C01B25 / 02 - отримання фосфору
Власники патенту RU 2625102:
Державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти "Дагестанська державна медична академія" Міністерства охорони здоров'я Російської Федерації (RU)
Винахід відноситься до технології переробки та знезараження фосфорного шламу і може бути використано в хімічній промисловості при утилізації забрудненого білого фосфору, очищення його від механічних предметів-забруднювачів. Спосіб здійснюється шляхом подачі насосом води, нагрітої до 65-70 ° С, по зовнішньому просвіту двопросвічуюча гнучкого шланга в ємність із забрудненим білим фосфором. При цьому білий фосфор плавиться при змішуванні з водою і перетворюється в водно-фосфорну суспензію. Одночасно відбувається всмоктування отриманої водно-фосфорної суспензії в накопичувальну частину насоса, де фосфоровмісних суспензія охолоджується, білий фосфор кристалізується і випадає в осад. Технічний результат винаходу полягає в підвищенні ефективності вилучення забрудненого шламом білого фосфору для утилізації, забезпеченні екологічної безпеки та можливості вилучення білого фосфору, забрудненого різними видами і розмірами частинок-забруднювачів, з місць його складування. 1 мул. 2 пр.
Винахід відноситься до технології переробки та знезараження фосфорного шламу і може бути використано в хімічній промисловості при утилізації забрудненого білого фосфору, очищення його від механічних предметів-забруднювачів.
Відомий спосіб отримання фосфору з шламу // SU 1518296. Суть винаходу полягає в сорбції крапель розплавленого фосфору шляхом контакту з сорбентом.
Недоліками відомого способу є необхідність використання значної кількості сорбенту і неможливість повного вилучення фосфору з шламу, а також необхідність вилучення фосфору з маси сорбенту, многостадийность процесу, забрудненість витягнутого фосфору попутними речовинами.
Аналогічним за технічною сутністю до пропонованого є спосіб вилучення фосфору з шламів шляхом обробки шламів 5-30% азотною кислотою при масовому співвідношенні шламу і кислоти 1: (0,6-1). Недоліком даного способу є неможливість вилучення фосфору з «бідних за змістом фосфору шламів», що містять 3-20% фосфору внаслідок окислювальних процесів, що протікають між азотною кислотою і попутними речовинами-домішками, в результаті чого вуглець і фосфор спливають на поверхню. Піниться і загоряння фосфору.
Як прототип нами взято спосіб вилучення фосфору з шламу // SU 1518296. Суть способу-прототипу полягає в сорбції крапель розплавленого фосфору шляхом контакту з сорбентом.
Недоліками способу-прототипу є: використання значної кількості сорбенту і неможливість повного вилучення фосфору з шламу, а також необхідність подальшого вилучення фосфору з маси сорбенту, многостадийность процесу, забрудненість витягнутого фосфору попутними речовинами.
Мета винаходу - способу це підвищення ефективності способу вилучення забрудненого шламом білого фосфору для утилізації, забезпечення екологічної безпеки, економічної вигоди, можливість вилучення білого фосфору, забрудненого різними видами і розмірами частинок-забруднювачів з місць його складування.
Сутність запропонованого способу
Пропонований в якості винаходи спосіб полягає в наступному: вода, нагріта до 65-70 ° C, подається за зовнішнім просвіту двопросвічуюча гнучкого шланга в ємність із забрудненим білим фосфором. При цьому локально, за місцем надходження струменя нагрітої води, білий фосфор плавиться, змішується з водою і перетворюється в водно-фосфорну суспензію, одночасно відбувається всмоктування отриманої водно-фосфорної суспензії в накопичувальну частину ємності, потім водно-фосфорна суспензія охолоджується, фосфор кристалізується і випадає в осад.
