DE3009732C2 - Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von PhosphorsäureInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei der Verarbeitung von Phosphorschlämmen und rohem Phosphor
sowie bei der Herstellung von Phosphorsäuredüngern anwendbar.
Es sind Verfahren zur Verarbeitung von Phosphorschlämmen durch deren Verbrennung in rotierenden
Trommeln (N. P. Postnikow »Thermische Phosphorsäure«, Verlag »Chimia«, Moskau, 1970, Seite 162, in
Russisch) oder in konischen öfen bei einem großen Luftüberschuß (λ = 2 bis 3) und einer Temperatur von
500 bis 1200°C bekannt. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte
des Schlamms, welche Phosphorsäureanhydrid (P4O10) enthalten, leitet man in den Turm zur
Hydratisierung, wo sie abgekühlt und das P4O10 mit
Wasser hydratisiert werden, während der sich dabei -»5 bildende Phosphorsäurenebel aus den Abgasen im
Elektrofilter abgetrennt wird. Die sich nach dem Ausbrennen des Phosphors aus dem Schlamm bildende
Schlacke enthält bis zu 25 Gewichtsprozent P4Oi0. In
dieser Schlacke aber sind Phosphorverbindungen niedriger Oxydationsstufen abwesend, weshalb die
Schlacke für die Verwendung als Düngemittel oder Futterzusatz ungeeignet ist. Die erhaltene Schlacke
gelangt zur Halde, was zu unproduktiven, unwiederbringlichen Phosphorverlusten und zur Umweltbelastung
führt. Das Vorliegen von nicht nachoxydierten Formen des Phosphors sowie des elementaren Phosphors
in der Schlacke ist eine Folge der niedrigen intensität des Wärme- und Stoffaustausches bei der
Oberflächenverbrennung des Schlammes an den Wänden der genannten Apparate, der niedrigen Temperatur
des Verfahrens und der ungenügenden Kontaktfläche der Phasen. Außerdem ist bei der Verarbeitung des
Schlamms in den Trommeln und konischen Öfen die Durchführung eines kontinuierlichen Prozesses er-65
schwert.
Es ist auch ein Verfahren zur Verarbeitung von mindestens 40% elementaren Phosphor enthaltendem
Rohstoff, beispielsweise von zuvor auf eine Feinheit von höchstens 1,5 mm gemahlenem Phosphorschlamm,
durch dessen Verbrennung bei einem Koeffizienten des Luftüberschusses von 1,1 bis 1,5 und einer Temperatur
von 1500 bis 1800° C, anschließende Hydratisierung des
gebildeten P4O10 und Abtrennen der an Phosphor
verarmten geschmolzenen Schlacke bei einer Temperatur von 1200 bis 1400°C bekannt (SU-Urheberschein
4 09 957).
Dieses Verfahren macht es möglich, die Phosphorverluste durch die Senkung des Gehaltes der Schlacke an
P4O10 auf 3 bis 5 Gewichtsprozent herabzusetzen, was
nur bei der Verbrennung des genannten Rohstoffes in Abwesenheit von Wasser erreicht wird. Die Durchführung
des Verfahrens wird in der Praxis dadurch begrenzt, daß zum Vermeiden der Anwesenheit von
Wasser arbeits- und energieintensive Verfahrensschritte zur Entwässerung des Rohstoffes durchgeführt
werden müssen. Außerdem können die anfallenden Schlacken infolge niedrigen Gehaltes derselben an
P4O10 nicht als Düngemittel verwendet werden und sind ein Abfallprodukt.
Die DE-PS 4 38 178 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure und Wasserstoff, nach
dem man Phosphat bei über 700 bzw. über 1000° C
liegenden Temperaturen mit beschränkten Wasserdampfmengen mit oder ohne Zugabe von Luft oder
Sauerstoff behandelt, dadurch neben Wasserstoff ein Gemisch von Phosphorsäure mit Säuren niedrigerer
Oxydationsstufen des Phosphors (bzw. deren Anhydriden) erhält und dieses Gemisch bei Temperaturen unter
700° C nachoxidiert. Die erstere Behandlungstemperatur liegt unter Berücksichtigung des schon erwähnten
Buches von N. N. Postnikow »Thermische Phosphorsäure«, Verlag Chimia, Moskau, 1970, S. 247—260 nicht
über 1200°C. .
