[发明专利]从磷灰岩材料回收磷的方法

权利要求书

1.一种用于从磷灰岩材料回收磷的方法，所述方法包括以下步骤：

提供包括渣池和位于所述渣池上方的顶空的炉，其中所述炉经配置以有利于流体向所述渣池中的浸没式注入，所述流体包含燃烧剂的混合物以在所述渣池中产生还原条件并且在所述顶空中产生燃烧后氧化条件；

在所述炉中使磷灰岩材料和碳质材料的混合物熔融以在所述渣池中产生熔渣并且在所述顶空中产生磷蒸气，其中所述顶空中的燃烧后氧化条件有利于熔渣中铁氧化物的保留以最大程度减少进入磷铁合金的磷；

将所述顶空中的磷蒸气氧化以产生五氧化二磷；和，

将所述五氧化二磷从所述顶空输送至反应器以回收磷酸溶液。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述磷灰岩材料和碳质材料的混合物还包含熔剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述熔剂可以以在1400℃或以下的液相线温度获得和维持熔渣的量存在于所述混合物中。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中所述熔剂可以存在于所述混合物中以提供在所述熔渣中10至20％范围内的Al₂O₃和在所述熔渣中1至0.25之间的CaO:SiO₂比。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述熔融步骤包括：

a)将磷灰岩材料进料到所述炉中以产生具有高P含量的熔渣，和

b)降低所述熔渣中的所述P含量，从而在所述炉的所述顶空中产生磷蒸气。

6.根据权利要求5所述的方法，其中步骤b)包括中止步骤a)并且在适合于将所述熔渣中的所述P含量减少至<1％的操作条件下向所述炉中进料所述碳质材料。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述碳质材料的粒径小于0.5mm。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述碳质材料的粒径P₈₅<75μm。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中熔融所述混合物包括将所述熔渣维持在其液相线以上约100℃的温度。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述熔渣处于1300℃至1500℃的温度。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述熔渣处于1340℃至1450℃的温度。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中将所述熔渣维持在其液相线以上约100℃包括通过向其中注入所述流体来加热和搅拌所述熔渣。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述燃烧剂包括含氧气体和燃料。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述流体包含含氧气体和烃气的均相混合物。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述流体包含含氧气体和所述碳质材料的多相混合物。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中将所述燃烧剂在STP以30至70m/s的流速注入所述熔渣。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中将所述燃烧剂注入所述熔渣将熔渣液滴喷射到所述顶空中，其中通过磷蒸气向五氧化二磷的氧化来加热所述液滴，由此当所述液滴在重力的影响下降落到所述熔渣中时加热所述熔渣。