DE1098921B

DE1098921B - Process for the extraction of elemental sulfur from pyrite

Info

Publication number: DE1098921B
Application number: DEM39109A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-Heinz Hoffmann
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1958-09-27
Filing date: 1958-09-27
Publication date: 1961-02-09

Description

Verfahren zur Gewinnung von Elementarschwefel aus Pyrit Es ist bekanent, das Abrösten von Pyrit so zu leiten, daß in einer ersten Stufe etwa die Hälfte des an Eisen gebundenen Schwefels, der sogenannte disponible Schwefel, in der endothermen Reaktion abgespalten und der schwefelarme Rückstand, dessen Zusammensetzung etwa FeS bis Fe7Sg entspricht, in einer exothermen Reaktion mit Sauerstoff zu Fe203 abgeröstet wird. Auch ist bekannt, die in der zweiten Stufe anfallenden heißen Röstgase als Fluidisierungsgas zu verwenden, das gleichzeitig als Wärmeträger dient, um den Wärmebedarf der ersten nach dem fluidized-bed-princip arbeitenden Stufe der endothermen Dissoziation wenigstens teilweise zu decken.Process for the extraction of elemental sulfur from pyrite It is known to conduct the roasting of pyrite so that in a first stage about half of the sulfur bound to iron, the so-called disposable sulfur, in the endothermic The reaction is split off and the low-sulfur residue, its composition about FeS to Fe7Sg, roasted to Fe203 in an exothermic reaction with oxygen will. It is also known that the hot roasting gases produced in the second stage are known as To use fluidizing gas, which also serves as a heat carrier to meet the heat demand the first stage of endothermic dissociation based on the fluidized bed principle to cover at least partially.

Es ist auch bekannt, aus Pyrit Schwefel oder wahlweise Schwefel und S 02 dadurch herzustellen, daß in einer ersten Stufe der disponible Schwefel abdestilliert, der anfallende Pyrrothit in einer zweiten Stufe abgeröstet und, das dabei erhaltene S 02 mit Kohle zu Schwefel reduziert wird. Die Reduktion des Schwefeldioxyds erfolgt nach diesem Verfahren vor seiner Abtrennung vom Schwefelkies und nicht gleichzeitig damit. Das S 02 wird hier zu dem Zweck reduziert, um einen größeren Anteil des im Py rit enthaltenen Gesamtschwefels als Elementarschwefel zu gewinnen, als dem disponiblen Schwefel des Pyrits entspricht.It is also known from pyrite sulfur or optionally sulfur and S 02 to be produced by distilling off the available sulfur in a first stage, the resulting pyrrothite is roasted in a second stage and the resulting S 02 is reduced to sulfur with coal. The sulfur dioxide is reduced according to this process before its separation from the pebbles and not at the same time in order to. The S 02 is reduced here for the purpose of using a larger proportion of the im Pyrite contained total sulfur as elemental sulfur than the disposable Corresponds to sulfur of pyrite.

Gemäß einem nicht zum bekannten Stand der Technik gehörenden älteren Vorschlag kann aus Pyrit Elementarschwefel und S 02 in etwa dem Verhältnis gewonnen werden, wie es dem Verhältnis von disponiblem zu nicht disponiblem Schwefel im Pyrit entspricht, indem in einer ersten Stufe in bekannter Weise der disponible Schwefel abdestilliert und der anfallende Pyrrothit in einer zweiten Stufe zu S 02 abgeröstet wird, wobei ein eventuelles Wärmemanko der endothermen ersten Stufe dadurch ausgeglichen wird, daß in ihr ein Teil des in der zweiten Stufe anfallenden SO, durch C O oder C O-haltiges Gas zu Elementarschwefel reduziert wird. Diese Reduktionsreaktion ist exotherm. Die Menge des auf etwa 800° C vorgewärmten C O-haltigen Gases, das der ersten Stufe unter Druck zugeführt wird, wird so bemessen, daß ein solcher Teil des S O, zu Elementarschwefel reduziert wird, daß die Reduktionswärme zur Deckung des Wärmemankos der ersten Stufe ausreicht, soweit der Wärmebedarf des Dissoziationsprozesses nicht durch den fühlbaren Wärmeinhalt der heißen SO 2-haltigen Röstgase aus der zweiten Stufe gedeckt wird.According to an older proposal, which is not part of the known state of the art, elementary sulfur and S 02 can be obtained from pyrite in approximately the ratio that corresponds to the ratio of disposable to non-disposable sulfur in pyrite by adding the disposable sulfur in a first stage in a known manner distilled off and the resulting pyrrothite is roasted in a second stage to S 02, a possible heat deficit of the endothermic first stage is compensated by the fact that in it a part of the SO obtained in the second stage, by CO or C O-containing gas to elemental sulfur is reduced. This reduction reaction is exothermic. The amount of the CO-containing gas, preheated to about 800 ° C., which is fed to the first stage under pressure, is measured in such a way that such a portion of the SO is reduced to elemental sulfur that the heat of reduction is used to cover the heat deficiency of the first stage sufficient as long as the heat requirement of the dissociation process is not covered by the sensible heat content of the hot SO 2 -containing roasting gases from the second stage.

