Способ переработки фосфатных шлаков

СОНЭЗ СОВЕТСКХСОВ АЛИСТИЧЕСН ИКРЕСПУБПИН 511 э С 04 В 5 И 2 ТЕНИЯ ТЕНТ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ И 21) 4875994 ДЗ22) 22,10 9045) 30,.12 92 Бюп, 1." 4871) Карагандинсний мегаппургический комбинат72) А В,1 ирпичнинав, А,Н кпииушнинВ,А,Мирко, В И Богомянов, А Д,Бушмакин,А.И,Кузнецов и А А,Бабенко73) Карагандинский металлургический номбинат56) 1 Авторское свидетельство СССРВ 441258, кл, С 05 В 13/02, 1974,2 С,КМаньновецнач и др, Особенностипереработки сталеплавильных шпаков и извлечение из них метапла3, Труды УНИИЧМ Шлаки черной мегаллургии т, 12, 1971, с 153,4 Патент США М 2467039, кл 75-ТЖ,1949 Изобретение относится н способам переработки метаппургичесн ин фосфагшпаков и некондиционной н:ре 1 несадер,нащей мелочи и монет быть использована длч утилизации отвапьных в насточщее время материалов металлургической, энергетической и горнокимичеснай промышленностей с получением ценных продунтов,Известен способ переработки доменных шлаков с цепью получения удобрений включающий сплавпение доменного шлаа, аппатитового концентрата, извести и гипса в нейтральной атмосфере с последующей гранулчцией образовавшегося расплава в воде 1),Недостатком даннага способа яалчетсч невысокое н ачесгво н онечных продуктов и недастаточнач сгепень исггапьэованич не 1785520 А(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФАТНЫК ШЛАКОВ(57) Сущность изабретенич фосфатные шлаки получают путем восстановительной плавни ик и последующей обработки папученных продуктов, В расппав фасфагнага шпана пвадчт кремнеэемсодержащие промышленные отоды фракции 0,1 мм в напичестве 16 - 39 от массы расппзва Раздепчат расплав на вторичный шпан, используемый дпя производства минеральной наты, и метаппичесний сплав, Метаппичесний сплав измельчают и пподчт в струю фосфорного ш пан а в количестве 20-35 "Д ат ега массы при саатношении Раксиды Ге, равнак 10,15-031, и выдерн ивают 25-45 мн В ачестве нремнеземспдер.,кащин промышленны от адов используют залу ат скиганич угпей, агсевы фосфорна нремнисты сланцев, шунгитав андицианны . материалов дта проис адиг пследствие того, чта на плавку паступаюг начестпенные по грансасгаву дефицитные прадунты (аппатди, гипс, изпесгь), а и результате папучаютсч удабренич, натарые имеюг низкое садерткание фосфора, доступного растениям Все саединенич непез,э и другик руднын компонентов остаютсч п шпане, н.отарый при в,лесении в пачпу будет спунить истачнинам ее эагрчзненич, утилизация этин кампаненгав по прчмаму назначению не предусматриваетсчИзвестно, что на отечествен ны н запада черной металлургии переработка сгапеплапильнын фасфатшпакап эанпючаетсч в окпаедении и.