Способ получения фосфора

(51) 01 25/027 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ снижение энергетических затрат и улучшение экологической обстановки производства при повышении качества желтого фосфора. Задача решается тем, что в предлагаемом способе получения фосфора,путем высокотемпературной плавки шихтовой смеси,содержащей фосфат, кремнийсодержащий материал и восстановитель - металлургический кокс, с возгонкой фосфора при температуре 1550-1700 С и конденсацией газообразного фосфора, согласно изобретению, предварительно осуществляют плавку смеси фосфатного (70-72,5) и кремнистого (9,0410,02) сырья класса 3-10 мм и металлургического кокса класса 10-20 мм (18,12-20,6) в циклонной камере во взвешенном состоянии при температуре 1300-1400 С в присутствии кислорода. Преимуществом данного технического решения является возможность получения более качественного фосфора при пониженных энергетических затратах и упрощении технологической схемы производства желтого фосфора.(72) Бишимбаев Валихан Козыкеевич Жантасов Курманбек Тажмаханбетович Ананьев Николай Иванович Жантасов Манап Курманбекович Алтыбаев Жаксылык Мамырбекович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский Государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к технологии получения фосфора, используемого в химической промышленности для производства фосфорной кислоты и различных фосфорсодержащих соединений Задача изобретения - разработка способа получения фосфора, обеспечивающего упрощение технологической линии подготовки сырья, 22034 Изобретение относится к технологии получения фосфора,используемого в химической промышленности для производства фосфорной кислоты и различных фосфорсодержащих соединений. По технологии переработки шихтовых материалов, для улучшения качества фосфатного сырья класса 10-50 мм, его подвергают тепловой обработке в шахтно-щелевых печах или же в обжиговых машинах конвейерного типа при температуре 900-1200 С. Мелкие фракции фосфорита класса 0-10 мм, образующиеся на горных предприятиях при его добыче, дроблении и сортировке, подвергают агломерации - спеканию частиц в смеси с коксовой мелочью в агломерационных машинах типа АКМ - 312, при температуре 1200-1300 С. Полученный спек дробят,охлаждают, разделяют на фракции 8-50 мм, 5-8 мм и мелочь класса 0-5 мм, которую направляют на агломерацию. Агломерат фракции 8-50 мм направляют на весовую станцию шихтовального отделения, а затем вместе с компонентами шихты на переработку для получения желтого фосфора в промышленной электропечи типа РКЗ - 72 Ф М 1. Известен способ получения фосфора,включающий загрузку в печь фосфорсодержащего сырья,углерода и окиси кремния или кремнесодержащих материалов,служивших флюсом и последующую переработку шихты на желтый фосфор в электропечи тмощностью 70 кВт при температуре 1800-2000 С Наймулер Т.М.,Романова Н.Н. - В кн. Химическая промышленность за рубежом. М., НИИТЭХИМ, 1973, вып.3(123),с.23. Недостатком данного способа является неустойчивость работы печи и трудность регулирования режима восстановления фосфора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфора путем спекания на агломерационной машине при температуре 11501300 С предварительно смешанной мелочи фосфорита класса 0 - 10 мм с 5-6 коксовой мелочи и последующей высокотемпературной плавки шихтовой смеси, содержащей фосфат - фосфоритный агломерат (65,4), кремнийсодержащий материал (9,5) и восстановитель - металлургический кокс (25,1) с возгонкой фосфора при температуре около 1550-1700 С и конденсацией,газообразного фосфора.Технология фосфора / Под ред. проф. В.А. Ершова Л. Химия, 1979. - с.336, ил.,с.118, 135-138, 328. Недостатками данного способа являются громоздкость и сложность технологической линии агломерации мелочи фосфорита,большие безвозмездные потери тепла в окружающую среду при охлаждении агломерата и повышенный расход электроэнергии на восстановление фосфора. Задача изобретения - разработка способа получения фосфора, обеспечивающего упрощение технологической линии подготовки сырья,снижение энергетических затрат и улучшение 2 экологической обстановки производства при повышении качества желтого фосфора. Технический результат упрощение технологической линии подготовки фосфоритного сырья, снижение энергетических затрат и улучшение экологической обстановки производства при повышении качества желтого фосфора. Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения фосфора путем высокотемпературной плавки шихтовой смеси,содержащей фосфат, кремнийсодержащий материал и восстановитель -металлургический кокс с возгонкой при температуре 1800-2000 К фосфора и конденсацией газообразного фосфора, согласно изобретения,осуществляют предварительную плавку смеси фосфатного (70-72,5) и кремнистого(9,04-10,02) сырья класса 3-10 мм и металлургического кокса класса 10-20 мм (18,12-20,6) в циклонной камере во взвешенном состоянии при температуре 1300-1400 С в присутствии кислорода. При температуре 1300-1400 С происходит частичное оплавление фосфоритного и кремнистого сырья, выделение в газовую фазу карбонатов, серы,фтора и других летучих составляющих шихтовой смеси. Способ осуществляется следующим образом фосфоритную мелочь класса 3 -10 мм смешивают с кварцитной мелочью класса 3-10 мм и металлургического кокса класса 10-20 мм. Полученную шихтовую смесь подают в зону плавления циклонной камеры, где подвергают термической обработке при температуре 1300-1400 С в потоке технического кислорода. Полученный плав и несгоревший кокс подают в руднотермическую печь РКЗ, где материал при температуре 1550-1700 С полностью расплавляется. Образовавшийся газообразный фосфор проходит через электрофильтр,где очищается от возможных частичек пылеобразных материалов и узел конденсации фосфора,где осаждается желтый фосфор. Очищенный от паров фосфора и пылевидного материала газ подается на сжигание или же используется в качестве теплоносителя в циклонной камере. Осевшие в нижней части ванны руднотермической печи огненно-жидкие феррофосфор и шлак, силикат кальция,сливаются по существующим феррофосфорной и шлаковой леткам. Пример 1. 6100 кг (70,0 мас.) фосфоритной мелочи класса 3 мм смешивают с 820 кг (9,04 мас.) кварцитной мелочью класса 3 мм и металлургического кокса в количестве 1800 кг (20,6 мас.) класса 10 мм. Полученную шихтовую смесь подают в зону плавления циклонной камеры,подвергают термической обработке при температуре 1350 С в течение 0,5-2 минуты при подаче 473 нм 3 технического кислорода. Полученный плав и несгоревший кокс поступают в руднотермическую печь РКЗ - 72 Ф, где материал при температуре 1625 С полностью расплавляется. Далее образовавшийся газообразный фосфор проходит через электрофильтр, где очищается от возможных частичек пылеобразных материалов в количестве 70 кг и узел конденсации фосфора, где осаждается 22034 800 кг желтого фосфора. Очищенный от паров фосфора и пылевидного материала газ, в количестве 1900 кг, подается на сжигание или же используется в качестве теплоносителя в циклонной камере. Осевшие в нижней части ванны руднотермической печи РКЗ - 72 Ф огненно-жидкие феррофосфор и шлак,силикат кальция,сливаются по существующим феррофосфорной и шлаковой леткам. Остальные примеры осуществления предлагаемого способа при различных соотношениях компонентов шихты в заявляемых пределах и по влиянию изменения гранулометрического состава шихтовых материалов на технологические показатели процесса возгонки фосфора приведены в ниже представленной таблице. При гранулометрическом составе сырьевых материалов менее 3 мм наблюдается увеличение выхода пылегазовых выбросов, а при более 10 мм происходит повышение расхода электрической энергии в сравнении с оптимальным показателем. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения фосфора путем высокотемпературной планки шихтовой смеси,содержащей фосфат, кремнийсодержащий материал и восстановитель металлургический кокс с возгонкой при температуре 1550-1700 С фосфора,очисткой и конденсацией газообразного фосфора,отличающийся тем,что осуществляют предварительную плавку смеси фосфатного (7072,5) и кремнистого (9,04-10,02) сырья класса 310 мм и металлургического кокса класса 10-20 мм(18,12-20,6) в циклонной камере во взвешенном состоянии при температуре 1300-1400 С в присутствии кислорода.