Ähnliche Verfahren sind in den DE-PS 5 08 481,
5 06 543, 4 84 568 und 4 31504 sowie in der US-PS
17 32 373 beschrieben, die sich von dem nach der DE-PS
4 38 178 dadurch unterscheiden, daß man den Prozeß in Anwesenheit von verschiedenen Katalysatoren durchführt.
Die DE-PS 5 06 543 bezieht sich auf die Herstellung von Phosphorpentoxyd oder Phosphorsäure und Wasserstoff
in Anwesenheit von Katalysatoren oder ohne sie. Der Hauptunterschied dieses Verfahrens von den
Verfahren nach den DE-PS 4 38 178, 4 31504 und 4 84 568 sowie der US-PS 17 32 373 besteht darin, daß
man zur Herabsetzung des Gehaltes an H3PO3 in der Produktionsorthophosphorsäure den Prozeß in Anwesenheit
von Wasserstoff durchführt, den man erst nach der Umsetzung des elementaren Phosphors einführt.
Die DE-PS 5 08 481 bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von
Phosphorsäure und Wasserstoff mit Einsatz von Katalysatoren. Das Besondere an der Vorrichtung
besteht darin, daß die vollständige Ausnutzung der Produktionswärme möglich ist.
Die DE-PS 5 67 543 bezieht sich auf die Herstellung von Metaphosphorsäure unmittelbar im Ofen zur
Phosphorherstellung. Seinem Wesen nach liegt dieses Verfahren den Verfahren nach den DE-PS 4 84 568 und
4 31 504 sowie der US-PS 17 32 373 nahe, wenn man den Möller, der in den Ofen eingelegt wird, als Katalysator
betrachtet.
Der Luft- oder Sauerstoffverbrauch nach den früheren Verfahren wurde niedrig gehalten, da die
Luftzugabe nur wegen der Aufrechterhaltung der
Verfahrenstemperatur erfolgte, bei Verwendung von Phosphorit als Katalysator Metaphosphat durch teilweise
Phosphorvcrbrennung mit dem Luftzusatz geschmolzen zu gewinnen war oder ein H2- und ^-Gemisch für
die Ammoniaksynthese angestrebt wurde. In allen Fällen war die Luft- bzw. Sauerstoffmenge wesentlich
kleiner als die stöchiometrisch zur vollständigen Phosphoroxydation ohne Berücksichtigung des im
Wasser enthaltenen Sauerstoffs erforderliche Menge, um die Gewinnung von Phosphorsäure und Wasserstoff
sicherzustellen, während die anfallenden Schlacken nicht als Düngemittel verwendbar, sondern Abfallprodukte
waren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure aus
einem mindestens 40% elementaren Phosphor und mineralische Beimengungen enthaltenden Rohstoff zu
entwickeln, das es möglich macht, nicht nur eine reinere Phosphorsäure, sondern auch eine als Düngemittel oder
Futtermittel brauchbare Schlacke zu gewinnen.
Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zur Herstellung von
Phosphorsäure, wobei ein mindestens 40 Gewichtsprozent elementaren Phosphor und mineralische Beimengungen
enthaltender zerkleinerter Rohstoff, insbesondere roher Phosphor oder Phosphorschlamm, in einem
sauerstoffhaltigen Gas bei einem Sauerstoffüberschußkoeffizienten von 1,1 bis 1,5 und bei einer Temperatur
von 1500° bis 18000C verbrannt wird, die hierbei entstandenen Phosphorsäureanhydrid enthaltenden
Gase zur Herstellung von Phosphorsäure mit Wasser umgesetzt werden und die bei der Verbrennung
ebenfalls anfallende flüssige Schlacke mit einer Temperatur von 1200 bis 1400° C abgetrennt und abgekühlt
wird, mit dem Kennzeichen, daß man die Verbrennung des Rohstoffes in Gegenwart von Wasserdampf in einer
Menge von 1 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Rohstoffmenge, und bei einer spezifischen Oberfläche
der flüssigen Schlacke von 6 bis 12 m2 je Tonne Rohstoff
pro Stunde durchführt und die abgetrennte Schlacke mit einer Geschwindigkeit von Wbis 105 "C/sabküh't.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht es möglich, sowohl die Phosphorverluste zu vermeiden, als auch die
die Umwelt belastenden Abfälle zu beseitigen. Gleichzeitig ermöglicht es, ein hochkonzentriertes Phosphatmaterial
zu erhalten, das als Düngemittel oder Futtermittel verwendet werden kann, und dadurch eine
Einsparung an Energie zu erzielen, die für die Herstellung analoger Phosphordüngemittel nach anderen
Methoden aufzuwenden wäre.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet man als Rohstoff Phosphorschlämme,
die sich beim Abstehenlassen des rohen Phosphors und beim primären Abstehenlassen der phosphorhaltigen
Abwasser aus den Kondensationswarmen bilden, beliebige Gemische dieser und anderer Schlämme,
welche mindestens 40% elementaren Pho.sphor enthalten, sowie rohen Phosphor, der bei der Kondensation
des Phosphors aus den nichtentstaubten Ofengasen erhalten werden kann.
Bei der Zufuhr zur Verbrennung zerkleinert man den Rohstoff, beispielsweise durch Zerstäubung mit Preßluft
oder Dampf, auf eine Feinheit von 0,1 bis 1,5 mm. Die untere der genannten Grenzen ist durch die Notwendigkeit
bedingt, eine ausreichende Abtrennung der Tropfen der geschmolzenen Schlacke aus der Gassuspension
herbeizuführen, die obere Grenze durch die Notwendigkeit, eine vollständige Oxidation des Phosphors
herbeizuführen.
Den genannten Rohstoff, beispielsweise Phosphorschlamm oder rohen Phophor, verrührt man und leitet
ihn in einen Reaktor, beispielsweise in eine Zyklonkammer mit einem Sammler für die Schmelze, wo der
genannte Rohstoff durch Düsen mittels Luft oder Dampf zerstäubt und im Strom eines Oxydationsmittels,
beirpielsweise der Luft, bei einem Koeffizienten des
Überschusses an Oxydationsmittel λ = 1,1 bis 1',5
ίο verbrannt wird. Die Λ-Werte in dem genannten Intervall
werden unter Berücksichtigung der Wärmeverluste des Reaktors und der Zusammensetzung des Rohstoffes und
des Oxydationsmittels (Luft; mit Sauerstoff angereicherte Luft; Sauerstoff) so gewählt, daß
1. die notwendige Vollständigkeit der Oxydation des Phosphors zu P4O10 erreicht wird;
2. die Konzentration der P40io-Dämpfe in dem
Reaktor nicht unter 0,25 kg P4 010/Nm3 Gase liegt;
3. die Temperatur in der Verbrennungszone des
Rohstoffes 1500 bis 1800° C beträgt; und
4. die Temperatur der geschmolzenen Schlacke in dem Sammler zwischen 1200 und 1400° C liegt.
4. die Temperatur der geschmolzenen Schlacke in dem Sammler zwischen 1200 und 1400° C liegt.
