Способ извлечения фосфора из шлама

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 С 01 В 25/ ТЕНИЯ Б К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬС овательскийной промыш инази, Л.М,Вров НИЯ ФОСФО переработке ующихся придстве фосфоение процеской степени заключается в ситсяобразроизво- упрощвысопособ изв вле ную н ф Несмотря на т позволяет перера ных типов и обесп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(71) Казахский научно-исследпроектный институт фосфолен ности(57) Изобретение отнфосфорных шламов,зле ктротермичес комра. Цель изобретенияса при сохраненииизвлечения фосфора. Изобретение относится к способам переработки фосфорных шламов, образующихся при электротермическом производстве фосфора,Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения фосфора из шлама, включающий его измельчение до размера частиц не более 1560 мкм с последующим отделением фосфора фильтрацией, При этом измельчение осуществляют, например, в дезинтеграторе Рица. Степень извлечения фосфора составляет 99,0 - 99,5%, содержание основного вещества 99,5 - 99,7%.о, что известный способ батывать шламы различечивает высокую степень подаче струи шлама на плоскость, при этом контакт частиц шлама с плоскостью осуществляется однократно, нормальную составляющую скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью рассчитывают по формуле Чн = Ч 81 П а К, где Ч - скорость струи шлама на выходе из сопла, м/с; а - угол наклона оси струи шлама к плоскости, град; К - коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и пластиной, Нормальную составляющую скорости струи шлама в момент контакта с плоскостью поддерживают равной 11 - 12 м/с, Степень извлечения фосфора при переработке шламов разных типов: с размером частиц 6 10 мкм,б 10 - 1 10 мкм,1 1046 10 4 мкм и6 10 мкм - составляет 99 99,9%, содержание основного вещества осфоре 99,7 - 99,9% 1 з,п.ф-лы, 2 табл,лечения фосфора, он сложен в осущестнии, так как пр здусматриваетдвустадийобработку шлама: измельчение и фильтрацию, необходимость которой вызвана тем, что при многократных контактах измельченных частиц фосфора между собой и частиц минеральной части шлама, являющихся стабилизаторами эмульсии фосфор - вода, происходит вторичное эмульгирование системы, В данном процессе измельчеие способствует улучшению стадииильтрации,Цель изобретения - упрощение процесса при сохранении высокой степени извлечения фосфора.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения фосфора изшлама, включающему измельчение последнего с последующим отделением продукта, измельчение ведут подачей струи шлама на плоскость с нормальной составляющей скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью, рассчитываемой по формулеЧн=Ч ЯПа К, (1) где Ч - скорость струи шлама на выходе из сопла, м/с;а - угол наклона оси струи шлама к плоскости, град;К - коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и плоскостью.Нормальную составляющую скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью поддерживают равной 11 - 12 м/с, и контакт частиц шлама с плоскостью осуществляют однократно.Чем ближе угол а к 90, тем меньше отличается скорость струи шлама в устье сопла от ее нормальной составляющей. Наиболее оптимальным является угол, равный 90, при котором требуется наименьшая скорость струи шлама в устье сопла при данных условиях.П р и м е р 1. Способ осуществляют в аппарате динамической коагуляции (АДК), АДК представляет собой емкость, заполненную водой (или газом), с пластиной внутри, к которой подводится транспортный шламопровод с соплом на конце. Пластина находится на расстоянии 0,1 - 0,3 м от конца сопла, Диаметр сопла составляет 25 мм.