ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство фосфора электровозгонкой из фосфатов из "Технология минеральных солей Ч 2" Возгонка фосфора в печи типа доменной не получила промышленного развития, несмотря на большое количество исследовательских и опытных работ Это объясняется сложностью процесса, высокими капитальными затратами и большей стоимостью фосфора, чем получаемого электровозгонкой Интерес представляет применение плазменных печей для возгонки фосфора. Но это требует еще значительных изысканий. В настоящее время для возгонки фосфора применяются электрические печи юэ-ио с угольными или графитовыми электродами, погруженными в шихту. Нагревание происходит от пламени электрической дуги, возникающей между электродами, и за счет сопротивления самой шихты. [c.947] Возгонка фосфора осуществляется в трехфазных печах, работающих на переменном токе. [c.948] Мощность современных печей составляет 35—50 тыс. кет и больше . Ведутся работы по интенсификации действующих и созданию новых печей мощностью 70 и 100 тыс. кет. [c.948] Печи изготовляют из огнеупорного и кислотоупорного кирпича с наружным стальным кожухом для обеспечения герметичности. Под и стенки реакционной зоны выполняются из угольных блоков (рис. 263 и 264). Диаметр ванны печей достигает 8,5 м (при диаметре кожуха 10,5 м). Они выпускают до 60 т фосфора в сутки. [c.948] При использовании мощных печей расход энергии на производство фосфора сокращаетсяТак, в печах мощностью до 5 тыс. кет расход электроэнергии на 1 т фосфора составляет 17,5—18 тыс. кет ч, в печах мощностью 25—50 тыс. кет расход энергии снижается до 13—15 тыс. квт ч . Использование мощных печей выгоднее также и вследствие уменьщения удельных капитальных затрат на сооружения и эксплуатационных расходов. Печи средней мощности питаются переменным током напряжением 170—260 в. Повышение напряжения позволяет повысить мощность печи и увеличить ее производительность. Печи мощностью 35—50 тыс. кет работают на напряжении 300—500 е. [c.950] В трехфазных печах электроды располагают в ряд или треугольником. В первом случае печи имеют эллиптическое или прямоугольное сечение, во втором — цилиндрическую форму или форму равностороннего треугольника с закругленными вершинами. [c.950] К каждому из трех электродов подключен свой трансформатор для преобразования тока высокого напряжения, нагрузку которого можно регулировать. Чаще всего применяются угольные электроды диаметром 800—1500 мм. Электроды закреплены в электродержателях, охлаждаемых через рубашку в нижней части водой. Ток проходит по токонесущим шинам к токонесущему кольцу, оттуда через охлаждаемые водой медные кабели к контактным плитам, удерживающим электроды. По мере сгорания электрод опускают. В верхней его части наваривают новые цилиндрические звенья, заполняемые электродной массой, которая спекается по мере опускания электрода (самоспекающиеся электроды). [c.950] На рис. 265 приведена схема опытной вращающейся печи для возгонки фосфора мощностью 7500 кет 5. 26,129 Внутренний диаметр вращающегося тигля составляет около 5 м. Скорость вращения от 1 оборота за 15 ч до 1 оборота за 100 ч. Электроды графитовые диаметром 600 мм. Печь работает с напряжением до 325 в. Благодаря вращению печи создается возможность плавить не только кусковую руду, но и не агломерированные мелкие фосфаты, что удешевляет производство. На этой печи достигнута экономия в расходе электроэнергии на 11%. При этом срок службы футеровки увеличивается в 3—4 раза. [c.950] Для восстановления фосфата и расплавления шихты последняя в реакционной зоне нагревается до 1500—1600°. Это обеспечивает понижение вязкости шлака и легкий выпуск его через летки, находящиеся в стенке печи против электродов. Расстояние от электродов до стенок должно быть таким, чтобы температура у стенок была ниже реакционной. Температура выходящих из печи газов колеблется в пределах 300—500°. Процесс в печи идет непрерывно (с периодической загрузкой шихты и выпуском шлака). [c.950] Особенностью печей для возгонки фосфора является их полная герметичность. В