Cтраница 2
Изучение процесса электротермического восстановления фосфора из фосфоритных руд различных месторождений с целью их вовлечения в производство фосфора в руднотермических печах является важной задачей. В настоящее время создана методика моделирования этой зоны для изучения процесса восстановления фосфора на отдельных стадиях в присутствии различных добавок. [16]
Так как нет данных о количественном соотношении между различными фосфорсодержащими частицами и о скоростях их реакций с углеродом, то не представляется возможным судить о преобладающем значении какой-либо одной из приведенных реакций. Необхо - димо, однако, отметить определяющую роль SiO2 или силикат-ионов в процессе восстановления фосфора. Она заключается в связывании СаО, что ускоряет диссоциацию фосфата и позволяет удалить из зоны реакции тугоплавкий оксид кальция ( tnn 2580 С) в виде относительно легкоплавких силикатов кальция, которые легко выводятся из печи в виде жидкого шлака. [17]
Несмотря на многочисленные исследования процесса восстановления фосфора, ряд вопросов до сих пор еще выяснен недостаточно полно. Неясен также еще механизм восстановления фосфора и роль газовой фазы и твердого восстановителя в процессе восстановления фосфора, требуют уточнения форма, в которой диффундирует фосфор в шлаках, и многие другие вопросы. [18]
Реакция протекает при температуре 1450 - 1500 С. Для получения фосфора применяют дуговые печи шахтного типа с вертикально расположенными электродами, причем для устранения потерь фосфора и предотвращения подсоса воздуха печи герметизированы. Восстановленный в результате реакции фосфор получается в парообразном состоянии и отбирается вместе с окисью углерода в специальные конденсаторы для конденсации под слоем воды. Процесс восстановления фосфора зависит от состава шихты. Кислые окислы, такие, как Si02 и отчасти А1203, увеличивают скорость процесса и понижают температуру образования элементарного фосфора, так как связывают известь в виде шлака и тем самым способствуют дальнейшему ходу реакции. Кислые окислы понижают также температуру плавления фосфатной руды, что способствует восстановлению фосфора. [19]
Фосфорная промышленность также является крупным потребителем кокса. На производство 1 т фосфора расходуется 11 - 14 т фосфатного сырья, 1 - 3 т кварцитов и 1 4 т кокса. Шихта должна содержать минимум вредных примесей в пересчете на FeaO3, К, О, Na3 О и серы. Фосфорит используют крупностью 5 - 35 мм, размер кусков кварцита 5 - 50 мм и кокса от 3 до 25 мм. Процесс восстановления осуществляется в фосфорных электропечах в широком диапазоне температур от 570 до 2300 К и мощностью от 24 до 72 МВт. Обычно фосфорные заводы получают фракции кокса 25 - 40 мм. На фосфорных заводах кокс дробится до размера 6 - 25 мм, мелочь при этом отсеивается. Пригодность углей для его производства определяется составом их золы, и в частности, содержанием оксидов железа, максимально допустимое количество которых определяется соотношением: А М / 100 2 5, где. Ограничение этого оксида связано с развитием нежелательных процессов образования феррофосфора. Полезные для процесса восстановления фосфора компоненты содержатся в минеральных составляющих углей, поэтому были проведены исследования по получению высокозольного кокса из карагандинских углей и его испытания на фосфорном заводе, которые дали положительные результаты. [20]