иднага шпана, грубом дроблении, отборе крупны усов металла эпекгромагнитнай шайбой 2)Шп,де с 1-рдобре иеч, пап рчс нные по огай ГеД,НОПОГИС 1 С 1 Г 1 ЕЕПт ЕЕВЫСОЕаЕ Ь,Э ЬДСтна, Садер еансе Р:Оэ сс пренцшаег 7 - )О)ь На НС 1 З ОГ 1 уранНЕ ЕЬЭ е Одцтг Е СТЕПЕНЬ ИСПОПЬЗО- панич от,адов, т к не предусмотрено изппечение из шпдкан танкодс 1 спереньен гаропы ан геегаппсчесе Ого +елеэа, Огсида +епеэа,геарганиа, нанадцчНас 1 бапее бпцзе иг 1 по тендчесе ой сущ" насти чнпчетсп способ извпеченич ванадич в фердфосфор цэ ванадий-феррафосфатееы гатерсеапав, предстанпчющсей ппанпение паспеднн с угперадс 1 стцм насстанонс 1 тепег н прс 1 сутстнс 1 с 1,еепеэа н капцчестне достатопео 1 дпч абраэонанси феррофасфдта пс 1 шь с часть 10 фосфора, садер 1.лщегасч и сес Одтог 1 г 1 атеедс 1 апе, с поспедуащее 1 падун-ай до полного д испоеп 1 п нанадич (3)Одна О и эот способ спеест н достатни, еотарые толы О усргубчт и прц пригеенениц ЕГа Е ф ОСф ЭтШ П еп ОЕ 1 ОтЕЧЕСтНЕ Н НЫ Эа надоев Осндпнлг 1 нз ееедастат 1 ав чнпчетсч ецио ае е"ап ствоан.чнц продуетон, Шпзе:, от процесса вссстаееанпенич пригоден тапы Одлч праиэвадстнд щебен и В шпае, попучанееог 1 при герадрн е феррофосфа 1 а, ееар ндал с о сидагпс данчдич, беудет ею одцтьсп бапьшае еопичестнофдо 7-20 Д еа,кдаго) о сидав фаьфард, ч епеза, марганца, ерем- НС 1 ЧДпч паспедртощего идопеченип эти глатерцапон н саединеНии, сегеечащсее пр,зктс 1 чесе ое деаченсне, панадобитьсч цепач аппэратурно-те нопогс 1 чес ап пинич Новьесакую ценеость пр дстанпчет и продутый феррофосфдр, который будет иметь еестабипыюе содер,е ание фвсфора от 2 до 11 "Д, Р раме тога, при реапиэацсги такой с ег 1 ье непа монна попутно перерабатывать нееандс 1 ццацнуюгеспа ь типа зоп, сланцев ц тд Сам процесс продувки феррафасфара требует тае е:е эначитепьны. допо п ес 1 тепьеы . затрат,Если в качал тна в,эьддич-феррд ).Осатного материала брэть сущестнуюсцие фас,этшпа и Р"арметеае 1 бс 1 ната, содер кащие ееэначитепьнаапцчестно оанадцп (це бо,лее ОЯ,0 сР.О 5), то при осущестнпении дареного те неечесеога решеес 1 ч ванадий рааойдетсч па прог 1 продуктаг 1,Цепыа иэобретенич чнппетсп обеспечеес 1 е попученич сырьч дпч прас 1 знадстпа минеральной в,эты, фосфатны, удобрений и металлаВ качестве еекоеедицсеаенедс 1 кремнеэеезсодер:касесей г еп О еи могут бьть испопьэонанц аопы от св.с 1 ганс 1 ч ргпей, ое:сд, отсевы фосфорное реееиисты 1: спанцев Ф С) и шун- гцтов 5 10 15 20 25 30 35 40 Ц 5 50 55 Проведенные исспедананич показапс 1, что введение в фасфатшпани на стадсие цз слива иэ е оеевертера не ондициспеной н рег 1- незег 1 содержащей г 1 епочц зап, ФЙ:, шунгита) в копичестве 16-390, от массы шпаеа по зваппет получить эа счет физического тепл з щпнкон и геппоты гиликатообраэования достаточно прочный и однородный материал, типа агломерата Он г 1 оя ет быть успешна восстановлен н сущестнуеощи эпеетрогерг 1 с 1 ческц. печа к без нарушен ив те нопогическага реее сег 1 а ппавг сч, Эа зоные измененич, проискадчщие при введении в фосфатшпаки нег андицианной е ремнеэег 1 садер,.