Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФОСФОРА ИЗ ШЛАМОВ
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФОСФОРА ИЗ ШЛАМОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФОСФОРА ИЗ ШЛАМОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к способам переработки шламов и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений. Сущность изобретения: способ извлечения фосфора из шламов заключается в том, что шлам обрабатывают азотной кислотой концентрацией 2,5 - 4,0 мас. % при нагревании реакционной смеси до 50 - 70oС со скоростью 1 - 5 град/мин. Соотношение компонентов шлам: азотная кислота 1:(1-4). Способ позволяет извлечь фосфор из шламов, содержащих около 3 - 20% фосфора. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2060932
Класс(ы) патента: C01B25/00
Номер заявки: 93040943/26
Дата подачи заявки: 12.08.1993
Дата публикации: 27.05.1996
Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Невинномысский азот"
Автор(ы): Козлов В.И.; Катков В.И.; Булошникова Л.Ф.; Соколов В.И.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Невинномысский азот"
Описание изобретения: Изобретение относится к способам переработки шламов и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений.
Известен способ извлечения фосфора из шламов путем обработки шлама хлорорганическим реагентом в смеси с азотной кислотой или ее солями при соотношении хлорорганический реагент: азотная кислота или ее соли по отношению к шламу, равном (4,2-4,8):(0,030-0,042):1 [1]
Недостатком известного способа являются необходимость использования значительного количества экстрагента и невозможность полного извлечения фосфора из шлама, а также многостадийность процесса, загрязненность извлеченного фосфора органическими веществами.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ извлечения фосфора из шламов путем обработки их 5-30% азотной кислотой при массовом соотношении шлама и кислоты 1:(0,6-1) [2]
Недостатком известного способа является невозможность извлечения фосфора из шламов, содержащих 3-20% фосфора вследствие бурных окислительных процессов, протекающих между азотной кислотой и примесями, в результате чего углерод и фосфор всплывают на поверхность. Происходит вспенивание и возгорание фосфора.
Изобретение направлено на полное извлечение фосфора из бедных 3-20% фосфорсодержащих шламов, на улучшение экологической обстановки, так как фосфорсодержащие шламы из емкостей закапывали в землю, на дополнительное получение дорогостоящего фосфора.
Бедные шламы представляют собой устойчивую коллоидную систему, состоящую из мельчайших минеральных и углеродистых частиц, прочно связанных с фосфором за счет абсорбционных сил. Примеси обволакивают частицы фосфора труднорастворимыми пленками. Чем меньше содержание фосфора в шламах, тем труднее протекает процесс разрушения пленки и извлечения фосфора.
Минеральная часть шламов состоит, в основном, из силикатов и фосфатов, железа, алюминия, магния, кальция.
Азотная кислота относится к сильным кислотам, наиболее характерным химическим свойством ее является ярко выраженная окислительная способность. Концентрированная азотная кислота при взаимодействии с металлами восстанавливается до NO2, разбавленная до NO, а очень разбавленная азотная кислота при действии таких активных металлов, как, например, магний восстанавливается до аммиака, который с избытком кислоты образует азотнокислый аммоний (NH4NO3) по уравнению
4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
очень разбавл.
Zn+HNO3=NH4NO3+Zn(NO3)2+H2O
очень
разбавл.
В концентрированной азотной кислоте при перемешивании
2+10НNO3+4H2O=6H3PO4+10NO
конц.
FeO+HNO3=Fe(NO3)2+NO2
конц.
FeP+3HNO3=Fe(NO3)3+PH3
конц.
Поставленная задача решается путем обработки бедных 3-20% фосфорсодержащих шламов 2,5-4,0% азотной кислотой при температуре реакционной смеси 50-70оС, причем процесс нагрева ведут со скоростью 1-5 град/мин при соотношении шлам:кислота 1:(1-4).
П р и м е р 1. 0,05 кг шлама, содержащего 9,2% фосфора, обрабатывают 2% -ной азотной кислотой в количестве 0,05 кг (весовое соотношение шлам:кислота 1: 1) при нагревании реакционной смеси со скоростью 2 град/мин до 50оС. Достигнув температуры 50оС, смесь перемешивают в течение 1 ч. Степень извлечения фосфора в элементарном виде 48%
П р и м е р 2. Проводят аналогично примеру 1, кроме того, что обработку шлама ведут 2,5%-ной азотной кислотой. Степень извлечения фосфора 80%
П р и м е р 3. Проводят аналогично примеру 1, кроме того, что обработку шлама ведут 4%-ной азотной кислотой. Степень извлечения фосфора 95,5%
П р и м е р 4. Проводят аналогично примеру 1, кроме того, что обработку шлама ведут 5,0%-ной азотной кислотой. Степень извлечения фосфора 95% Фосфор всплывает и горит.
