Способ получения сульфида кальция

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11994399(23) Приоритет Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытийОпубликовано 0,7,02. 83.Бюллетень Мо 5 Дата опубликования описания 09.02.83 1 фц щФхаъВ.Н Ченцов, В.С. Епифанов, Т.В. Олейникоф, ;.:-; ,;р-.,А,В. Сафонов, Л.И. Сосунова и А,Е. Попов";т-. с"рВоскресенский филиал Научно-исследователь когоинститута по удобрениям и инсектофунгицид м":.-:-: Анм. проф. Я.В. Самойлова(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДАКАЛЬЦИЯ Изобретение относится к химической технологии переработкя Фосфогипса на сульфид кальция и может бытьиспользован в производстве сернойкислоты и Фосфоизвеети.Известен способ получения сульфида кальция путем пропускания водорода через слой сульфата кальция при870-920 С1,1Недостатками способа являются использование дорогого восстановителя-водорода, невысокий выход сульфи да кальция и заметные потери серы вгазовую фазу,Наиболее близким к предложенномупо технической сущности и достигаемому эффекту является способ получениясульфида кальция, в котором об:кигфосфогипса ведут в смеси с коксом.Обжиг проводят в электрической пеЧи.Для предотвращения окисления сульфида кальция над твердой Фазой пропускают очищенный от кислорода азот.При мольном соотношении углерода кокса.к сульфату кальция 5:1 достигается наивысший выход сульфида кальция99: и минимальные потерч серн вгазовую Фазу - 5, Обжиговый газ состоит из азота, диоксида углерода,диоксида серы и следов оксида углерода 2.Недостатки способа состоят э невозможности повышения выхода сульфида кальция и уменьшения потерь серн в газовую среду, непригодностьприменения обжигового газа в качестве топлива или технологического газа, удорожание процесса эа счет использования инертного газа.Цель изобретения состоят в увеличении выхода суюьфида кальция, уменьшении потерь серы и воэможности использования теплотворной способности обжигового газа.Поставленная цель достягается тем, что восстановление Фосфогяпса ведут в кислородо-воздушном дутье при мольном соотношении сульфат кальция; углерод г кислород = 1:10,0-11,1 ф 3,0- 3,6.Способ позволяет увеличить выход сульфида кальция до 99,6 99,7, умень. шить потери серн .в газовую Фазу до 0,3-0,4 и использовать обжиговый газ в качестве высококалорийного топлива или технологического газа, в котором содержание оксида углерода в зависимости от концентрации кислорода в ис" ходном кислородо-воздушном дутье мо-.,994399 ных компонентов удешевляет процесс .Поддержание в шихте мольного соотношения сульфат кальция г углерод = 1 г 10,0-11,1 дает воэможность сжигать уголь только до оксида углерода с выделением тепла, достаточного для поддержания в восстановительной зоне оптимальной темпеоатуры " 10 (850-950 С).При мольном соотношении сулъфат кальция : углерод болъше 1 г 10,0 (см. табл пример 9) помимо оксида углерода образуется диоксид, что 15 уменьшает выход сульфида кальция и увеличивает потери серы в газовую Фазу.При мольном соотношении сульфат кальция : углерод меньше.1:11,1 (сн. 2 О табл., пример 10) выход готового продукта остается практически неизменФата кальция я шихте и определяется условием образования лишь оксида углерода и поддерживается на уровне сульфат кальция : кислород1 г 3,0- -3,6.При соотношении больше 1:3,0 (си. табл., пример 8) произойдет недогорание угля и температура в восстановительной зоне понизится ниже оптимальной (850 С), что повлечет эа собой уменьшение выхода сульфида каль" ция и увеличение потерь серы в твердую Фазу.При соотношении меньше 1 г 3,6 (см. 4 с образованием не только оксида углерода, но и,его диоксида, что приводит выоушивают, обесфторивают, подогревают до 770-830 фС и подают в восстановительную зону, куда нагнетают предварительно подогретую до 650-700 Скислородо-воздушную смесь. В восста.новительной зоне за счет тепла неполного сгорания угля поддерживают Щоптимальную температуру 850"950 С жет составлять 30-90. Кроме, того,использование тепла обжигового газадля предваоительного подогрева исходныл, однако за счет нерационально высокого расхода угля сульфы кальциязагрязняется последним.