Мы предлогаем Проекты Наши партнеры Услуги О компании Экология
 
 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ФОСФОРИТОВ ВЯТСКО – КАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

РАЗРАБОТЧИК:
ЗАО «Национальная газовая компания» с применением новых технологий и технических решений собственной разработки.

ЗАКАЗЧИК:
Заказчиком строительства является ОАО «Воскресенские минеральные удобрения».

СРОКИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА:
Начало разработки проекта: апрель 2008 г.

ОПИСАНИЕ:
Основным способом переработки фосфатного сырья (апатитов и фосфоритов) является процесс кислотного разложения. Суть процесса заключается в переводе фосфат – иона, содержащегося в трикальцийфосфате в растворимую форму, а иона кальция – в нерастворимую, полностью или частично. Наиболее распространённым является процесс сернокислотного разложения фосфоритов, который осуществляется в соответствии со следующей реакцией:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 2H2O = 3CaSO4 • 2H2O+ 2 H3PO4

Использование традиционных кислотных технологий переработки фосфоритов Вятско – камского месторождения в принципе возможно, но экономически неэффективно, вследствие следующих обстоятельств:
1. Содержание в вятских фосфоритах фосфорного ангидрида (Р2О5) не превышает 22% по массе. Из-за низкого содержания полезного компонента расходные нормы по кислоте велики, что приводит к существенной себестоимости процесса кислотного разложения.
2. В фосфоритах Вятско – камского месторождения в высоких концентрациях присутствуют т.н. «полуторные окислы», в основном Fe2O3 и Al2O3, которые связывают до 30% фосфорного ангидрида в неусвояемую растениями форму, что дополнительно уменьшает выход товарной продукции на тонну сырья.
Подтверждением низкой эффективности кислотного способа переработки бедных фосфоритов служат более чем тридцатилетние изыскания в этой области, завершившиеся отказом от использования бедных фосфоритов в качестве фосфорсодержащего сырья.
Для решения задачи переработки бедных фосфоритов предлагается оригинальный технологический процесс, в котором применены две стадии процесса аналогичные соответствующим процессам чёрной металлургии. Первая стадия предлагаемого процесса заключается в совместном восстановлении фосфатов кальция и окислов железа углеродом до феррофосфора. Процесс восстановления протекает во вращающейся печи – смесителе затем в шлаковой ванне термической печи (далее – реактор 1), прототипом которой является печь жидкофазного восстановления окислов железа. В качестве источника тепла, необходимого для компенсации отрицательного теплового эффекта реакции восстановления вместо электроэнергии используется экзотермическая реакция второй стадии – парциального окисления феррофосфора, что существенно снижает себестоимость конечных продуктов.
Для поддержания температуры в реакторе 1 используется частичный дожиг окиси углерода, выделяющегося в процессе восстановления фосфата кальция. Для предварительного подогрева сырья используются рекуператоры. В качестве источника углерода используется шунгит, что резко снижает издержки переработки и позволяет подогреть его перед подачей в реактор 1. Вторая стадия, парциальное окисление феррофосфора, протекает в отдельном малогабаритном реакторном устройстве аэрлифтного типа (далее – реактор 2), откуда перегретые жидкие окислы железа, непрореагировавший феррофосфор и незначительное количество фосфатов железа (II), возвращаются в реактор 1, а газообразный субокисел фосфора (III) поступает в зону дожига, где окисляется в фосфорный ангидрид.
Металлургическим аналогом второй стадии технологии является процесс обезуглероживания чугуна в кислородном конвертере. В отличие от периодического металлургического процесса, вторая стадия является непрерывной.
Т. о., в предлагаемом технологическом процессе осуществляется циклический процесс восстановления, а затем окисления железа, которое циркулирует между двумя реакторами, перенося фосфор из восстановительного реактора 1 в окислительный реактор 2, а из реактора 2 в реактор 1 – связанный в оксиде железа кислород.