-
Verfahren zum Glühaufschluß von Rohphosphaten Beim Sinteraufschluß
von Rohphosphat mittels Wasserdampfes bei Temperaturen über röoo °, insbesondere
zwischen 1300' bis r6oo °,. wurde bisher so verfahren, daß das gegebenenfalls mit
säuren und/oder basischen Zuschlagstoffen vermischte Phosphat in einem Drehofen
im Gleichstrom oder Gegenstrom geglüht wurde. Die hierbei erforderlichen Aufschlußzeiten
betragen mindestens 2o bis 3o Minuten; gerechnet als Verweilzeit in der Sinterzone
des Ofens.
-
Es ist ferner versucht worden, den Glühaufschluß von Rohphosphaten
in der Weise durchzuführen, daß man das Aufschlußgut in einem längeren zylindrischen
Schachtofen einem im wesentlichen laminar aufsteigenden wasserdampfhaltigen Gasstrom
entgegenfallen läßt, um während des so verlangsamten Falles durch entsprechende
Erhitzung einen Aufschluß bzw. eine Austreibung des Fluors zu bewirken. Es zeigt
sich aber, daß durch laminar strömende Gase der geradlinige freie Fall nicht so
weit verlangsamt werden kann, wie es die Reaktionszeiten des Aufschlusses oder auch
nur der einigermaßen vollständigen Austreibung des Fluors erfordern. Es wurde nun
gefunden, daß die Aufschlußzeit stark verringert werden kann, wenn das Rohphosphat
in einem Schwebezustand aufgeschlossen wird, bei - dem dem ' Aufschlußgut eine rotierende
Bewegung erteilt wird; so daß es nicht geradlinig fällt, sondern in einer zylindrischen,
konischen oder ähnlich gestalteten, möglichst flachen Wendel langsam vom oberen
zum unteren Teil des Ofens absinkt oder im Grenzfall bei 'entsprechender Bemessung
von Gasstrom und Korngröße und Gestaltung des Schachtofens in einer Höhe rotierend
Schwebt. Bei der rotierenden Bewegung wird der Vorteil erreicht, daß man mit einem
Minimum an Ofenhöhe auskommt, da der Weg, auf dem. sich die Phosphatmasse bewegt,
durch die Rotationsbewegung um ein Vielfaches gegenüber dem Weg, der; durch den
freien Fall gegeben ist, vergrößert ist. Der für die Reaktion nötige Wasserdampf
kann bei dieser Arbeitsweise .die Phosphatteilchen von allen Seiten und zu jedem
Zeitpunkt während ihres Aufenthaltes in der Aufschlußzone umspülen. Es liegen somit
für den Aufschluß wesentlich günstigere Bedingungen vor als bei der Arbeitsweise
im Drehofen,
in welchem gerade bei größeren Materialschichten der
Zutritt - des gasförnÜgen Reaktionsmittels in die untersten Schichten behindert
ist.
-
Bei der ArbeitsWeise des Schwebeaufschlusses gemäß der Erfindung wird
beispielsweisefolgendermaßen verfahren: In. einem senkrecht stehenden Ofen, der
auf eine Temperatur von i3oo bis 16oo ° geheizt ist, wird durch Düsen Heizgas von
unten oder von der Seite so eingeführt, daß sich ein Gaswirbel ausbildet, der sich
über die ganze Ofenhöhe erstreckt. Das ist der Fall, wenn das Gas unten tangential
mit einem etwas nach oben gerichteten Winkel in einem oder mehreren kräftigen Strahlen,
die in ihrer Ausrichtung übereinstimmen müssen, eingeblasen wird. Der für die Reaktion
erforderliche Wasserdampf wird von den Heizgasen aus der Verbrennungsreaktion geliefert.
Er kann auch zusätzlich durch Düsen eingeführt werden. Die aufzuschließende Phosphatmasse
wird von oben tangential mit oder ohne Druck eingeführt und schwebt bei geeigneter
Korngröße und Strömungsgeschwindigkeit in der Sinterzone des Ofens. Sie durchläuft
hierbei eine schraubenförmige Bahn. Voraussetzung für ein Rotieren der ganzen Charge
in der Sinterzone ist ein möglichst gleichmäßiges Korn. Das Rohphosphat wird, falls
noch-Zusätze, z. B. von Kieselsäure, erforderlich sind, zweckmäßig agglomeriert,
da sonst eine Windsichtwirkung eintritt und so die für den Aufschluß erforderliche
gleichmäßige Verteilung, und Bemessung der Zuschläge nicht zu erzielen ist.
-
Der Aufschlußkann diskontinuierlich durch= geführt werden, indem man
das 'Phosphat in der Sinterzone so lange in rotierender Bewegung hält, bis es aufgeschlossen
ist. Nach denn . Aufsehlüß wird es durch Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit
der Gase abgelassen. Der Betrieb läßt sich auch kontinuierlich- ausführen; wenn
der Weg, den das Phosphat während des Aufschlusses - durchläuft, so groß ,ist, daß
Blas Material während des einmaligen Durchlaufene der schraubenförmigen Bahn aufgeschlossen
wird. -Da für das im Schwebezustand aufgeschlossene Phosphat eine bestimmte Aufschlußzeit
erforderlich ist,. muß die Höhe der Schraubenbahn- und damit die Höhe des Ofens
den Aufschlußzeiten von -mehreren Se-' kunden bis einige Minuten entsprechend den
Fallzeiten in der Sinterzone angepaßt sein.
-
Zn der Zeichnung sind mehrere Ausbildungsformen eines Ofens zur Durchführung
des Verfahrens schematisch im Aufriß veranschaulicht. Beim Ofen gemäß Abb. T wird
das gegebenenfalls vorgewärmte Trägergas in.. dem Behälter A mit Wasserdampf beladen
und tritt durch die Düse B tangential in den vbn außen, z. B. mittels einer elektrischen
Heizwicklung C, beheizten Schachtofen D, der in diesem Fall die. einfache Gestalt
eines Hohlzylinders hat. Es bildet sich ein Wendel- bzw. schraubenförmiger Gaswirbel
aus,. der gestrichelt angedeutet ist. Das mittels einer Schnecke E über einem drehbaren
Teller F, der flach oder kegelförmig o. dgl. sein kann, .aufgegebene Aufschlußgut
wird bei ausreichender Bemessung der Trägergasmenge von dem Gaswirbel kurz über
der Düse in der Schwebe gehalten und fällt erst bei Verminderung der Gasmenge in
den unteren Bunkerraum G, aus dem es durch eine weitere Schnecke H abgezogen werden
kann.
-
Statt des vorgewärmten, mit Wasserdampf beladenen Trägergases kann
in gleicher Weise ein Brenngas mit Luft eingeführt werden, wobei die einfache Düse
durch eine Brenndüse zu ersetzen ist und die Beladung mit Wasserdampf sowie die
Außenheizung unter Umständen fortfallen können.
-
Die Abb. 2 und-3 zeigen Schachtofenformen für weniger gleichmäßiges
Korn. Hier schwebt das gröbere Korn auf den ersten Windungen des Gaswirbels dicht
über der Düse, während das feinere Korn höher gehalten wird.
-
In allen Fällen kann durch entsprechend geringere Bemessung der Träger-
bzw. Brenngasmenge an Stelle des Grenzfalles- des vollkommenen Schwebens ein beliebig
verlangsamtes rotierendes Fallen des Aufschlußgutes eingestellt werden.