Gleichzeitig mit dem genannten Rohstoff leitet man in den Reaktor Wasser, vorzugsweise als Bestandteil
der Cottrellmilch der Phosphorofenelektrofilter oder als Bestandteil des wasserhaltigen Phosphorrohstoffes,
welcher mindestens 1 % Wasser enthält, ein, wobei die summarische Wassermenge 1,0 bis 40%, bezogen auf die
Rohstoffmasse, beträgt. Die genannten Grenzen wurden experimentell ermittelt, wobei die untere Grenze
eine Reaktionsgeschwindigkeit gewährleistet, bei der es keiner zu großen Entwicklung der Reaktionsfläche
bedarf (was zu einem starken Anwachsen der geforderten Abmessungen des Reaktors und der
Wärmeverluste durch seine Wandungen führen würde). Die obere Grenze gewährleistet die Aufrechterhaltung
der notwendigen Temperaturen des Prozesses. In den Fällen, wo man einen Rohstoff verarbeitet, der über
1,0% Wasser enthält, braucht das Wasser nicht unbedingt zusätzlich in den Reaktor eingeleitet zu
werden.
Die Teilchen der mineralischen Beimengungen des Rohstoffes erschmilzt man nach dem Ausbrennen
(Verdampfen) des Phosphors und behandelt sie mit Hochtemperaturgasen, die ein Gemisch aus Dämpfen
von P4O10, Wasser, Phosphorsäuren und dem Überschuß an Oxydationsmittel (im Falle der Verwendung
von Luft dem überschüssigen Sauerstoff und Stickstoff) darstellen. Die Behandlung beginnt man unter den
Bedingungen der Gassuspension unter Abscheidung der kondensierten Teilchen der Beimengungen an der
Oberfläche der Wandungen des Reaktors (unter Bildung eines Films) und/oder an der Oberfläche des Bades der
Schmelze. Durch die Abscheidung und die vollständige Erschmelzung aller Teilchen bildet sich an den Wänden
des Reaktors ein Film der geschmolzenen Schlacke, der in den Sammler herabfließt, wo sich das Bad der
Schmelze bildet. Die Behandlung der Schmelze mit Phosphorsäureanhydrid in Gegenwart der Dämpfe von
Wasser und/oder Phosphorsäuren setzt man in dem Film und in dem Bad der geschmolzenen Schlacke fort,
wozu man die Gase so leitet, daß sie mit der Oberfläche des Filmes und des Bades in gutem Kontakt stehen. In
Abhängigkeit von der Konstruktion des Reaktors kann eine der Stufen der Behandlung der geschmolzenen
Schlacke, und zwar in dem Film oder in dem Bad der
Schmelze, fehlen. Wie die Experimente, durchgeführt beim Vorliegen des Bades der Schmelze und bei dessen
Abwesenheit, ergeben haben, übt die Verweilzeit der geschmolzenen Schlacke im Bad keinen wesentlichen
Einfluß auf den Grad der Anreicherung der Schlacke mit dem Phosphorsäureanhydrid aus (dabei wurde die
Badoberfläche durch eine äquivalente Filmoberfläche ersetzt), und der bestimmende Faktor für den
Anreicherungsgrad der Schlacke mit dem Phosphorsäureanhydrid ist die summarische spezifische Oberfläche
des Filmes und des Bades.
Um eine Anreicherung der geschmolzenen Schlacke auf einen P4Oio-Gehalt von 40 bis 65% zu erreichen,
stellt man die summarische Oberfläche des Filmes und des Bades auf 6 bis 12 m2 je 1 Tonne Rohstoff in der
Stunde ein, wobei die untere Grenze davon ausgehend gewählt wird, daß man ein Produkt erhält, das
>40% P4OiO enthält, während die obere Grenze mit dem Ziel
gewählt wird, daß die Temperatur der Schmelze und der Gase am Austritt aus dem Reaktor
> 1200° C beträgt und daß man ein Produkt mit guten physikalisch-chemischen
Eigenschaften erhält.