кащей мепочи, способствует переводу при васстананпении н металл на 92 - %",4 Р, Ге, Ч, что соотнетстнует практсее е попучене 1 ч н адкдаго иэ эгс, эпсментав иэ присущего дпч ни; сырьч, Бторс 1 чнце шпа и полностью отвечают еондцципм ис.одны материапов дпя производства минеральной наты е 1 аркс 1 А, В па ГОСТ 1 Ож)обработка полученным ггетаппом спиваемога из е онвертера шпака в еопс 1 чесгве 0,2 - 035 От массы последнего поэнапчет добитьсч достаточно полного протееанич оеиспитепьно-носстанавитепьны реакцией в шпаг аи разпгечнага с 1 г 1 состава, обуспанпинаегеого е ак сгадичми скачсевансеч шпага, так и целевым назначением кднвертернос 1 плане иНвабОДС 1 Г 1 ОЕ уСПОВССЕ РеетГЕокс = О,31 ПОЗвапчет н успанич к Огрзнс 1 ченнага температурного диапазона остывающи; шпаков паддерн цвать оптимальную температуру дпп попного перераспредепенич продуктов плавки по фазам н течение 25 - 15 г 1 инут, которое неаб адимо дпч дастигкенич геаесцмуе 1 а сепектс 1 нностс 1 и стабилизации установе 1 вшегасч раннонесипМетапп в новую порцию спиваемого шпаг а макет н н Одитьсч в расп пав пенном одстачнсй, н ниде е 1 рскав ипи ндунас 1 ег 1 порашеатагцм образом, реапиз,дццч данного способа перерабатгц фосфатшпакав и некондиционной мела п 1 (е 1 апригчер шпаков стапеппднсепьного производства и зап ТЭЦ Гарг 1 еткамбдната) паэвапчет эа счет вторичны энергоресурсов беэотодно переработать н два раза больше шлаееов, навлечь н производства некондиционные г 1 атериапы мелочь, отсевы) и получить конечные продукты, которые эа счет целенаправленного распредепенич гомпанентов, с 1 мают большую народнокоэчйстненную ценность, шпаги, содердканле топьо аксцды вапьцич, е ремнич, магнцчи апюг 1 инцч моясно цспопьэовать на производство г 1 сенваты; шлаки содерание 15-20)ь .ПимонноО ЗО 15 40 ццц шла д 3,3 (грастворимого Р Оэ и не бплее 5-6,ь Ге - нафосфатные удобретенив, номплексный ферросплда, содеркащий 1,5 - 3,",Ь Ч и г 4 е более1,20, Р - н.ак лигатуру длч полученич антог 1 дтны к сталей,При определенны условичн аномдличк в фдэовын: составапри рэсетгын соатНОШЕНИЧК Г 1 ЕТДДД 1 ШДДК и Рнет(ГЕонс НЕуддетсч полностью перевести все кедеэо нсплав Одндн:о, как понээапи петрографичесн ие исследовднич недоноссанонденнОекедеэа оо все случачн. огоноренны фориудой иэобретенич, ныделчетсч в аидепрочной гендтцто-аОститоной спчэи, котордч при дроблении и г дгнцтной сепарациилегно отделчетсч из шлднон-удобрен 11 й иг 11 нет бып использована в дгдодо 11 енномпроиводстве,Сущсстоондние диапозонов параметроа обьчснчетсч следующим 1 эбрдэмПрц оведенцц в расплавленный шлдкнремнеэемсодер+ащей мелочи в количестпе ггеньше 1 б и больше 39 " эдтруднчетпоследующее прооедение .