорсодержащих газов, которые применяются для получения фосфора, серофосфора, фосфорных солей, удобрений и т. д.Известен способ получения фосфорсодержащих газов путем нагревания фосфатного сырья, кокса и флюса,в электропечах до 1500-1600 С ( 11 .10Известен также способ получения фосфора путем восстановления фосфатного сырья в присутствии флюсующих добавок в аппаратах шахтного типа природным газом при 1200-1350 С. При этом 5-10 общего количества природного газа вводят в торец аппарата, а остальной газ вводят равномерно по всей длине аппарата до концентрации его 5-20 об Природный газ, вводимый в торец аппарата, разбавляют на 20 70-90 отходящими гаэамн до или после конденсации из них фосфора 12 1.Недостатком укаэанных способов является высокая температура процесса.Цель изобретения - упрощение спо" соба эа счет снижения температуры процесса.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения фосфорсодержащих газов путем восстанов ления фосфатного сырья природным газом при повышенных температурах в природный газ вводят газообразные соединения серы в количестве, обеспечивающем соотношение углерод:сера равным (1-6).:1.Предлагаемы способ позволяет снизить температуру процесса до 800- 1100 С.При введении соединений серы в количестве меньшем отношения 6:1 увеличиваются продолжительность процесса и расход газа, а вводить их больше чем 1:1 нецелесообразно.П р и м е р 1. Берут 5 г фосфата железа, загружают в реактор и восстанавливают природным газом в смеси с сероводородом при 800 оС. В результате равномерного пропускания через фосфат на протяжении 2 ч 3,5 л природного газа и 2,7 л сероводорода степень восстановления фосфата железа составляет 97,6. Железо в восстановленном остатке связывается В сульфид. В газовой фазе образуются 8-10 элементарного фосфора, 80-85 соединений Фосфора с серой и следы фосфина.П р и м е р 2. Берут 5 г фосфата алюминия, загружают в реактор и восстанавливают природным газом в859291 1 О П р и м е р 3, Берут 5 г фосфа,та кальция, загружают в реактор и прйо1100 С восстанавливают природным газом, раэбанленным смесью водорода с окисью углерода (Н.СО = 2:1), в сме 15 си с двуокисью серы. В результате равномерного пропускания на протяжении 1 ч 2,3 л сернистого газа, 10 л природного газа и 10 л смвси водорода с окисью углерода степень восстановления фосфата составляет 97,8, Выход элементарного фосфора от восстановленного составляет 22-27, сульфидон фосфора 70-75, потери фосфора н виде фосфина составляют около 3. В 25 твердом остатке образуются 80-85 сульфида кальция и около 10 СаО. П р и м е р 4, Берут 5 г фосфорита, содержащего, : Р О 29,0; СаО щ 48,0 50 190; А 00 15 ю М 90 15 Ее ОО, 5 и КО О, 5, загружают в реактор и при 1100 С носстанавлинают природным газом, разбавленным смесью нодорода с окисью углерода (Н .СО2:1), н смеси с сероводородом. При пропускании через фосфорит 5 л природного газа, 5 л смеси СО с водородом и 4,5 л сероводорода на протяжении 1 ч степень восстановления фосфорита составляет 98,2. Выход фосфора 40 от восстановленного составляет 23, сульфидов фосфора 72 и водородных соединений фосфора 4. Выход сульфида кальция н твердом остатке составляет 74 от содержащего СаО в навес ке фосфата.П р и м е р 5. Берут 1000 кг фосФора состава, : Р О 29,0; СаО 48,2;502 19,0 р А 0 Э 1,5; М 90 1,5; Ге О 0,5 и КО 0,5, и загружают в реактор. 0 При 1050-1100 С через реакционную зону пропускают 850 м газовой смеси,1содержащей природный газ и сероводород в соотношении 1:1, и 425 м возвратной газовой смеси, В результате проведения окислительно-восстановительного процесса получают 870 кгСоставитель Б.Редактор М. Митровка Техред М. Рейв Формула изобретения Способ получения фосфорсодержащйхгазов путем восстановления фосфатногосырья природным газом при повышенныхтемпературах, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения способа эа счет снижения температурыпроцесса, в природный гаэ вводят газообразные соединения серы в количестве, обеспечивающем соотношение углерод:сера равным (1-6):1.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Поэин М. Е, Технология минеральных солей. 1974, т, 2, с. 946951.2. Авторское свидетельство СССР9 538985, кл. С 01 в 25/02, 02,01.75.Шароновес Корректор А. Гриценко Тираж 505 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 7452/35 Филиал ЛПП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 смеси с Сероводородом при 1000(В результате равномерного пропускания через фосфат на протяжении 1,5 ч2,7 л природного газа и 2,7 л сероводорода степень восстановления фосфата составляет 98,2, Выход элементарного фосфора от восстановленного соСтавляет 25-30, выход сульфидов фосфора 70-73, потери фосфора н видефосфина составляют 1-2, В твердомостатке образуется окись алюминия,твердых продуктов, 30-35 кг элементарного фосфора в газовой смеси и 340-360 кг соединений серы с фосфором, которые могут быть сконденсированы с газовой Фазы или же использонаны для непосредственного получения фосфорных солей, минуя конденсацию.П р и м е р 6. В кварцевый реактор диаметром 20 мм между асбестоными тампонами загружают фосфат железа по длине реактора 10 см. Реактор с фосфатом устанавливают в горизонтально установленную электропечь, проводят промывку его инертным газом, а таэем нагревают электропечь до заданной температуры, при которой включают подачу восстановительной газовой смеси с объемной скоростью 0,6 л/ч, При пропускании смеси природного газа с сероводородом в соотношении С:5 =(2:1)- (6;1) в газовых продуктах от 800 до 1000 С сульфиды фосфора отсутствуют.Предлагаемый способ получения фосфорсодержащих газов позволяет снизить температурный режим восстановления фосфатных руд на 200-300 по сравнению с известным тнердофазным способом и на 500-700 по сравнению с электро- термическим способбм, за счет чего н, снижаются энергозатраты на проведение процесса. Кроме того, отсутствие флюсов в составе фосфатной ших ы в предлагаемом способе увеличивает производительность аппаратуры в 1,5-2 раза. Способ позволяет нонлечь в фосфорное производство неиспользуемые в существующих технологических схемах фосфаты алюминия, железа, магния, щелочных и других металлов и комплексно вести их переработку.