A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
INTEGRIERTES VERFAHREN ZUR KOMMERZIELLEN UND INDUSTRIELLEN VERWERTUNG VON KALZIUMSULFAT UNTER GEWINNUNG VON SELTENEN ERDEN AUS DER PHOSPHORSÄUREPRODUKTION
Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure und Zementklinker und zur Gewinnung von Seltenen Erden unter Verwendung von Kalziumsulfat, das in einer Phosphorsäureproduktion bei der Umsetzung von Rohphosphat mit Schwefelsäure zur Bildung von Phosphorsäure als festes Nebenprodukt gebildet und abgetrennt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) das von der Phosphorsäure abgetrennte Kalziumsulfat wird mit einer Säure behandelt, um eine Suspension mit gereinigtem Kalziumsulfat zu erhalten, b) das gereinigte Kalziumsulfat wird als Feststoff von der flüssigen Phase der erhaltenen Suspension abgetrennt, wobei die erhaltene flüssige Phase in die Reaktionseinheit der Phosphorsäureproduktion als Einsatzstoff eingebracht werden kann, b1) das in Schritt b) erhaltene gereinigte Kalziumsulfat wird mit Wasser oder mit einer Salz und/oder Chelatligand enthaltenden wässrigen Lösung behandelt, um die Seltenen Erden aus dem Kalziumsulfat zu lösen, b2) von der in Schritt b1) erhaltenen Suspension das weiter gereinigte Kalziumsulfat als Feststoff von der flüssigen Phase abgetrennt wird, wobei in der flüssigen Phase eine oder mehrere Seltene Erden enthalten sind, c) das abgetrennte gereinigte Kalziumsulfat wird mit Zusatzstoffen und Reduktionsmittel vermischt, um eine Rohmehlmischung für die Zementklinkerproduktion zu erhalten, d) die Rohmehlmischung wird gebrannt, um den Zementklinker zu erhalten, wobei Schwefeldioxid als Abgas gebildet wird, und e) das gebildete Schwefeldioxid wird als Rohstoff einer Schwefelsäureproduktion zugeführt, um die Schwefelsäure herzustellen, wobei die hergestellte Schwefelsäure als Einsatzmaterial in der Phosphorsäureproduktion verwendet wird. Das Verfahren ist insbesondere ein integriertes Verfahren. Der integrative Ansatz als Gesamtkonzept vom Phosphorgips zum Zementklinker und Schwefeldioxid berücksichtigt die Anforderungen in einem bestehenden Phosphorsäure- und Schwefelsäurekomplex.
The invention relates to a method for producing sulphuric acid and cement clinker and for obtaining rare earth elements using calcium sulphate, which is formed and separated as a solid by-product during the production of phosphoric acid when raw phosphate is reacted with sulphuric acid to form phosphoric acid, wherein the method comprises the following steps: a) the calcium sulphate separated from the phosphoric acid is treated with an acid in order to obtain a suspension containing purified calcium sulphate; b) the purified calcium sulphate is separated from the liquid phase of the resulting suspension as a solid material, wherein the resulting liquid phase can be introduced into the reaction unit of the phosphoric acid production as a feedstock; b1) the purified calcium sulphate obtained in step b) is treated with water or with an aqueous solution containing salt and/or chelating ligand, in order to release the rare earth elements from the calcium sulphate; b2) from the suspension obtained in step b1), the further purified calcium sulphate is separated as a solid material from the liquid phase, the liquid phase containing one or more rare earth elements; c) the separated purified calcium sulphate is mixed with additives and reducing agents in order to obtain a raw meal mixture for cement clinker production; d) the raw meal mixture is burnt in order to obtain the cement clinker, whilst sulphur dioxide is formed as a waste gas; and e) the formed sulphur dioxide is supplied as a raw material for sulphuric acid production, in order to produce the sulphuric acid, wherein the produced sulphuric acid is used as a feedstock in phosphoric acid production. The method is, in particular, an integrated method. The integrative approach as an overall concept ranging from phosphogypsum to cement clinker and sulphur dioxide takes into consideration the requirements in an existing phosphoric acid and sulphuric acid complex.