дентротергпчесн Ой плдн и В перпом случае цэ-эд вспениванич илака, плоного распределеничшланд и спдаоа, ВО втором иэ эа неваткифг 1 эичес кого тепла ш дан а длч оп лап лен ичвсей гассь мелочц, При этом у удщдетсчгаэопронццэсмость щи ты, упелцчипаетсчпылевынос1 роме того, н том и в другом случаеНОССТДНДПЛИПЭЕГ 1 ДЧ ШИТэ НЕ 1 ТВДнТоптг 1 г 1 дь 4 ог ( фаэопоггу ст 1 Ошенц 1 О Омпо не нтон при которог 1 г 1 дн сг г галь ног г поэгго 1 н,11 восстановление осе рудны: н омпонегТоп, в 1-и сл,чде - , елеэ и одгддц 11, по2-м случае - Р и ЧШлан пран:тцческг по но эгц случдчне Отвечает требо пан цчм ГОСТ 10866 - 61 гдг пгнердльную патуПри введении н новую порцию шлдн"дсплава и количестне менее О,2 ат массы шлднэ прдн;,тгчеснг 1 ддч все ;.4(щесгн 1 огггг 1 н СОстапоп, фосфатшлдкоп не б(д т достипучдпол 4 Отд Он цсдтель 4 О-исстд 11 оптельныреа ций В результате этого у удшцтсчдестч конечны праду н топ сплдпд по Ч и Р,шлд э - удобренцч - по + слеэуПри нведенгп ззлеэ О 4 от г 1 дггы плэндсплава, чсть сплав не (снотсч, особевопРИ весовом соотношении Р 4 т(Гс сО,5Последее услонг 1 е геблагапричтноонаывэегсч нд цслч: те ничесного решенич го псен случдч, т н огрднцчцпдетдостин ение г 1 дн,сиггль 11 ой селентцпностирэспределенич нсен эде 1 ентсл 1 ч, Ге, Р) пофдэдм а условг 1 чограниченного тепловогоре+и 1 д ост 4 одОщег 1 э распланэ шлдкопПрц Рнггг/ГЕон: 031 рЕЭ.О С 1 Г 4 дЕтСЧ Кд Ество сплава иэ-эа повыше 1 и 1 ч содерг эгич фосфора, снинкдетсч РэО 5 о шлд аДидпэгн по орен 1 сн 25 - 45 г 1 нут ныдер н иванич рдспл 1 д Оп гИг 1 длен длч дОсти Е г 1 И Ч Г 1 Д К С И Г 1 Д Ч Ь Н О й С Е Л Е Н, Т И В Н О С Т И рдспчеделенич элементов по фдад 1 )особено это на+но длч пэддцч и устанонле- НИЧ РанНОВЕСИЧ ДЛЧ ВСЭ 4 К 1 НВЕРТЕРгын фосфатшла н Ов 1:д р Г(11:При более н оротн.ом нрег 1 е 4 и у удшитсч кдчестпо и сплава, и шлднон Особенгно по Ч и Р) При более длительном времени шлаки, сл цтьге с пгни 4 енн ой температурой н дч Пут кристэллцэоватьсч, а при догтаточно пысо.Ой температуре оодмо нно ионце частичное протекание процесса о исленцч +:елеэд с уудшениег 1 н:ачестпэ шлэг а и умсньшенц ом ноличестнд сплава П р и и е р 1, 1 н г фосфдтшлан д, сде)Л- гкдщцй н масс ,(, 7,3 Р О 41,4 ГдО, 14,1 ЭО.; 6,О 2 Мд 0, 4,36 Мп 0, 1,0 А 1:Оэ, О,О 2 Ч 05, Остальное он сидыелеэд ц норольни рдсплдвдчют и сливают нэ эолу, и 1 еющую 59 с/ г)О., ч 5 1 г 1 д.,О. ., 9 а 1 0О/ УДО, остальные о сиды,4 елеээ, г 1 дргдщд, фдсфорд 1 олг 11 естпо эолы составлчет 39,5 от ггдссы шлэн,Полученную шц ту плэпчт и присутствии н он с н д прц тег пературс 15 1 ФС рсэультате плдп и г 1 олучдот шла, соотпетстнун 1 щий по ГО 1.