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DE2127251A1 - Verfahren und Anlage zur Trennung von Phosphorofenschlacke und Ferrophosphor - Google Patents

Verfahren und Anlage zur Trennung von Phosphorofenschlacke und Ferrophosphor

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DE2127251A1
DE2127251A1 DE19712127251 DE2127251A DE2127251A1 DE 2127251 A1 DE2127251 A1 DE 2127251A1 DE 19712127251 DE19712127251 DE 19712127251 DE 2127251 A DE2127251 A DE 2127251A DE 2127251 A1 DE2127251 A1 DE 2127251A1
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DE
Germany
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ferrophosphorus
bed
separation
phosphorus
phosphorus furnace
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DE19712127251
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DE2127251B2 (de
DE2127251C3 (de
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Ursus Dipl.-Chem. Dr.; Rothkamp Josef; 5042 Erftstadt-Liblar. P Thümmler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knapsack AG
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Knapsack AG
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Publication date
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Priority to US00258261A priority patent/US3802561A/en
Priority to CA143,623A priority patent/CA955062A/en
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Publication of DE2127251B2 publication Critical patent/DE2127251B2/de
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/003Phosphorus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/04General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for furnace residues, smeltings, or foundry slags
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/01Treating phosphate ores or other raw phosphate materials to obtain phosphorus or phosphorus compounds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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Description

