Способ получения растворимого фосфат-шлака из феррофосфора

3 1502549дующий состав, мас.л: РР 41,8; МяО8,Ь; СаО 33,1; 510 6,2; Геохи 4,6;МпО 2,4; Чя.О1, 4; Т 10 у О, 28; 3100,12.5Окисление феррофосфора при кислородной продувке представляет собойгетерогенный сложный процесс, В этойсвязи основные стадии процесса окисления можно представить следуюшимиуравнениями реакций:Р(Ге)+40, +1,5 Ге =Ге(РО) (1)Ге з(РО)+ЗМеО=ЗМя(РО) +ЗГеО (2)Ге (РО )+ЗСаО=ЗСа (РО ) +ЗГеО (3)2 ГеРФ 5 ГеО+СаО=Са(РО)+9 Ге (4) 152 Р(Ге)+8 ГеО=Гез(РО) +5 Ге (5)Конвертирование шихты в присутствии предлагаемой добавки в течение70-75 мин при 1550-1650 С позволяетдобиться преимущественного протекания 20в системе процессов в соответствиис реакциями (4) и (5), т.е. наиболееполно осуществить дефосфорацию феррофосфора, Кроме того; в системе образуются растворимые Са(РО) по реак циям (3) и (4), Мя(РО,1) по реакции(2) и силикофосфаты по схеме:х 810+уМд (Р 01 ) -- х 810уМд (Р 04)(6)хБО+уСаь (РО )х 810 е. уСаз (РО)(7)т.е. шпак обогащается РОу. 30При конвертировании феррофосфорас кислородной продувкой нике 1550 Среакция (2) сдвигается в левую сторону с образованием фосфата железа,что приводит к снижению степени дефосфорацни сплава, При температурах35свыше 1700-1750 ф преимущественнопротекает реакция восстановления закиси железа с образованием металлического железа, что, в свою очередь, 40сникает содержание РО в конечномпродукте и ее растворимость в 2 Х-нойлимонной кислоте.Оптимальным временем конвертирования феррофосфора является 70-,75 мин, при этом преобладают процес эсы связывания оксидов магния и кальция с образованием фосфатов магния(2) и кальция (3) и двойного фосфатакальция и магния по уравнению реакции: 50Са(РО)+Мя (РО) Са Мя (РО)1 (8)При конвертировании феррофосфораменее 60 мин в расплавленной металлической системе образуются марганцевокремнистые шлаки, тормозящие процессысвязывания кремния, марганца н фосфора с образованием стабильных соединений по уравнениям реакции: 8 О+СаО = Са Б дО з (9) МпО+Са(РО) =Мп (РО,р) +СаО (10) При увеличении продолжительности конвертирования более 75 мин начина-. ется заметная возгонка Рд 0-, что приводит к потере РОу в продукте и загрязнению окружающей среды.В табл. приведено влияние температуры конвертирования феррофосфора на степень дефосфорации и усвояемости РРк и МяО в продуктах при времени кислородного конвертирования 70- 75 мин.Кэ табл.1 следует, что при снижении температуры конвертирования ниже 1500 С преимущественно в системе идет образование активной пятиокиси фосфора, которая связывает образующуюся закись железа в фосфат железа (11) по реакции (1). Поскольку пяти- окись фосфора в фосфате железа находится практически в неусвояемой форме, степень усвояемости Р 0 сникается до уровня известного способа, При этом реакции (2) и (3) протекают не- интенсивно, закись железа не выделяется в достаточном количестве, что замедляет процесс дефосфорации феррофосфора, степень дефосфорации падает и уменьшается относительное содержание РО в шпаке (раэубоживание за счет перехода железа в шпак).При увеличении температуры конвертирования выше 1700 С преимущественно протекает процесс образования фосфа"а железа по реакции (5), что приводит к снижению степени превращения РО в усвояемую форму и общего содержания РОя, степень дефосфорации фосфора при этом уменьшается.В табл.2 представлено влияние продолжительности кислородной продувки феррофосфора на степени дефосфорации сплава и усвояемости.Р 0 и МяО в продуктах при температуре кислородного конвертирования 1600 С.Как видно иэ табл,2, при продолжительности конвертирования менее 60 мин наличие в системе образовавшихся в процессе устойчивых марганцево-кремнистых шлаков тормозит процесс деформации, степень дефосфорации падает, одновременно снижается содержание РО в шпаке,При увеличении продолжительности конвертирования более 80 мин могут иметь место обратные реакции с образованием фосфата железа, что приводит02549 6кремния. Уменьшен.