L'invention concerne un procédé permettant de fabriquer de l'acide sulfurique et du clinker de ciment et d'obtenir des terres rares au moyen de sulfate de calcium qui est formé et séparé comme sous-produit, dans le cadre de la production d'acide phosphorique lors de la réaction de phosphate brut avec de l'acide sulfurique afin de former de l'acide phosphorique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) le sulfate de calcium séparé de l'acide phosphorique est traité avec un acide, de manière à obtenir une suspension comportant du sulfate de calcium purifié, b) le sulfate de calcium purifié est séparé comme solide de la phase liquide de la suspension obtenue, la phase liquide obtenue pouvant être introduite comme matière première dans l'unité de réaction de la production d'acide phosphorique, b1) le sulfate de calcium purifié obtenu à l'étape b) est traité avec de l'eau ou avec un sel et/ou une solution aqueuse contenant un ligand chélaté, de sorte à séparer les terres rares du sulfate de calcium, b2) le sulfate de calcium purifié davantage est séparé sous forme de solide de la phase liquide, à partir de la suspension obtenue à l'étape b1), une ou plusieurs terres rares étant contenues dans la phase liquide, c) le sulfate de calcium purifié séparé est mélangé à des additifs et un agent réducteur, de manière à obtenir un mélange de farines crues pour la production de clinker de ciment, d) le mélange de farines crues est brûlé, de manière à obtenir le clinker de ciment, du dioxyde de soufre étant formé sous forme de gaz brûlés, et e) le dioxyde de soufre produit est acheminé en tant que matière première jusqu'à une production d'acide sulfurique, de manière à produire l'acide sulfurique, l'acide sulfurique produit s'utilisant comme matière de charge dans la production d'acide phosphorique. Ledit procédé est en particulier un procédé intégré. L'approche intégrative comme concept global du plâtre phosphoré auu clinker de ciment et au dioxyde de soufre prend en compte les exigences dans un complexe acide phosphorique et acide sulfurique existant.
INTEGRIERTES VERFAHREN ZUR KOMMERZIELLEN UND INDUSTRIELLEN VERWERTUNG VON KALZIUMSULFAT UNTER GEWINNUNG VON SELTENEN ERDEN AUS DER PHOSPHORSÄUREPRODUKTION
Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure und Zementklinker und zur Gewinnung von Seltenen Erden unter Verwendung von Kalziumsulfat, das in einer Phosphorsäureproduktion bei der Umsetzung von Rohphosphat mit Schwefelsäure zur Bildung von Phosphorsäure als festes Nebenprodukt gebildet und abgetrennt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) das von der Phosphorsäure abgetrennte Kalziumsulfat wird mit einer Säure behandelt, um eine Suspension mit gereinigtem Kalziumsulfat zu erhalten, b) das gereinigte Kalziumsulfat wird als Feststoff von der flüssigen Phase der erhaltenen Suspension abgetrennt, wobei die erhaltene flüssige Phase in die Reaktionseinheit der Phosphorsäureproduktion als Einsatzstoff eingebracht werden kann, b1) das in Schritt b) erhaltene gereinigte Kalziumsulfat wird mit Wasser oder mit einer Salz und/oder Chelatligand enthaltenden wässrigen Lösung behandelt, um die Seltenen Erden aus dem Kalziumsulfat zu lösen, b2) von der in Schritt b1) erhaltenen Suspension das weiter gereinigte Kalziumsulfat als Feststoff von der flüssigen Phase abgetrennt wird, wobei in der flüssigen Phase eine oder mehrere Seltene Erden enthalten sind, c) das abgetrennte gereinigte Kalziumsulfat wird mit Zusatzstoffen und Reduktionsmittel vermischt, um eine Rohmehlmischung für die Zementklinkerproduktion zu erhalten, d) die Rohmehlmischung wird gebrannt, um den Zementklinker zu erhalten, wobei Schwefeldioxid als Abgas gebildet wird, und e) das gebildete Schwefeldioxid wird als Rohstoff einer Schwefelsäureproduktion zugeführt, um die Schwefelsäure herzustellen, wobei die hergestellte Schwefelsäure als Einsatzmaterial in der Phosphorsäureproduktion verwendet wird. Das Verfahren ist insbesondere ein integriertes Verfahren. Der integrative Ansatz als Gesamtkonzept vom Phosphorgips zum Zementklinker und Schwefeldioxid berücksichtigt die Anforderungen in einem bestehenden Phosphorsäure- und Schwefelsäurekomplex.