П р и м е р 5. 0,05 кг шлама обрабатывают 3%-ной азотной кислотой в количестве 0,05 кг (весовое соотношение шлам кислота 1:1) при нагревании реакционной смеси со скоростью 2 град/мин до 40оС, смесь перемешивают в течение 1 ч. Степень выделения фосфора 15%
П р и м е р 6. Проводят аналогично примеру 5, кроме того, что реакционную смесь нагревают до 50оС. Степень выделения фосфора 88%
П р и м е р 7. Проводят аналогично примеру 5, кроме того, что реакционную смесь нагревают до 60оС. Степень выделения фосфора 93%
П р и м е р 8. Проводят аналогично примеру 5, кроме того, что реакционную смесь нагревают до 70оС. Степень выделения фосфора 97%
П р и м е р 9. Проводят аналогично примеру 5, кроме того, что реакционную смесь нагревают до 75оС. Степень выделения фосфора 90% фосфор всплывает и горит.
П р и м е р 10. 0,05 кг шлама обрабатывают 3%-ной азотной кислотой в количестве 0,05 кг (весовое соотношение 1:1) при нагревании реакционной смеси до 60оС, со скоростью 0,5 град/мин, смесь перемешивают в течение 1 ч. Степень выделения фосфора 90% процесс протекает неоправданно медленно.
П р и м е р 11. Проводят аналогично примеру 10, кроме того, что нагревание реакционной смеси проводят со скоростью 1 град/мин. Степень выделения фосфора 94%
П р и м е р 12. Проводят аналогично примеру 10, кроме того, что нагревание реакционной смеси проводят со скоростью 3 град/мин. Степень выделения фосфора 95%
П р и м е р 13. Проводят аналогично примеру 10, кроме того, что нагревание реакционной смеси проводят со скоростью 5 град/мин. Степень выделения фосфора 96%
П р и м е р 14. Проводят аналогично примеру 10, кроме того, что нагревание реакционной смеси проводят со скоростью 6 град/мин. Происходит вспенивание реакционной массы, ее загорание.
П р и м е р 15. 0,05 кг шлама обрабатывают 4,5%-ной азотной кислотой в количестве 0,025 кг (весовое соотношение 1:0,5) при нагревании реакционной смеси до 60оС со скоростью 2 град/мин, смесь перемешивают в течение 1 ч. Степень выделения фосфора 40% Вследствие недостатка азотной кислоты.
П р и м е р 16. Проводят аналогично примеру 15, кроме того, что соотношение шлам:азотная кислота 1:1. Степень извлечения фосфора 80%
П р и м е р 17. Проводят аналогично примеру 15, кроме того, что соотношение шлам азотная кислота 1:3. Степень извлечения фосфора 90%
П р и м е р 18. Проводят аналогично примеру 15, кроме того, что соотношение шлам азотная кислота 1:3. Степень извлечения фосфора 92%
П р и м е р 19. Проводят аналогично примеру 15, кроме того, что соотношение шлам азотная кислота 1:4. Степень извлечения фосфора 96%
П р и м е р 20. Проводят аналогично примеру 15, кроме того, что соотношение шлам азотная кислота 1:5. Степень извлечения фосфора 94%
Результаты приведенных примеров представлены в таблице. Из данных таблицы видно следующее:
при нагревании шлама со скоростью вышел 5 град/мин наблюдается самопроизвольное повышение температуры, вспенивание, выделение газов, загорание;
при нагревании шлама со скоростью ниже 1 град/мин отрицательных эффектов не наблюдается, однако вести в этом режиме процесс не рационально вследствие его длительности;
нагревание реакционной смеси выше 70оС способствует окислению фосфора до фосфорной кислоты;
нагревание реакционной смеси ниже 50оС не рационально из-за низкого выхода фосфора вследствие неполного разрушения коллоидной системы, удерживающий фосфор;
при концентрации азотной кислоты ниже 2,5% происходит не полное разрушение бедных фосфорсодержащих шламов, вследствие чего снижается выход фосфора;
при концентрации азотной кислоты выше 4,0% наблюдаются побочные процессы окисления фосфора и примесей;
соотношение фосфорсодержащий шлам азотная кислота 1:0,5 не обеспечивает полное разрушение коллоидной системы;
соотношение фосфорсодержащий шлам: азотная кислота1:5. не рационально вследствие потерь избытка азотной кислоты.
Предлагаемый способ позволяет перерабатывать 3-20% фосфорсодержащие шламы со степенью извлечения фосфора 80-95% избежать несчастных случаев вследствие возгораний, выделения окислов азота, улучшить экологическую обстановку местности.
Формула изобретения: Способ извлечения фосфора из шламов, включающий их обработку азотной кислотой при температуре выше температуры плавления фосфора с последующим отделением продукта, отличающийся тем, что используют 2,5 4,0 мас.-ную азотную кислоту, обработку осуществляют при 50 70oС при скорости нагрева реакционной смеси 1 5 град/мин и при соотношении компонентов фосфорсодержащий шлам: азотная кислота, равном 1: (1 4).