Die auf einen P4Oio-Gehalt von 40 bis 65 Gewichtsprozent
angereicherte geschmolzene Schlacke wird aus dem Sammler der Schmelze herausgeleitet und mit
einer Geschwindigkeit von 104 bis 105°C/s, beispielsweise
mit Wasser (unter gleichzeitigem Granulieren), zum Überführen von P4OiO in eine für Tier und Pflanze
assimilierbare Form abgekühlt (abgeschreckt). Das Abkühlen mit einer höheren Geschwindigkeit ist nicht
zweckmäßig, weil sie zu keiner weiteren Verbesserung der Fixierung von P4O10 in assimilierbarer Form führt
und technisch schwer durchführbar ist. Eine Erhöhung der P4Oio-Konzentration auf über 65% ist nicht
zweckmäßig, da man dabei ein hygroskopisches Phophatmaterial erhält, das zum Zusammenbacken
neigt.
Die gasförmigen Verbrennungsprodukte des Schlamms leitet man in das System der Herstellung von
thermischer Phosphorsäure, welches beispielsweise aus einem Hydratationsturm, einem Elektrofilter und den
notwendigen Hilfsausrüstungen besteht. Das Phosphorsäureanhydrid, das in den gasförmigen Verbrennungsprodukten des Schlamms enthalten ist, hydratisiert man
mit Wasser und der Umlaufphosphorsäure, während der Phosphorsäurenebel im Elektrofilter aufgefangen wird.
Das beschriebene Verfahren wird durch folgende Beispiele erläutert:
Verrührten Phosphorschlamm, der mit einer Geschwindigkeit von 3850 kg/h zugeführt wird und
65 Gewichtsprozent P4, 25 Gewichtsprozent Wasser und 10 Gewichtsprozent mineralische Beimengungen
enthält, zerstäubt man mit Preßluft (600 NmVh) in zwei Düsen und leitet ihn in dispergierter Form in eine
wassergekühlte Zyklonkammer ein, die mit dem Sammler der Schmelze verbunden ist. Gleichzeitig leitet
man in den Zyklon durch tangentiale Düsen Luft mit einer Geschwindigkeit von 14 400 NmVh ein. Dabei ist
der Koeffizient des Luftüberschusses λ = 1,4 (Luft zum Zerstäuben miteingerechnet). Die summarische Oberfläche
des Filmes (37,5 m2) und des Bades (2,5 m2) der Schmelze beträgt 40 m2, was ~ 10,4 m2/t Schlamm in der
Stunde entspricht. Die mittlere Temperatur der gasförmigen Produkte in dem Zyklon beträgt 16500C, in
dem Sammler der Schmelze 1450°C. Die mittlere Temperatur der Schmelze in dem Zyklon beträgt
1400° C, in dem Sammler der Schmelze 127O0C. Aus
dem Sammler leitet man 8i0kg/h Schmelze des
Phosphatmaterials heraus, die man mit Wasser mit einer Geschwindigkeit von 104 bis 105cC/s abschreckt. Das
nach der Abschreckung erhaltene Phosphordüngemittel stellt glasähnliche Teilchen grünlicher Farbe dar. Der
Gesamtgehalt des Produktes an P4O]0 beträgt 62 Gewichtsprozent,
darunter an zitratlöslicher Form 60,8 Gewichtsprozent. Die gasförmigen Verbrennungs-
produkte des Schlamms leitet man aus dem Sammler durch einen gekühlten Gaszug in den Hydratationstrum
und dann in das Elektrofilter. Durch die Verarbeitung der P4OiO enthaltenden Gase in dem Turm und in dem
Elektrofilter erhält man -9725 kg/h 75%ige Phosphorsäure.
Phosphorschlamm in einer Menge von 3300 kg/h, der 76 Gewichtsprozent P4, 16 Gewichtsprozent Wasser
und 8 Gewichtsprozent mineralische Beimengungen enthält, vermischt man mit 500 kg/h Cottrellmilch von
1,1 g/cm3 Dichte, die 14,8 Gewichtsprozent Cottrelfstaub
und 85,2 Gewichtsprozent Wasser enthält. Das erhaltene Gemisch verarbeitet man analog zu Beispiel 1
und erhält -800 kg/h Phosphordüngemitte!, welches 64 Gewichtsprozent P4O10 (62,8 Gewichtsprozent P4Oi0
in assimilierbarer Form) enthält, und -9270 kg/h 75%ige Phosphorsäure.