Фосфорный шлам, содержащий, мас;%: фосфор 59,54; минеральная часть шлама 12,48; вода 27,98, с размером частиц6 10 мкм и температурой 50 С в количестве 15,3 т подают в АДК со скоростью 11,3 м/с. По формуле (1) рассчитывают нормальную составляющую скорости струи шлама, которая равна 11 м/с, и поддерживают ее на этом уровне. Коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и пластиной, полученный расчетным путем, равен 0,97, Так как пластина перпендикулярна оси струи шлама, угол а = 90 О,Частицы шлама, вылетая из сопла, ударяются о плоскость пластины, При этом происходит разрушение структурно-механического барьера мицелл шлама, С пластины разрушенный шлам стекает в емкость. Фосфор коалесцирует и оседает на дно аппарата, а минеральная часть шлама вымывается водой. При смачивании частиц минеральной части шлама на их поверхностиобразуется гидратная оболочка, препятст 5 вующая вторичному образованию шлама.Получают 9,018 т фосфораСтепень извлечения фосфора составляет 99,0, содержание основного вещества99,7;,10 П р и м е р 2. В условиях, аналогичныхпримеру 1, извлекают фосфор из фосфорных шламов разных типов, меняя нормальную составляющую скорости струи шлама,Результаты экспериментов приведены15 в табл.1.Из данных табл,1 следует, что оптимальной составляющей скорости струи шламаявляется 11 - 12 м/с, так как при этом достигается высокая степень извлечения фосфо 20 ра из шламов разного типа и высокоесодержание основного вещества в фосфоре,Для всех типов шламов увеличение илиуменьшение величины нормальной состав ляющей скорости струи шлама приводит кснижению степени извлечения фосфора.Сравнительные данные по эффективности известного (прототипа) и предлагаемого способов приведены в табл.2.30 Предлагаемое техническое решение всравнении с прототипом позволяет упростить процесс при обеспечении высокой степени извлечения фосфора из шлама,Формула изобретения 35 1. Способ извлечения фосфора из шлама, включающий измельчение последнего с последующим отделением продукта, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса при сохранении высокой степени 40 извлечения, измельчение ведут подачейструи шлама на плоскость с нормальной составляющей скорости струи шлама в момент ее контакта с плоскостью, рассчитываемой по формуле Ч = Ч РП а К, где Ч - скоро сть струи шлама на выходе из сопла, м/с;а - угол наклона оси струи шлама к плоскости. град; К - коэффициент сопротивления среды, находящейся между соплом и плоскостью,и равной 11 - 12 м/с.50 2, Способ поп,1, отл и ч а ю щи йс ятем, что контакт частиц шлама с плоскостью осуществляют однократно.1740316 Таблица Нормальная составляющая скорости шлама, м/с Скорость Степень изструи шла- влечения ма., м/с фосфора изшлама, % Угол наклона оси струи шлама, град Содержание основного вещества, % Таблица Тип фосфорного шлама Состав шлама,мас, %Фосфор 59,54МЧШ 12,48Вода 27,98Размер частиц6 10 мкм Состав шлама,мас %Фосфор 70,1МЧШ 4,8Вода 25,1Размер частиц6 10 - 1 10 мкм Состав шлама,мас %Фосфор 81,3МЧШ 3,5Вода 15,2Размер частиц1 104 - 6 10 мкм Состав шлама,мас, %Фосфор 44,3МЧШ 7,1Вода 48,6Размер частиц6 10 мкм 2,5 3,0 6,5 8,5 . 9,011 11,5 12,0 13,0 1 1,0 2,5 3,0 6,5 8,5 9,0 1 1,0 1 1,5 12,0 13,0 1 1,0 2,5 3,0 6,5 8,5 9,0 1 1.0 1 1,5 12,0 13,011 2,5 3,0 6,5 8,5 9,0 1 1,0 1 1,5 12,0 13,0 11,0 90 90 90 90 90 90 90 90 90 45 90 90 90 90 90 90 90 90 90 45 90 90 90 90 90 90 90 90 90 45 90 90 90 90 90 90 90 90 90 45 2,4 3,1 6,7 8,8 9,3 11,3 1 1,8 12,4 14,4 16,4 2,6 3,1 6,7 8,8 9,3 1 1,3 1 1,8 12,4 14,4 16,4 2,6 3,1 6,7 8.8 9,3 1 1,3 1 1,8 12,4 14,4 16,4 2,6 3,1 6,7 8,8 9,3 1 1,3 1 1,8 12,4 14,4 16,4 5,0 8,0 1 9,0 25,0 88,6 99,0 99,2 99;0 87,0 99,0 10,2 15,3 85,0 98,3 98,7 99,8 99,9 99,7 84,0 99,0 18,1 97,3 98,5 98,6 98,7 99,5 99,8 99,6 90,0 99,1 15,3 82,4 91,3 92,6 97,2 99,2 99,0 99,1 80,6 99,4 88,0 89,0 96,1 97,3 99,2 99,7 99,9 99,9 89,0 99,6 90,3 95,8 99,6 99,8 99,8 99,8 99,9 99,8 89,5 99,2 96,3 99,7 99,8 99,8 99,9 99,8 99,9 99,7 97,0 99,2 94,7 99,1 99,7 99,8 99,8 99,9 99,8 99,8 99,2 99,0