Т г 1 арке В 11 а 11 дтер 11 дл длч про 11 эпОцстнд г 11111 лэтьгСплдп после отделецч от шла а ц олач денца дообчт 1 пнодчт и рэсплдп шла д исодОго состапа и н ол 111 естне 13,27 От гассы пгследнего прц ьоб 111 оде 41.1 И соотношенцч Рьг(Ге он сид = 0,24 и пыдсрИпдют 35 гарц Прц дтог получают 0,35 Огомпленсного ьплэпд, содер нащего г 1 эсс 0,2 Р и 3,3 У, и шлднд Шлан иэмслыкэют и подпергдОтмдгн,тноц сепарации В реэультдтечего получд 1 от 0,96 нг шлд 1 д, содер 4 дщегг 15, (ь Раб 5 н лиг онн-раствориг 1 ОС форг 1 Р и 2,2,4 Геоп 1 ц, д тд ге ггдплпгч фр 1 ц 1 ч-О,033), нэ 7", сосгпчщэ 1: ос,доп нелеэдТд 1 гп 1 Образо 1, П)л редпггэашю Лднноа способа было прднт 11 чеьн ц бе 4 от Одное переработало 13 олсе 2г шлд д, О 195 нг 4 ен Ондиционной г 1 епО.1 И эочь 1) с попучеием более 1 нг шл д длч ггцнпдты 0,9 о нг нде 1 тге 4 ч 1 эго алэна-удобренг 1 ч с понышенным содер+.анин 1 Р 01515,2",.) ц пони-ен 141,г сэлер:4,нИегг 4 елеэ )2 2;.),1 дгнитн,г). ран 1 и, н Отордч гй ет Сыть гс -ПОЛЬЭОГЭО П ДГЛО ЕРЭПИЦ ЦО ПЛГ СНЫй ниэ Офосфористый )С 2", Р) сплэл иОтором сконцснтриранд пдндпг 11 .1 э - пор 178552010 П р и и е р 2 1 нг расплавленного фосфатшлан:д, содержащего в иас % 37,16 СдО,75 ЯО; 22 ЦпО,55 Р О 5,634 ЦЦО, 2,0 И 2 Оэ; 0,35 Ч:О 5", остальное железо и е-о Оксиды зашли на смесь шул 4 гитд (0,06 кг), содеращего, мас % 88,1 51 О 2, 9,5% С, 0,25 Ч, остальное онсидьь калия и ндтрич, и фосфорно-кремнистын сланцев Фн",С) 0,10 кг), содернащик, мас%: 20,1 Р 05, 44,1 ЯО 2, 22,4 СаО, 4,9 Мд 0, 5,6 Сбч, остальное - оксиды,э.елеза, апюмищч, калия, натрия, 1 опичество смеси некондиционной мелочи фракция - 0,1 мм) составило 16% от массы шпанаПолученныи материал восстанавливают нонсинои при с -- 1500"С В результате плавни был получен шпак, соответствующий марне "В" ГОСТа на исодное сырье для птоиэподствд иинватыПосле слива шлан а Оставшийсч иетдпл сливают на расплав новой порции фосфошланд Состава, приведенного в примере 1, иэ расчета 035 части иетапла на 1 ьасть шпака при соотношении Рн ь/Еещ = 0,15, Выдер ь н а составила 25 мин Выод сплава, содержащего 2,0% Ч и 0,4% Р, составил ОЯ 40 нгПопуче 1 ный шлак измельчают и подвер. тают магнитной сепарации, котордч поэво ,пила выделить 0,063 кг магнитной фран:ции, на 97% состоящей иэ оксидов;келеза В неиагнитной франции содерзкалось 10,1% Р-.О, -в пинлоннораствориьлой форме и 3,4% ь. е.гщТащи образом, при незначительны к затратак энергии и ресурсов было переработано свыше 2 иг фосфатшпака 0,16 кг нен.ондиционной мелочи шунгита и Фн.С) с получением 0,75 ь г шлака, длч производства иинвдты О 82 кг шлака - удобрения, содер:кдщего 115,1% Р.О 5 и лишь 3,4 Ге 05 щ.0,063 кг оксидовнелеэа и 0,410 кг конлплексного сплава, обогащенного ванадием и содер кащего лишь 0,4% Р,Пример 3 1 кграсппавпенногошлднд, содер н.ащего, мас % 18,9 31 О 2, 1,2 А 120 э", 45,1 СаО, 6,3 Мдб, 11,5 Р 2 О 5, 0,89 Ч 205, Остальное - нкепезо и его оксиды, слили на сллесь золы от скиганич углч 100 г), шунгитд 1100 г), фосфатокреинисты сланцев 50 г), предстдвлчющин иэ себя ненондицньоннуьо мелочь фракции - 0,1 мм Вгего мелочь состввилд 25% от массы шлака,Агпомерированную смесь восстанавливают коксом при т = 150 ООС в течение 40 ьлиь 4 ут,Полученный от плавки шпак.1000 г) пол 4 остью СООтветствОвал л 1 атеридлу длч попу 4 вьич минеральной ваты 20 25 30 35 40 45 Метзлп оклаждают, измельчают до франции - 0,1 млл и вдуваютаргоном в шпак, содеркдщий 5,6% Р 2 О 5 и 17,1% Гедщ, в количестве 0,2 от массы шлака, Весовое соотношение РьегРеанс, составило 0,31, После выдержн.