5500 kg/h Phosphorschlamm, welcher 40 Gewichtsprozent P4, 40 Gewichtsprozent Wasser und 20 Gewichtsprozent
mineralische Beimengungen enthält, verarbeitet man zu Phosphorsäure und Düngemittel,
indem man den zerstäubten Schlamm in einem mit einem Wirbelabscheider der Schmelze verbundenen
Gleichstromkanal verbrennt. Der Preßluftverbrauch für die Zerstäubung beträgt 850 NmVh, der Luftverbrauch
für die Verbrennung 9560 Nm3/h, der Koeffizient des Oxydationsmittelüberschusses ot = 1,1, die summarische
Oberfläche des Filmes und des Bades 33 m2, was einer spezifischen Oberfläche der geschmolzenen
Schlacke in dem Film und dem Bad der Schmelze von 6 m2 je 1 Tonne Schlamm in der Stunde entspricht. Die
Temperatur der Gase in dem Gleichstromkanal beträgt - 15000C, in dem Abscheider ~ 1350°C. Die Temperatur
der Schmelze in dem Gleichstromkanal beträgt ~1450°C, in dem Abscheider ~1200°C. Die Abschreckgeschwindigkeit
der geschmolzenen Schlacke beträgt -10* bis 1050Os. Durch die Verarbeitung
erhält man 2780 kg/h Phosphordüngemittel, welches 41,2 Gewichtsprozent P4O10 (darunter 40,6 Gewichtsprozent
P4OiO in assimilierbarer Form) enthält, und
8175 kg/h 75%ige Phosphorsäure.
Zur Erhöhung des P4O|0-Gehaltes in dem Phosphordüngemittel
erhalten bei der Verarbeitung des in dem Beispiel 3 eingesetzten Schlammes, vergrößert man die
summarische spezifische Oberfläche der geschmolzenen Schlacke in dem Film und in dem Bad der Schmelze und
ersetzt gleichzeitig die der Verbrennung zugeführte Luft durch eine äquivalente Sauerstoffmenge zur
Aufrechterhaltung der Temperatur in dem Abscheider.
Cei einer spezifischen Oberfläche von 12 m2 je 1 Tonne
Schlamm in der Stunde, dem oben genannten Verbrauch von Schlamm und Preßluft sowie bei « = 1,1 können
4420 kg/h Düngemittel, das 62,7 Gewichtsprozent P4Oi0
(darunter 61,8 Gewichtsprozent in assimilierbarer Form) enthält, und ~5180 kg/h 75%ige Phosphorsäure
erhalten werden.
Bei s pi el 5
3200 kg/h Phosphorschlamm, welcher 77,8 Gewichtsprozent R), 21,2 Gewichtsprozent mineralische Beimengungen
und 1 Gewichtsprozent Wasser enthält, verarbeitet man in einem Zyklon mit einem Sammler der
Schmelze bei einer summarischen Oberfläche der ι ο
geschmolzenen Schlacke in dem Film und in dem Bad der Schmelze von 12 m2 je 1 Tonne Schlamm in der
Stunde. Der Preßluftverbrauch beträgt 600 NmVh, der Luftverbrauch für die Verbrennung 15 460 NmVh, der
Koeffizient des Oxydationsmittelüberschusses λ = 1,5.
Die Temperatur der Gase im Zyklon beträgt 1800°C, in
dem Sammler 1600°C, die Temperatur der Schmelze im Zyklon 150O0C, in dem Sammler 14000C. Nach dem
Abschrecken der geschmolzenen Schlacke mit Wasser bei einer Geschwindigkeit von 104 bis 105 °C/s erhält
man ~ 1190 kg/h Phosphordüngemittel, welches 57,4 Gewichtsprozent P4O10 (56,6 Gewichtsprozent
P4O10 in assimilierbarer Form) enthält, und ~9540 kg/h
75%ige Phosphorsäure.