The invention relates to a method for producing sulphuric acid and cement clinker and for obtaining rare earth elements using calcium sulphate, which is formed and separated as a solid by-product during the production of phosphoric acid when raw phosphate is reacted with sulphuric acid to form phosphoric acid, wherein the method comprises the following steps: a) the calcium sulphate separated from the phosphoric acid is treated with an acid in order to obtain a suspension containing purified calcium sulphate; b) the purified calcium sulphate is separated from the liquid phase of the resulting suspension as a solid material, wherein the resulting liquid phase can be introduced into the reaction unit of the phosphoric acid production as a feedstock; b1) the purified calcium sulphate obtained in step b) is treated with water or with an aqueous solution containing salt and/or chelating ligand, in order to release the rare earth elements from the calcium sulphate; b2) from the suspension obtained in step b1), the further purified calcium sulphate is separated as a solid material from the liquid phase, the liquid phase containing one or more rare earth elements; c) the separated purified calcium sulphate is mixed with additives and reducing agents in order to obtain a raw meal mixture for cement clinker production; d) the raw meal mixture is burnt in order to obtain the cement clinker, whilst sulphur dioxide is formed as a waste gas; and e) the formed sulphur dioxide is supplied as a raw material for sulphuric acid production, in order to produce the sulphuric acid, wherein the produced sulphuric acid is used as a feedstock in phosphoric acid production. The method is, in particular, an integrated method. The integrative approach as an overall concept ranging from phosphogypsum to cement clinker and sulphur dioxide takes into consideration the requirements in an existing phosphoric acid and sulphuric acid complex.
L'invention concerne un procédé permettant de fabriquer de l'acide sulfurique et du clinker de ciment et d'obtenir des terres rares au moyen de sulfate de calcium qui est formé et séparé comme sous-produit, dans le cadre de la production d'acide phosphorique lors de la réaction de phosphate brut avec de l'acide sulfurique afin de former de l'acide phosphorique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) le sulfate de calcium séparé de l'acide phosphorique est traité avec un acide, de manière à obtenir une suspension comportant du sulfate de calcium purifié, b) le sulfate de calcium purifié est séparé comme solide de la phase liquide de la suspension obtenue, la phase liquide obtenue pouvant être introduite comme matière première dans l'unité de réaction de la production d'acide phosphorique, b1) le sulfate de calcium purifié obtenu à l'étape b) est traité avec de l'eau ou avec un sel et/ou une solution aqueuse contenant un ligand chélaté, de sorte à séparer les terres rares du sulfate de calcium, b2) le sulfate de calcium purifié davantage est séparé sous forme de solide de la phase liquide, à partir de la suspension obtenue à l'étape b1), une ou plusieurs terres rares étant contenues dans la phase liquide, c) le sulfate de calcium purifié séparé est mélangé à des additifs et un agent réducteur, de manière à obtenir un mélange de farines crues pour la production de clinker de ciment, d) le mélange de farines crues est brûlé, de manière à obtenir le clinker de ciment, du dioxyde de soufre étant formé sous forme de gaz brûlés, et e) le dioxyde de soufre produit est acheminé en tant que matière première jusqu'à une production d'acide sulfurique, de manière à produire l'acide sulfurique, l'acide sulfurique produit s'utilisant comme matière de charge dans la production d'acide phosphorique. Ledit procédé est en particulier un procédé intégré. L'approche intégrative comme concept global du plâtre phosphoré auu clinker de ciment et au dioxyde de soufre prend en compte les exigences dans un complexe acide phosphorique et acide sulfurique existant.
INTEGRIERTES VERFAHREN ZUR KOMMERZIELLEN UND INDUSTRIELLEN VERWERTUNG VON KALZIUMSULFAT UNTER GEWINNUNG VON SELTENEN ERDEN AUS DER PHOSPHORSÄUREPRODUKTION
INTEGRATED METHOD FOR THE COMMERCIAL AND INDUSTRIAL UTILISATION OF CALCIUM SULPHATE WHILST OBTAINING RARE EARTH ELEMENTS FROM THE PRODUCTION OF PHOSPHORIC ACID
PROCÉDÉ INTÉGRÉ DE VALORISATION COMMERCIALE ET INDUSTRIELLE DE SULFATE DE CALCIUM AVEC OBTENTION DE TERRES RARES ISSUES DE LA PRODUCTION D'ACIDE PHOSPHORIQUE
HELMLE STEFAN (author) / STOCKHOFF PETER (author) / DAHEIM NICOLAI (author)
2021-07-15
Patent
Electronic Resource
German
IPC:
C01B
NON-METALLIC ELEMENTS
,
Nichtmetallische Elemente
/
C01F
COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
,
Verbindungen der Metalle Beryllium, Magnesium, Aluminium, Calcium, Strontium, Barium, Radium, Thorium oder der Seltenen Erden
/
C04B
Kalk
,
LIME
/
C22B
PRODUCTION OR REFINING OF METALS
,
Gewinnen oder Feinen von Metallen
European Patent Office | 2021
|European Patent Office | 2024
|European Patent Office | 2021
|European Patent Office | 2021
|European Patent Office | 2021
|