Способ переработки фосфогипса на серосодержащие продукты и известь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 9) Я О и) ОПИСАН ЕТЕНИЯВУ фдад да+")щъ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Патент С 1 ПА У 3729551, кл. 423-638, 1973.2. Патент Великобритании У 1564663, кл. С О 1 Р 11/46, 1980. (54)(57) 1.СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИФОСФОГИПСА НА СЕРОСОДЕРЖАЩИЕ ПРОДУКТЫ И ИЗВЕСТЬ, включающий смешение фосфогипса с твердым восстановителем, грануляцию полученной смеси, обжиг в восстановительной атмосфере при 1100-1300 С, разделение продуктов и охлаждение газообразных продуктов реакции, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью интенсификации процесса путем сокращения вре 1 В 17/50 С 04 В 1/04 мени обжига, полученные гранулы фос" фогипса перед обжигом опудривают твердым восстановителем,взятым в количестве 0,5-7,5 мас,ч. на 100 мас.ч. фосфогипса, а обжиг и охлажде. ние газообразных продуктов реакции ведут при содержании окиси углерода в восстановительной атмосфере 0,1-8,0 об.Ж.2,.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при получении двуокиси серы охлаждение газообразных продуктов реакции до 700 С проводятосо скоростью 10-15 С/с при содержаонии окиси углерода 0,1-0,5 об.Ж.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при получении элементарной серы охлаждение газообразных гродуктов реакции проводят со скоростью 2-5 С/с при содержании окиси углерода 1-8 об.Х.Изобретение относится к переработке фосфогипса, являющегося отходом производства экстракционной фосфорной кислоты, на серосодержащие продукты и известь (серосодержа щие продукты - диоксид серы илиэлементарная сера).Известен способ переработки суль фата кальция на серу и окись кальция, заключающийся в том, что суль фат кальция смешивают с твердым восстановителем, полученную смесь грану. лируют и обжигают в две стадии, на первой из которых поддерживают температуру, равную 1040 С, в восста6новительной среде, на второй - 105 б С в окислительной среде. Полученный диоксид серы во второй стадии возвращается на первую стадию для восстановления до элементарной серы. 20 Охлаждение серосодержащего газа до 700 С ведут в нейтральной атмосфере со скоростью 6-8 С/с 111.ОНедостатками этого способа являются невозможность переработки 25 фосфогипса - отхода производства экстракционной фосфорной кислоты, многократная периодичность процесса, низкая степень извлечения серы из сульфата кальция, кроме того, получаемаяЗО известь загрязнена примесями в виде сульфида кальция и в целом процесс является длительным.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ переработки фосфогипса на диоксид серы и известь, включающий грануляцию фосфогипса и последующий обжиг при высоких температурах в печах кипящего слоя, разделение продуктов и охлаждение газообразных продуктов реакции. Причем фосфогипс смешивают с восстановителем, гранулируют, а обжиг ведут в одну стадию в восстановительной атмосфере при 1100-1300 С в течении 30-180 мин,12.Недостатком известного способа является длительность процесса обжига.Цель изобретения - интенсифика ция процесса путем сокращения времени обжига.Поставленная цель достигаетсятем, что полученные гранулы фосфогипса перед обжигом опудривают твер дым восстановителем, взятым в количестве 0,5-7,5 мас.ч. на 100 мас,ч.фосфогипса, а обжиг и охлаждение газообразных продуктов реакции ведутпри содержании окиси углерода ввосстановительной атмосфере0,1-8,0 об,Е.Причем при получении двуокисисеры охлаждение газообразныхпродуктов реакции ро 700 фС проводятсо скоростью 10-15 С/с при содержании окиси углерода 0,1-0,5 об.