->5 Be is ρ i el 6
In einen Erzschmelzofen von 48 MW Leistung bringt man 34 350 kg/h Phosphorit, 8410 kg/h Quarzit und
4870 kg/h Koks ein.
Eine geringe Menge an Kohlenstoff (—4%, bezogen
auf die Kohlenstoffmasse im Koks) gelangt zusätzlich in den Ofen aus dem Material der Elektroden.
Das elektrische Schmelzen des Möllers und die Reduktion des Phosphors erfolgen unter bekannten
technologischen Bedingungen. Aus dem Ofen leitet man 8900 NmVh staubhaltige Ofengase, welche 3386 kg/h
Phosphordämpfe und 33 460 kg/h 0,9 Gewichtsprozent P4O10 enthaltende Schlacken enthalten, und 990 kg/h
Ferrophosphor, der 22 Gewichtsprozent P enthält, heraus. Die Ofengase leitet man in Kondensatoren, wo
man 3320 kg/h Phosphor und 390 kg/h staubförmige mineralische Beimengungen abtrennt. Der bei der
Kondensation erhaltene rohe Phosphor weist nach dem Verrühren die folgende Zusammensetzung auf: P4
74,6 Gewichtsprozent; H2O 16,6 Gewichtsprozent; mineralische Beimengungen 8,8 Gewichtsprozent. Den
genannten rohen Phosphor verbrennt man in einer wassergekühlten Zyklonfeuerung bei einem Koeffizienten
des Luftüberschusses von 1,40. Aus dem Zyklon leitet man Gase, welche 7720 kg/h P4O|0-Dämpfe
enthalten, und 435 kg/h der aus den mineralischen Beimengungen erhaltenen Schlackenschmelze heraus.
An dem Austritt aus dem Zyklon weisen die Gase eine Temperatur von 1700°C und die Schmelze eine
Temperatur von 1400°C auf. Nach dem Abschrecken der Schmelze mit einer Geschwindigkeit von 104 bis
105°C/s im Granulator erhält man 435 kg/h Granulat, welches 46 Gewichtsprozent P4O10 in assimilierbarer
Form enthält. Die Gase, welche P4O10 enthalten, leitet man in den mit gekühlter Umlaufphosphorsäure und
Wasser berieselten Hydratationsturm. Die Herstellung von Phosphorsäure aus den P4O10 enthaltenden Gasen
erfolgt nach einer bekannten technologischen Methode in Systemen mit kombinierter Kühlung. Durch die
A.bkühlung der Gase, Absorption und Hydratation von P4O10 und die Kondensation des Phosphorsäurenebels in
dem Turm erhält man 11 600 kg/h 75%ige Phosphorsäure. Weitere 2600 kg/h dieser Säure erhält man in
dem Elektrofilter bei der Reinigung der Abgase von den Resten des Phosphorsäurenebels.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure, wobei ein mindestens 40 Gewichtsprozent elementaren Phosphor und mineralische Beimengungen enthaltender zerkleir irter Rohstoff, insbesondere roher Phosphor oder Phosphorschlamm, in einem sauerstoffhaltigen Gas bei einem Sauerstoffübersehußkoeffizienten von 1,1 bis 1,5 und bei einer Temperatur von 1500° bis !800° C verbrannt wird, die hierbei entstandenen Phosphorsäureanhydrid enthaltenden Gase zur Herstellung von Phosphorsäure mit Wasser umgesetzt werden und die bei der Verbrennung ebenfalls anfallende flüssige Schlacke mit einer Temperatur von 1200 bis 1400°C abgetrennt und abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbrennung des Rohstoffes in Gegenwart von Wasserdampf in einer Menge von 1 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Rohstoffmenge, und bei einer spezifischen Oberfläche der flüssigen Schlacke von 6 bis 12 m2 je Tonne Rohstoff pro Stunde durchführt und die abgetrennte Schlacke mit einer Geschwindigkeit, vonKFbislO^C/sabkühlt.25
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1980
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