Способ переработки шлаков

 

Изобретение относится к безотходной переработке фосфорных шлаков. Цель изобретения - обеспечение переработки фосфорных шлаков с получением экологически чистого высокогяиноземистого материала и фосфина. В расплав фосфорного шлака вводят алюминиевый лом при соотношении последнего и шлака (0,3-0,4):(1,0-1,2) после алюминотермического восстановления оксида кремния, всплывающий кремний сливают в изложницы. Вторичный шлак охлаждают, заливают водой, барботируют полученную суспензию инертным газом и удаляют фосфин в газонакопитель. Способ позволяет получить технический кремний чистоты порядка 99%, высокоглиноземистый цемент марки 400 или кирпич, не содержащий вредных для здоровья людей примесей фосфора и фосфин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s С 04 В 5/06

ГОСУДАРCTBEHH6IA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ ГЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

«. »

t — «а. !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4688167/33 (22) 28.02.89 (46) 30.12.91. Бюл. N 48 (71) Казахский государственный университет им. С.М.Кирова (72) Б.А.Бекетов, Ф.А.Мукашев, Т.И.Таурбаев, А.К.Тулебаев и А.А.Туякбаев (53) 669 054 82(088 8) (56) Залдат Г.И. и др. Получение глиноземистых и высокоглиноземистых цементов из силикатных расплавов методами алюминотермии. — В сб.: Металлотермические процессы в химии и металлургии. Новосибирск:

Наука, 1971, с. 299-304. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКОВ (57) Изобретение относится к безотходной переработке фосфорных шлаков. Цель изоИзобретение относится к способам комплексной безотходной переработки шлаков фосфорного производства.

Целью изобретения является обеспечение переработки фосфорных шлаков с получением экологически чистого высокоглиноземистого материала и фосфина.

Способ осуществляют следующим образом, Используют шлак следующего химиче-, ского состава, мас.%: SiOz 43.0-45,0: МарО

0,59-0,62; СаО 45,0-47,0: P20g 2,29-2,31:

MgO 0,3-.0,5; соедин. фтора 2,80-3.0; Ее20з

0,31-0.35; К20 0,20-0.23; А!20з 3,2-3.5: TIOg

0,19-0.22.

Переработку проводят на электроиндукционной печи типа ЛПЗ 3-67. Шлак, выходящий из печи фосфорного производства с температурой 1350-1500 С, направляют в,, SU „„1701б67А1 бретения — обеспечение переработки фосфорных шлаков с получением экологически чистого высокоглиноземистого материала и фосфина. В расплав фосфорного шлака вводят алюминиевый лом при соотношении последнего и шлака (0,3-0,4):(1,0-1,2) после алюминотермического восстановления оксида кремния, всплывающий кремний сливают в изложницы, Вторичный шлак охлаждают, заливают водой, барботируют полученную суспензию инертным газом и удаляют фосфин в газонакопитель. Способ позволяет получить технический кремний чистоты порядка 99 %, высокоглиноземистый цемент марки 400 или кирпич, не содержащий вредных для здоровья людей примесей фосфора и фосфин. данную печь. К расплавленному шлаку добавляют алюминиевый лом. Соотношение алюминиевого лома к шлаку (0,3-0,4):{1,01,2). При этом в тигле протекает экзотермическая реакция, при которой температура поднимается свыше 2000 С. При данной температуре происходит восстановление оксида кремния до чистого кремния. Об окончании окислительно-восстановительной реакции судят по снижению температуры. По окончании восстановительной реакции всплывающий на поверхность шлака расплав кремния выливают в изложницы и в дальнейшем используют по назначению.

Вторичный шлак имеет химический состав, мас.%: AlzOg 52,0-53,0: соединения фтора 1,80-1,90; СаО 42,0-42.5: Ма О 0,540,56; MgO 0.27-0,30; AIP 2,20-2.30: КгО 0,180,20; Ее20з 0.27-0,30: TiOg О, l9-0,22.

Составитель Н. Нечаева

Редактор Т, Лазаренко Техред M.Moðãeíòàë Корректор T. Палий

Заказ 4589 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская нгб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патенr", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101

Вторичный шлак выливают В специаль" ную ванну, заливают водой и барботируют инертным газом. Выделившийся при этом фосфин по реакции

2AIP+3XzQ=AlzQg+2P Нэ1 собирают в вытяжну о систему ч направляют в газонакопитель. Сжигая фосфин, получают оксид фосфора Рр05, используемый для получения фосфорной кислОты. Вторичный шлак мОжнО использо,вать для изготовления кирпичей и в качест-! ве цемента с высоким содержанием оксида алюминия. Например, шлак измельчают, тщательно перемешивают с песком при массовомсоотношении 1:3, при водоцементном отношении в/ц — 0,4., Затем Отливакл образцы размером 4х4х16 см . По истечез нии 3 сут прочность кубиков на сжатие составляет в среднем 65 МПа. Следовательно, получаемый цемент соответствует марке

400. Оставшаяся водная смесь представляет собой раствор каустической соды, который можно использовать для производства моющих средств.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить технический кремний со степенью чистоты порядка 99 Д без дополнительных мер по очистке и вторичный шлак, не содержащий -вредных для здоровья людей примесей фосфора, что важно для использования его при производстве строительных материалов (огнеупорный кирпич, высокоглиноземистый цемент).

5 Получаемый фосфин можно испольэовать г ри производстве полупроводниковых приборов. Фосфин можно также сжигать и получать оксид фосфора для производства фосфорной кислоты и фосфорных удобре10 ний, Таким образом, можно наладить безотходную технологию утилизации шлаков фосфорного производства.

Формула изобретения

15 Способ переработки шлаков путем алюминотермического восстановления оксида кремния с получением вь:i".oêîãëèêîýåìèстого материала, о т;; и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения переработки фос20 форных шлаков с получением экологически чистого высокоглиноземистого материала и фосфида, алюминотермическое восстановление окиси кремния ведут при соотношении расплавленного шлака и алюминия

25 (1,0-1,2):(О, -0,4), удаляют всплывающий поверх расплава кремний, шлак охлаждают, заливают водой, барботируют полученную суспензию v нертнык: газом и удаляют фосфин в гаэонакопител-,.