Е.1(роме того, при получении элементарной серы охлаждение газообразныхпродуктов реакции проводят при содержании окиси углерода 1-8 об,Есо скоростью 2-5 С/с.9Влияние количества твердого восстановителя, потребляемого приопудривании поверхности гранул, показано в табл. 1, Условия процесса:расход твердого восстановителя присмешении 37, температура обжига1200 С, время обжига 5 мин,При норме углерода на опудривание гранул менее 0,5 масч; процесс малоинтенсивен, т,е. степеньразложения фосфогипса за одно и тоже время обжига понижается, чтосвидетельствует о недостаточном количестве углерода для образования теплоизоляционного слоя, что соответственноотражается на прочности гранул.Увеличение нормы углерода более7,5 мас.ч, на 100 мас,ч, фосфогипсанецелесообразно, что связано со снижением интенсивности процесса,Влияние времени обжига показанов табд. 2. Условия процесса: темпера"тура обжига 1200 С, содержание твердого восстановителя на опудривание1,5 мас,ч. на 100 мас.ч. фосфогипса.При обжиге менее 3 мин внутри гранулы не успевает развиться температура до рабочего значения, что отражается на степени разложения фосфогипса, Обжиг более 7 мин нецелесообразен. Наивысшие результаты достигнуты за 7 ион.Необходимость охлаждения газа вызвана термодинамическими условиями, так как равновесие реакции образования элементарной серы сдвинуто в область температур 1000-700 С. Скорость охлаждения серосодержащего газа и содержание в нем оксида углерода определены кинематическими условиями,От скорости охлаждения серосодер 0жащего газа до 700 С в восстановительной атмосфере зависит получение. 100 984 конечного продукта в виде двуокиси серы или элементарной серы (см. табл. 3 и 4. Условия процесса:отемпература обжига 1200 С, содержание оксида углерода в отходящих газах 5 5 об.%, содержание, твердого восстановителя после смешения сырья 3%, расход твердого восстановителя на опудривание 1,5 мас.ч. на 100 мас.ч. фосфогипса.ОКак видно из табл. 4, охлаждение : газового потока со скоростью менее 2,0 С/с нецелесообразно, так как0наивысшие показатели достигнуты при этой скорости. Увеличение скорости 5 охлаждения более, чем на 5 С/с, приводит к снижению степени восстановления двуокиси серы. Условия процесса: температура обжига 1200 С содержание оксида углерода в отходя щих газах 0,5%, содержание твердого восстановителя после смешения сырья 3%, расход твердого восстановителя на дпудрирование 1,5 мас,ч. на 100 мас.ч. фосфогипса. 25Как видно из табл. 4, при скорос" ти охлаждения менее 8 С/с часть двуокиси серы успевает вступить во взаимодействие с оксидом углерода с получением элементарной серы. Увеличение скорости охлаждения более 15 С/с нецелесообразно, так как око- -Оло 0,5% двуокиси серы взаимодействует с оксидом углерода.П р и м е р. 1000 кг фосфогипса смешивают с 40 кг мочевины, полученную смесь гранулируют и опудривают мочевиной, взятой в количестве 25 кг. Полученный материал обжигают прио1200 С в течение 3 мин. Образовавшиеся продукты разделяют, а серосодержащий газ с концентрацией окиси углерода 8% охлаждают до 700 С сооскоростью 5 С/с и получают 397,02 кг извести, 6,0 кг БО, 222,6 кг элементарной серы. Степень разложения 99,9%. Пылеунос 5,2%.Использование предлагаемого способа позволяет провести процесс в одну стадию, с рациональным использованием тепла экзотермических реакций, исключая спекание материала и сокращая время обжига при достижении высоких степеней разложения.Таблица 1 1,5 2,0 2,5 5,07,5 101130522 Т аб лица 3 4,0 3,0 2,0 5,0 6,0 100 99,4 98,7 91,2 99,7 Таблица 4 98,8 Составитель А, ВолковРедактор Н, Джуган Техред Т.Маточка Корректор Л, Пилипенко Ъ Заказ 9504/18 Тираж 463 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Скорость охлаждениясеросодержащего газа,С/с 1,0 Содержание серосодержащего продукта в виде элементарной серы 100 Содержание серосодержащего продукта ввиде ЯО, Ж . 93,8 99,1 99,2 99,5 99,5