KNAPSACK AKTIENGESELLSCHAFT
Verfahren und AnLage zur Trennung von Phosphorofenschlacke und Ferrophosphor
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Phosphorofenschlacke und Ferrophosphor sowie eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Es ist aus der deutschen Offenlegungsschrift No. 1 937 381 bekannt, Ferrophosphor und Phosphorofenschlacke dadurch zu trennen, daß man die in bestimmten Zeitintervallen am Phosphorofeii abgestochene Mischung aus Ferrophosphor und Phosphorofensehlakke in einem Gießbett auffängt, wobei sich der schwerere Ferrophosphor am Boden des Gießbettes absetzt, während die PhosphorotenseliLacke aufschwimmt. Nach Kühlen des Gusses wird zunächst die Phosphorofenschlacke maschinell aufgerissen, zerkleinert und von vorn abgeräumt und danach der Ferrophosphor maschinell zerschlagen und von unten ausgehoben. Es empfiehlt sich, zur Beschleunigung des Abkühlprozesses sowohl den Guß als auch den von der Schlacke befreiten Ferrophosphor mit Wasser zu besprühen. -
Nachteilig ist bei diesem Verfahren die gemeinsame Abkühlung zweier Substanzen, welche eine schlechte Wärmeleitfähigkeit zeigen. Damit die Abkühlung in tragbaren Zeiten erfolgt, ist die Berieselung mit Wasser erforderlich, wodurch gelegentlich die noch schmelzflüssige unterste Ferropliosphorschieht mit nicht verdampftem Wasser in Kontakt kommt, was durch das Leidenfrost1 sehe Phänomen ermöglicht wird. Bekanntlich bildet sich durch Reaktion von schmelzflUssigem Ferrophosphor mit Wasser-Knallgas, welches - je nach Konzentration und Dämmung - zu mehr oder weniger starken Verpuffungen mit entsprechenden Folgeschäden führen kann.
-2-
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BAD ORIGINAL
Ein weiterer Vachi.eil liegt inder .schwierigen Trennung dor häufi» fest aneinander haftenden dicken Schichten von Phosphoro fenschlacke. und Ferrophosphor. Diese Trennung erfordert in der Regel einen erheblichen Aufwand au Arbeit und Zeit.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Trennung von Ferrophosphor und Phosphorolenschlaeke zu finden, bei dem die Erstarrung von Ferrophosphor und Phosphorofenschlakke in tragbaren Zeiten ohne eine Berieselung mit Wasser erfolgt und die mechanische Trennung der fest aneinander haltenden Schichten von Phosphoroienschlaeke und Ferrophosphor entfällt. Das wird er f indium siiemäß dadurch erreicht, daß man die am Phosphorofen diskontinuierlich abgestochene Mischung aus Phosphorofenschlacke und Ferrophosphor in eine mit Überlaut und Ab Lauf versehene Trennzone einlaufen läßt, wobei die aufschwimmende Phosphorofenschlacke in eine Schlackeuerstarruugszone überläuft; daß man das Volumen der Trennzone so groß wählt, daß die bei einem Abstich anfallende Ferrophosphormeiiiie aufgenommen werden kann; daß man sodann den Ferrophosphor zur voLlständigen Abscheidung der Phosphorofenschlacke 0,25 bis 2 Stunden, vorzugsweise 0,5 Stunden, in der Trennzone verweilen läßt, wobei sich die oberhalb des Ferrophosphors abscheidende Phosphorofensehlacke verfestigt; und daß man schließlich den Ferrophosphor vom unteren Teil der Trennzone her in eine Ferrophosphorerstarrungszone abfließen läßt.
Die nunmehr erfolgende Erstarrung der beiden Komponenten in getrennten Zone ist besonders im Hinblick auf den Ferrophosphor vorteilhaft:Die Wärmeableitung wird nicht durch eine als Isolierung wirkende Phosphorofeiisehlaekensehicht behindert, so daß die Abkühlung ohne zusätzliche Maßnahmen in vertretbarer Zeit erfolgt.
Die Schmelzen von Ferrophosphor und Phosphorofenschlacke bilden im Phosphomfen zwei Schichten. Durch den Abzug des Ferrophos-
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phors über ein verhältnismäßig kleines Abstichloch wird durch Ausbildung von Wirbeln Phosphorofensehlacke mit dem FerrophospHor gemeinsam aus dem Phosphoroi'en ausgetragen. Wegen der grossen Diehteunterschiede zwischen beiden Schmelzen (Phosphorofenschlackenl'luü : <2 - 2,7 g/ml; flüssiger Ferrophosphor : Q -äs. 7 g/ml) schwimmt die Phosphoroienschlacke relativ schnell auf dem Ferraphosphor auf, wodurch die Abtrennung mittels Überlauf aus der Treimzone ermöglicht wird.
Kleine Mengen Ferrophosphor in der Phosphorofenschlackenerstarrimgszone bzw. Phosphoroiensclilacke in der Ferrophosphorerstargelten nicht als störend.
Beim Abfluß des Ferrophosphors vom unteren Teil der Trennzone her ist das Mit fließ en. von Phosphoroienschlacke gegen Ende des Abflusses an einer deutlichen Verfärbung der Schmelze erkennb a r.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Die Anlage ist dabei gekennzeich net durch ein Trennbett, welches über eine Zulauirinne mit
einem Phosphorofen verbunden ist und welches an einer Seite
durch eine feuerfeste Platte mit verschließbarem Spundloch
versehen ist; ein Phosphorofenschlackenerstarrungsbett, welches mit dem Trennbett durch eine Überlaufrinne verbunden
ist; und ein Ferrophosphorerstarrungsbett, welches mit einer
unterhalb des Spundloches beginnenden Ablaufrinne mit dem
Trennbett verbunden ist.
Die erfiiidungsgemäße Anlage kann wahlweise darüberhinaus noch dadurch gekennzeichnet sein, daß
a) das Trennbett aus Formsand besteht;
b) das Phosphorofenschlackenerstarrungsbett und das Ferro-
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BAD ORIGINAL
phosphorers t nrrungsbett aus granulierter Phosphorofenschlacke bestehen.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anlage sei anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Figur 1 die Draufsicht auf die Anlage,
Figur 2 die Seitenansicht des Trennbettes in Richtung auf die i'eueri'este Platte.
Durch die Zulaufrinne 1 läuft die Mischung von Phosphoroien- ^ schlacke und Ferrophosphor aus dem Phosphorofen in das Trernibett 2. Das Volumen des Trennbettes 2 wird so groß gewählt, daß die bei dem Abstich anfallende Ferrophosphormenge aufgefangen werden kann, ohne daß Ferrophosphor. über die" Überlaufrinne 3 in das Erstarrungsbett 7 gelangt. Die Schlacke ist bis zu diesem Zeitpunkt bereits in das Phosphorofenschlackenerstarrungsbett 7 gelaufen. Nach einer Verweilzeit wird nun das Spundloch 11 (Figur 2) der feuerfesten Platte 3 des Trennbettes 2 geöffnet, wonach der flüssige Ferrophosphor über die Ablaufrinne 4 in das Ferrophosphorerstarrungsbett () läuft.
Anhand der Figur 2 sei noch ein besonderer Effekt erläutert. Hinter der feuerfesten Platte 3, welche zusammen mit den Form-P sanddämmeii 8 das Trennbett 2 bildet, ist gestrichelt die Schichtenbildung wiedergegeben, wie sie sich nach der vollständigen Trennung von Ferrophosphor und Phosphorofenschlakke ergibt. Über einer flüssigen Ferrophosphorschicht 10 be-'· findet sich eine erstarrte Phosphorofenschlackenschicht 9, welche beim Ablassen des Ferrophosphors durch das Spundloch 11 in der Regel gewölbeartig -über dem Trennbett 2 hängenbleibt.
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BAD
Beispiel
Das Spundloch 11 in der feuerfesten Platte 3 des Trennbettes 2 der erf indungsgeiiiäßen AuIuge wurde mit einein geeigneten Diehtmaterial (Formsand, Ton, Söderberü-Elek trodenmasse) verschlossen. Sodann liefen ik t einer schmelzt liissigen Mischung vou Ferrophosphor und Phosphorofenschlacke mit einer Temperatur von JViOO bis ihr)() C über die Zulaufriniie 1 in das Trenribett 2 ein. Davon liefen während des Einlaufens 6 t der spezifisch leichteren Phosphorofenschlacke vermittels' der Überlaufrinne 5 in das Phosphorofensehl aekenerstarriingsbett 7 über. Die im Trennbett 2 verbliebenen 8 t SchmeLze, welche überwiegend aus Ferrophosphor bestand, ließ man zum vollständigen Aufschwimmen, der Phosphoro fenschl acke ~>0 Minuten verweilen. Wiihi'end dieser Zeit erstarrte ein Teil der aufschwimmenden Phosphorofenschlacke zu einer etwa 10 bis 15 cm starken Haut an der Oberfläche der Schmelze. Nach Öffnen des Spundloches 11 wurde der Ferrophosphor mit einer Temperatur von etwa 1100 C über die Ablaufrinne !i. in das Ferrophosphorerstarrurigsbett b abgelassen. Als sich gegen Ende des Ablaßvortianges die Schmelze plötzlich deutlich verfärbte, wurde das Spundloch 11 durch Vorwerfen von Formsand verschlosssen. (Die Verfä-rbunii zeigte an, daß nunmehr Phosphoro fenschl akke, welche zwischen der erstarrten Haut und der Oberfläche der Ferrophosphorphase flüssig verblieben war, mitlief). Nach dreistündiger Abkühlung an der Luft konnten Ferrophosphor (7,1 t) und Phosphorofenschlacke (6 t) aus ihren Erstarrungsbetten (6, 7)> sowie die Schlackenreste (0,7 t) aus dem Trennbett 2 in kurzer Zeit mit Hilfe eines Baggers leicht zerkleinert und ausgeräumt werden.
-6-
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• BAD ORIGINAL

