Calcination of phosphate in impinging streams. Part I. development, theory and modeling

Authors

  • Abraham Ziv,

    1. Department of Chemical Engineering, Ben Gurion University of the Negev, Beer Sheva 84120, Israel
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  • Abraham Tamir

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering, Ben Gurion University of the Negev, Beer Sheva 84120, Israel
    • Department of Chemical Engineering, Ben Gurion University of the Negev, Beer Sheva 84120, Israel
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Abstract

An impinging-stream reactor, developed and tested for calcination of phosphate with low organic matter content, has proven to be an efficient device for conducting this process.

Modeling of the calcination process has been done along two lines. Considering a single particle and assuming that calcination rate is controlled by the heat transfer in the particle, resulted in a criterion for testing the effect of temperature on the enrichment of P205 and other phenomena. Performing a heat balance on the reactor and on the particle, and incorporating physical concepts, led to correlations with only one adjustable parameter for the conversion of carbonates as a function of the operating parameters.

The major conclusion drawn from implementation of the model was that phosphate calcination is governed by the internal resistance of the particle to the heat transfer. The calcination efficiency results, as well as the practical experience gained in this study, indicated that the impinging-stream calciner may provide a promising tool for phosphate enrichment, and more generally, for processes involving gas-solid contact at high temperatures.

Abstract

Un réacteur à courants de contact, mis au point et testé pour la calcination du phosphate à faible teneur en matiéres organiques, s'est avéré efficace pour ce precédé.

La modélisation du precédé de calcination a été effectuée selon deux critéres: on considére une particule unique et on suppose que la vitesse de calcination est contrǒlée par le transfert de chaleur dans la particule, ce qui entraìne l'établissement d'un critére pour tester l'effet de la température sur l'enrichissement du P205 et les autres phénoménes. La réalisation d'un bilan thermique sur le réacteur et sur la particule ainsi que l'introduction de concepts physiques donnent des corrélations à un seul paramètre ajustable en vue de la conversion des carbonates en fonction des paramétres de fonctionnement.

La principale conclusion tirée de l'application de ce modèle est que la calcination du phosphate est gouvernée par la résistance interne de la particule au transfert de chaleur. Les résultats d'efficacité de la calcination, ainsi que l'expérience acquise dans cette étude, indiquent que le réacteur à courants de contact peut s'avérer un outil prometteur pour renrichissement du phosphate et, plus généralement, pour les precédés faisant intervenir un contact gaz-solides à des températures élevées.

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