и в течение 45 иин, было получено 0,85 кг шлак а, содерн дщего 19,РЯ 5 и 1,3 Геоощ и 0,32 н г сплава, содержащего Д,3% Ч и 1,2% Р,Таким образом, в результате было переработано более 2 нг отвальнык шлдноо и 0,25 нг некондиционной мелочи с попучением 1,О кг щебня длч иинваты, соответствующего ГОСТ 18866 - 81, иарн е "А"шпак а-удобрения практически лишенного Оксидов рудньгк материалов Ге, Ч) с содер,Фанием 19,1% РО 5 в лимОкнорастБОримОй форме и 0,32 кг сплава, имеющего низкое содерк а ььие фосфора и скон цен грировавшего в себе 96% ванадич, нд одившегосч в шпане,П р и и е р 4, При восстановлении фосфатшпана(состав по примеру 2) и поспедунзщей продувке полученного иетаппд кислородом 1 по прототипу) получают шлак, содер ндщий 8,5 ЧО 5, 25,1% РО 5, 272% Ь-Е 05 щИ 6,0% ЯО 2 ОтСЮда ВИДНО, Чта ПРОВЕ- дение дорогостоящей продувке дпч палученнын сплавов до полного окисления ведет к значительному а ислению железа и фосфора,По данному текническому решению можно перерабатывать отвальные в настоящее времч конвертерные шлаки и некондиционную мелочь, зольь, шунгиты, ЭЕС) с использованиеьл фи:зического тепла шлака и с получением конечнын продуктов, в которым целенаправленно перераспределены все ценные компоненты шпака и вводи мых материалов шлаков дпч минваты, свободных практически от фосфора, железа и марганца, шпаков - удобрений, обезжелвзны:к и содержащими Р 2 О 5 на уровне суперФосФата; и комплексных сплавов, обогащеннык по ванадию),Формула и зобретения 1 Способ комплексной переработки фосфатны шпаков путем восстановительной плавки ик и последующей обработки полученных продуктов, о т л и ч д ьо щ и йс я тем, что, с целью обеспечения получения сырья для производства минеральной ваты, фосфдтнык удобрений и металла, в расплав фосфатного шпака вводят кремнеземсодержащие промышленные отходьь фракции0,1 лллл в копичес 1 ве 16-39 от массы расплава, рдзделяьот его на вторичный шлак, испопьзуемыж для производства ии10 1785520 1Составитель Н ИльиныкРедактор Т, Иванова Текред М Уоргенгал Корректор М Ткач Зааз 4376 Тираж Иодписное ВНИИИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ъ,-35, Раушсная наб, 4/5 Производственно-издательский комбинаг "Патент", г У:.кгород, ул Гагарина01 неральной ваты, и металлически 11 сплав, последний измельчают и вводят в струю Фосфорного шлака в количестве 20-35 от его массы при отношении Р/оксиды Ре 0,15- 0,31 и выдерживают 25-45 мин,Р. Способ пои 1, отличаю щий с ятем, что в начестве кремнеземсодержащик от 1 одов используют Золу ог с+ игания утлей отсевы фосфорно-кремнисты сланцев, шун гитов,