е н увеличение ко-.личества серпентинсопержащих добавокбольше или меныпе чем оптимальноеколичество (2-3 мас,7) приводит кповышению степени перехода железав раствор. Это объясняется образовд"нием аморфизированного фосфата железав продуктах. Об этом также снидетель Оствуют результаты петрографическогоанализа.Таким образом, использование вкачестве шлакообразующей добавкисерпентинсодержащего отходя позволяет повысить степень дефосфорациисплава до 979-983. повысить содер,жанне лимоннорастворимых форм РОв продуктах до 962-968 Е испольэовать в качестве шлакообразующей добавки отходы производства, а такжезатормозить процесс разрушения футеровки конвертора при кислородном. конвертировании феррофосфора. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - 45 щ и й с я тем что.серпентинсодержащий отход обогащения хромитовыхруд содержит, мас,Х:Мдо 420-43810 41, 1-42, 5 5 О Гес, 7,25-0,17РеО 1,9-6,5КО 0,11-0,220,25-0,33МпО 0,06-0,14 55 Т 10Ос,альное3. Способ по пп, и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что серпентннсодержащие отходы вводят в количестве1,5-3,0 мас.Х,5 15к ухудшению всех показателей процессов.Основными компонентами серпентинсодержащих отходов обогащения хромитовых руд являются оксиды магния икремнияНаиболее хорошие результаты попредлагаемому способу достигаютсяпри использовании щлакообразующей добавки, содержащей 42,0-43, 1 мас.7МеО и 41,1-42,5 мас,7 810. При уменьшении количества ИяО и увеличении810 в добавке повышается химическаяагрессивность шлакообразующей добавки, что приводит к разрушению футеровки конвертора. Кроме того, процесс обескремнивания феррофосфорапроисходит недостаточно высоко. Приувеличении количества МО и уиеньшении ЯО, в добавке образуется тугоплавкая шихта, что приводит к дополнительным знергоэатратам. При этомуменьшается общее содержание РОв конечном продукте,Серпентинсодержащие отходы визвестных способах используются вкачестве минеральной добавки. Основойсерпентинсодержащнх отходов являютсяприродные силикаты, В предлагаемомспособе серпентинсодержащие отходыпроявляют свойства флюсующей добавки,несмотря на отсутствие в его составеоксида кальция.В присутствии серпентинсодержащихотходов уменьшается воэможность образования марганцево-кремнистых шлаков, что, в свою очередь, повышаетстепень дефосфорации феррофосфора.В результате протекания химическихвзаимодействий между компонентамифосфористого металла и серпентинсодержащих отходов уменьшается переход железа в растворимую форму почвенными растворами серпентинсодержащей добавки.Влияние содержания серпентинсодержащей добавки на показатели процессаи характеристики продукта приведеныв табл.Э,Как видно иэ табл.Э, введение добавки меньше оптимального количества(1-5 мас.Х) снижает степень дефосфорации сплава и общее содержание РОдо уровня известного способа. Этосвязано с образованием фосфата железа, При увеличении количества добавкиболее чем 3 мас,Х наблюдается разрушение футеровки коввертора эа счетповышения содержания кислого оксида формула изобретения 1. Способ получения растворимогофосфат-шлака иэ феррофосфора путемего расплавления, кислородной продувки в присутствии извести и шпакообразующей добавки с последующим отделением фосфат-шлака от сплава,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения степени дефосфорации феррофосфора, увеличения содер жания усвояемой РО при одновременном обогащении готового продуктаусвояемой окисьюагния, в качествешлакообгаэующей добавки применяютсерпентинсодержащие отходы обогащения 40 хромитовых руд, а кислородную продувку ведут при 1550-1650 С в течение 70-75 мин11,2 То же 95,5 40,0 30,4 Составитель Р.ГерасимовРедактор Н,Яцола Техред Л,Сердюкова Корректор Т Малец Заказ 5037/31 Тираж 391 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 2,0 2,5 3,0 3,5 98,2 98,3 98,3 97,0 41,8 41,9 41,8 41,4 8,4 8,1 9,1 10,2 ПаблкдаетсяразрушениефутеровкиРазрушаетсяфутеровка