печи поддерживается избыточное давление газов порядка 30—60 мм вод. ст. это предотвращает возможность подсоса воздуха, что привело бы к сгоранию фосфора. [c.951] Печные газы содержат по весу около 25% фосфора остальные 75% — окись углерода с примесью НгЗ, СОг, N2, РНз, 51р4, водяного пара и др. [c.951] Технологическая схема электровозгонки приведена на рис. 266. Для загрузки печи установлено несколько бункеров, что облегчает равномерное ее заполнение. Дозировка компонентов шихты — фосфорита, кокса и кварца — производится раздельно и смесь поступает в бункеры. Последние герметически закрываются крышками. [c.952] Во избежание конденсации фосфора температуру в электрофильтрах поддерживают на уровне 250—300°. С этой целью электрофильтры и газоход между ними заключены в футерованные кирпичом кожухи, внутри которых циркулирует горячий топочный газ, подаваемый теплоизолированным вентилятором. Газ получают сжиганием в топке части печного газа после выделения из него фосфора. Температура в электрофильтрах регулируется автоматически — при недостатке тепла сжигается дополнительное количество газа, а избыток его выбрасывается в трубу. Пыль, оседающая в газоходе между печью и первым электрофильтром, сбрасывается шнеком в бункер под электрофильтром. Выгружаемая из бункеров электрофильтров пыль отвозится в отвал. [c.953] Из электрофильтров газ поступает в конденсаторы фосфора. Конденсация фосфора достигается в результате промывки газа водой и охлаждения его при этом до 57—60° 9. В качестве конденсаторов используют орошаемые циркулирующей водой полые стальные башни, цилиндрические конденсаторы с внутренними перегородками или полками, а также, при не очень больших мощностях производства, аппараты с вращающимися дисками. Циркулирующая в них вода постепенно подкисляется, поэтому ее нейтрализуют содой, поддерживая pH = 5,5—6,0, Степень конденсации фосфора достигает 99%. [c.953] И нижней чаши, обогреваемой через паровую рубашку. Внутри корпуса вращаются (со скоростью 500—ТОЮ об1мин) в противоположных направлениях два валика с дисками, погруженными часдачио в воду. Происходит тонкое распыление воды, образующей плотную завесу. Газ проходит последовательно через несколько таких промывателей. [c.954] У ходящий из конденсаторов газ содержит до 85 объемн.% СО, 0,05% фосфора (потери), 0,2—0,4% РНз, 0,5—1% НгЗ и другие примеси. Этот газ должен быть очищен от Р, Нг5 и РНз для использования окиси углерода в синтезах или же применяться без очистки как топливо. Часть газа сжигают для подогрева электрофильтров. [c.954] Сконденсировавшийся жидкий фосфор собирается под водой в чашах-сборниках, непосредственно присоединенных к конденсаторам. Сборники, а иногда и газоходы, изготовляются из алюминиевой бронзы и имеют рубашки для обогрева горячей водой,— это предохраняет жидкий фосфор от затвердевания. Из сборников фосфор сифонируется в отстойник, а из него через мерник — монтежю — в обогреваемый водой резервуар на складе. Отсюда горячей водой, накачиваемой насосом через подогреватель, жидкий фосфор передавливают по обогреваемым водой трубам в цех фосфорной кислоты, а для отправки потребителю — в железнодорожные цистерны, снабженные обогревающими змеевиками и предварительно частично залитые водой. [c.954] В конденсаторах и во всех сборниках жидкий фосфор находится под слоем горячей воды с температурой 60°. При сливе фосфора освобождающийся объем замещается водой, а при заполнении фосфором избыток воды сливается в сборник кислой воды, из которого насосом через напорный бак вновь перекачивается в аппараты. [c.954] Образующаяся по этой реакции кремнефтористоводородная кислота растворяется в воде и подкисляет ее. Шлам из отстойника периодически сливается через сифон в специальный резервуар. В сухом веществе шлама содержится до 50% фосфора его направляют в цех фосфорной кислоты, где сжигают. [c.954] Для отделения примесей вместо отстаивания применяют также фильтрацию сконденсированного фосфора на закрытых дисковых фильтрах, работающих под давлением . [c.954] Вернуться к основной статье