Пропонований спосіб заснований на наступних властивостях білого фосфору:
Алотропна модифікація елементного фосфору - білий фосфор плавиться при температурі 44,1 ° C, кипить при 280,5 ° C. З усіх аллотропних модифікацій білий фосфор має найменшу щільність (1,8 г / см 3 при 20 ° C). Технічний білий фосфор (жовтий фосфор) - аморфна, схожа на бджолиний віск маса жовтуватого або світло-коричневого кольору. Білий фосфор надзвичайно горюча. У присутності кисню повітря білий фосфор легко самозаймається. Температура самозаймання білого фосфору становить близько 30 ° C. Горіння білого фосфору супроводжується утворенням оксиду фосфору P2 O5 і виділенням великої кількості тепла. Теплота згоряння білого фосфору становить - 24000 Дж / г. Пятиокись фосфору є гігроскопічним речовиною, що поглинає вологу з атмосферного повітря і утворює ортофосфорну кислоту H3 PO4. Формування кислотного туману робить випадки загоряння фосфору ще більш небезпечними. Щоб запобігти безконтрольне окислення і загоряння, білий фосфор зберігають під водою, з якої він практично не реагує. При тривалому зберіганні у відкритих ємностях відходи хімічного виробництва сполук фосфору і фосфоровмісних шлам поступово забруднюються сторонніми предметами і частинками бруду, які самі внаслідок сорбції часток білого фосфору стають вогненебезпечними, що ускладнює отримання забрудненого білого фосфору для подальшої його переробки і утилізації. Тим більше, в південних районах, при високій температурі навколишнього середовища, особливо в літній період, відбувається часткове плавлення білого фосфору. Через високої щільності, розплавлений фосфор як легко текучого речовина заповнює нерівності і щілини на дні. Для здійснення запропонованого способу вилучення білого фосфору було зібрано пристрій у вигляді двостороннього насоса, схема якого наведена на фіг. 1. Пристрій являє собою герметично закритий з двох сторін фторопластовим пробками пластмасовий циліндр (поз. 1) обсягом 150 мл, всередині якого переміщається фторопластовий поршень (поз. 2) за допомогою штока (поз. 3), що проходить через фторопластову пробку (поз. 8 ). Поршнем циліндр ділиться на два відсіки (поз. 4 і 5) з вихідними отворами (поз. 6 і 7), до яких приєднується двухпросветний гнучкий шланг. Відводи циліндра приєднуються з двухпросветним гнучким шлангом так, що відведення відсіку насоса (поз. 7) з'єднується з внутрішнім просвітом, а відведення відсіку (поз. 6) - з зовнішнім просвітом шланга. Для здійснення запропонованого способу рухом поршня циліндр заповнюється водою, нагрітою до 65-70 ° C.
Вільний кінець двопросвічуюча гнучкого шланга опускається на дно ємності з білим фосфором, забрудненим механічними домішками. Поступово рухом поршня нагріта вода з відсіку насоса поз. 5 виштовхується в ємність, білий фосфор плавиться, під дією напору води змішується з нагрітою водою і утворюється водно-фосфорна суспензія. У міру відкачування води всередині іншого відсіку насоса (поз. 4) створюється низький тиск, що призводить до всмоктування внутрішнім шлангом водно-фосфорної суспензії в циліндр (поз. 4).
Через двухпросветной конструкції шланга за рахунок теплообміну зовнішнього і внутрішнього присвятив через стінку внутрішнього шланга в трубопроводі тримається висока температура води і фосфор всередині шланга залишається рідким.
Приклад 1. У круглодонную колбу під шаром води об'ємом 15-20 мл міститься 2 г білого фосфору. Насос для вилучення білого фосфору заповнюється водою, нагрітою до 65-70 ° C. Вільний кінець двопросвічуюча шланга відпускається на дно колби. Поступово з одного відсіку поршнем вода виштовхується в колбу. Під дією нагрітої води фосфор плавиться і отримана водно-фосфорна суспензія внутрішнім шлангом всмоктується в інший відсік циліндра.
Приклад 2. Виконується так само, як перший приклад, але з наступною різницею: до забрудненого білому фосфору в колбі додаються механічні домішки у вигляді щебеню з роздробленої гірської породи. У циліндр всмоктується розплавлений білий фосфор і дрібно дисперсні частинки подрібненої гірської породи.
Ознаки винаходу, відмінні від прототипу
1) використання значної кількості сорбенту,
2) необхідність подальшого вилучення фосфору з маси сорбенту,
3) многостадийность процесу,
4) забрудненість витягнутого фосфору попутними речовинами,
5) відбувається сорбція крапель розплавленого фосфору шляхом контакту з сорбентом.
1. Подається вода, нагріта до 65-70 ° C, по зовнішньому просвіту двопросвічуюча гнучкого шланга в ємність із забрудненим білим фосфором;
2. За місцем надходження струменя нагрітої води білий фосфор плавиться, змішується з водою і перетворюється в водно-фосфорну суспензію, при цьому одночасно відбувається всмоктування отриманої водно-фосфорної суспензії в накопичувальну частину ємності;
3. Потім водно-фосфорна суспензія охолоджується, фосфор кристалізується, випадає в осад.
Позитивний ефект від використання запропонованого способу
Позитивний ефект від застосування запропонованого способу полягає в підвищенні ефективності способу вилучення забрудненого шламом білого фосфору для утилізації, забезпеченні екологічної безпеки, досягнення значної економічної вигоди, можливості вилучення білого фосфору, забрудненого різними видами і розмірами частинок-забруднювачів, з місць його складування, простоті виконання способу .
Інформація, прийнята до уваги:
Спосіб вилучення фосфору з шламу // SU 1518296 - прототип.
Спосіб вилучення забрудненого білого фосфору, що відрізняється тим, що в ємність із забрудненим білим фосфором насосом подають воду, нагріту до 65-70 ° С, по зовнішньому просвіту двопросвічуюча гнучкого шланга, при цьому білий фосфор плавиться, змішується з водою і перетворюється в водно-фосфорну суспензію, одночасно відбувається всмоктування отриманої водно-фосфорної суспензії в накопичувальну частину насоса, де фосфоровмісних суспензія охолоджується, білий фосфор кристалізується і випадає в осад.