Объем кислородовОздушной смеси однозначно связан с количеством сультабл., примеоы 11, 12) уголь сгорает к превышению оптималъной температуры (950 С) в восстановительной зоне, и в конечном счете, к уменьшению выхода сульфида кальция и повышению потерь серы в газовую фазу.Способ осуществляется следующим образом. Исходный фосфогипс смешивают с углем в мольном соотношении сульфат кальция: углерод1 г 10,0-11,1. пихту для процесса восстановления сулъфатакальция в сульфид. Количество кислородо-воздушного дутья, вводимого всвосстановительную зону, поддерживаюттаким, чтобы соблюдалось мольное соотношение сульфат кальция г кислород1 г 3,0-3,6. Отсутствие диоксидауглерода и водяных паров затрудняетокисление сулъфида кальция, а следовательно, увеличивает выход его иуменьшает потери серы. Обжиговый газ,содержащий в основном азот и оксидуглерода, из восстановительной эонынаправляют на подогрев шихты до770-830 С, при этом температура газапонижается до 700-750 С. Затеи обжиговый газ последовательно направляютна подогрев кислородо-воздушного дутья, обесфторивание и сушку шихты.Для поддержания оптимальных выходныхтемпературных параметров дутья и шггх-,ты помимо физического тепла обжигового газа частично используется и еготеплотворная способность, т,е. тепло,выл,ляемое при сжигании части оксидауглерода.. После сушки и обесфторивания шихтыобжиговый гаэ содержит 30"90 оксидауглерода и имеет температуру 105120 фС. Гаэ проходит стадич очистки отфтора и конденсации излишней влаги ипередается для использования либо вкачестве высококалорийного топлива,либо в качестве технологического газа,например, на конверсию оксида углерода.Твердый продукт, содержаггзгй сульфиц кальция и примеси, сопутствующиеисходньи фосфогипсу и углю, выводятиз восстановительной зоны и используют для получения фосфоизвести и высококонцентрированного сернистого ангидрида.П р и м е р 1. 111,1 г фосфогип-са ( влажность 10) смешивают со 100 гсухого угля, высушивают, обесфторивают и подогревают теплом обжиговогогаза до 780. С. Получают 200 г шихтнс содержанием 92 г сульФата кальция 45 и 88 г угля (мольное соотношение1 г 10,8). Нагретую шихту подают в восстановительную зону, где поддерживают температуру 900 С. Туда.же нагнетают 246 л предварительно подогретой ,В до 670 ФС кислородо-воздуггной смесисмольное соотношение сульфат каль"цкягкислород = 1 г 3,4 7. После восстановления .Фосфогипса получают 48,51 гсульфида кальция, выход готового продукта составляет 99,6, а потери серы 0,4. Отходящий обжиговый газ содержит 44 оксида углерода.П р и м е р 2, В таблице приведены другие примеры осуществления спссоба в условиях: температура в восстановительной зоне 850-950 фС, температура подаваемых в восстановитель- иую зон шихты 750-800 фС и дутья650-700 С, загрузка шйхты 200 г,%ч (0а о. а о Н ф о В еФВк на о 332 о ф сао ф л со ссс Е ЕЧ Е Ъеа еа ее ее %Ч Л %Ч Н994399 Формула изобретения Составитель В. НиршаРедактоо Е, Зчбиетова Техсеа И, Тенер Корректор В. Бутягаетюеюте еееетуттюютттааветеюююююЕ Вяя тЕюетвюетютеемеююттщ юют юТираж 469 ПодйисноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 москва ЖРаышская наб., д. 4/5Сююеэююю ВюювтеАюююЕюююююю ююеттютюююеютюаттват ввФилиал ППП Патент , г. ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из таблицы, только и условиях проведения процесса восстановления фосфогипса углем в кислородоювоэдушном дутье при мольном соотношении сульфат кальция г углерод.кислород = 1:10,0 ю 11,1;3,6, обеспечивается выход сульфида кальция на уровне 99,6-99,7 с содержанием оксида углерода в отходящем газе 82-90. СПособ получения сульфида кальция восстановлением фосфогипса углем при 850-950 С, о т ли ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения выхода целевого продукта, уменьшения потерь серы и возможности испольэования.тепвлотворной споообности обжигового газа, процесс ведут в кислородо-воздушном дутье при мольном соотношении сульфат кальция г углеродкислород = 1 з 10,0 ю 11,1 ф 3,0 ю 3,6.Источники информации,10 принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство. СССР9 239266, кл. С 01 В 17/44, 1968.2. ПарФенов Е.П., Раздорских Л.И.15 и др. Восстановление фосфогипса углеродом кокса, фХимическая про 1 вшленность", 1975, М 9, с.,677 (прототип) .