Claims (2)

Pu tentansprüche:
1) Verfahren zur Trennung von Phosphorofensehlaeke und Ferrophosphor, dadurcii gekennzeichnet, daß man die am Phosphorofen diskontinuierlich abgestochene Mischung aus Phosphorolensehlaeke und Ferrophosphor in eine mit Überlauf und Ablauf versehene Trennzone einlaufen läßt, wobei die aufschwimmende Phosphoro fens'chlacke in eine Sehlaekenerstarrungszoneüberläuft; daß man das Volumen der. Treimzone so groß wählt, daß di.e bei einem Abstich anfallende Ferrophosphormenge aiii genommen werden kann; daß man sodann den Ferrophosphor zur vollständigen Abscheidung der Phosphoro 1en-
fe schlacke 0,25 bis 2 Stunden, vorzugsweise ü,j Stunden, in
der Trenuzone verweilen läßt, wobei sich die oberhalb des Ferrophosphors abscheidende Phosphorofensehla,eke verfestigt; und daß man schließlich den Ferrophosphor vom unteren Teil der Trennzone her in eine Ferrophosphorers tarrungszono abiließen läßt.
2) Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch l, gekennzeichnet durch ein Trennbett (2), welches über eine Zulauf rinne (i) mit einem Phosphorofen verbunden ist und welches an einer Seite durch eine feuerfeste Platte (l) mit verschließbarem Spundloch (ll) versehen ist; ein Phosphoiofenschlackeners tarriuigsbett (7), welches mit dem Trenn-
^ bett (2) durch eine Überlaufrinne (3) verbunden ist; und ein Ferrophosphorerstarrungsbett ((>), welches mit einer unterhalb des Spundloches (il) beginnenden Ablauft·Linie (Ί) mit dem Trenubett (2) verbunden ist.
"}) Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ■Trenubett (2) aus Formsand besteht.
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1 "badoriginal
Ί) Ληίίΐκο iiacili dmi Ansprüchen 2 oder· 3, dadurch geküimzoi (.Ιΐικ; t , daß das Pliosplioro ronsohlaokenerstarruuiisbe L t (7) und das l'Oirophosphorersi arruiüislie tt ((>) aus granulier l.er o ί"tMischJ acke hes loh eil.
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BAD ORIGINAL
DE2127251A 1971-06-02 1971-06-02 Verfahren zur Trennung von Phosphor ofenschlacke und Ferrophosphor Expired DE2127251C3 (de)

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US00258261A US3802561A (en) 1971-06-02 1972-05-31 Process and apparatus for separating phosphorus furnace slag and ferrophosphorus from one another
CA143,623A CA955062A (en) 1971-06-02 1972-06-01 Process and apparatus for separating phosphorus furnace slag and ferrophosphorus from one another
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NL151956B (nl) 1977-01-17
NL7207301A (de) 1972-12-05
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E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977