Gegenüber dem zuletzt beschriebenen bekannten Verfahren bietet dieses Verfahren den Vorteil, daß der für die Reduktion erforderlicheTeilschritt und die dafür notwendige Apparatur gespart wird und auch die Wärmeverluste entsprechend verringert werden.Compared to the known method described last, this offers Method has the advantage that the sub-step required for the reduction and the The equipment required for this is saved and the heat losses accordingly be reduced.

Es wurde nun gefunden, daß dieses ältere Verfahren sehr empfindlich ist gegen geringe Schwankungen des Sauerstoffgehaltes der S O? haltigen Röstgase aus der zweiten Stufe. Sobald der Sauerstoffgehalt über etwa l "/o ansteigt, treten eine Reihe unerwünschter Nebenreaktionen auf. Zunächst wird ein Teil des abgetriebenen Elementarschwefels zu SO, oxydiert, wenn nicht durch sehr präzise Regulierung des CO-Angebotes der Sauerstoff durch C O abgefangen wird. Abgesehen davon, daß eine so präzise Regulierung kostspielige Regelvorrichtungen erfordert, wird dabei auch unnötig CO verbraucht: das ist im Rahmen dieses Prozesses deshalb sehr unerwünscht, weil C O in genügenden Mengen im allgemeinen nicht zur Verfügung steht und dieses außerdem durch Komprimieren und Aufheizen zusätzliche Kosten erfordert. Die Anwesenheit von Sauerstoff bewirkt weiterhin eine Teiloxydation des in der ersten Stufe anfallenden Pyrrhotits. Alle diese Oxydationsreaktionen schließlich bewirken eine Temperatursteigerung in der ersten Stufe über den optimalen Wert hinaus.It has now been found that this older method is very sensitive to slight fluctuations in the oxygen content of the SO? containing roasting gases from the second stage. As soon as the oxygen content rises above about 1 "/ o, a number of undesirable side reactions occur. First, some of the elemental sulfur that is driven off is oxidized to SO , if the oxygen is not intercepted by CO through very precise regulation of the CO supply. The fact that such a precise regulation requires expensive control devices is also unnecessarily consumed CO: this is very undesirable in the context of this process because CO is generally not available in sufficient quantities and this also requires additional costs through compression and heating of oxygen furthermore causes a partial oxidation of the pyrrhotite obtained in the first stage.All these oxidation reactions finally bring about an increase in temperature in the first stage above the optimal value.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung dieses älteren Verfahrens, die es ermöglicht, ohne eine über die zur Deckung des -- nach Übertragung des fühlbaren Wärmeinhalts - fehlenden Wärmebedarfs der endothermen Stufe durch die vollständige Umsetzung des C O mit einem Teil des S 02 benötigten C O-Menge hinausgehenden Zugabe von C O und ohne eine komplizierte Regelvorrichtung stets zu gewährleisten, daß in die erste Stufe unter keinen Umständen Sauerstoff eingeschleppt wird.The present invention is directed to an improvement on this older one Procedure that makes it possible to cover the - after transfer without any one over the the sensible heat content - the lack of heat demand of the endothermic stage the complete implementation of the C O with part of the S 02 required amount of C O addition of CO and always without a complicated control device to ensure that no oxygen is introduced into the first stage under any circumstances will.

Die Erfindung besteht aus einem Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Elementarschwefel und S 02 aus Pyrit, wobei in einer ersten Stufe in an sich bekannter Weise in einer Wirbelschicht der disponible Schwefel abgeröstet und aus den abgeführten Gasen auskondensiert wird. In einer zweiten Stufe erfolgt die Abröstung des durch -die Abspaltung des disponiblen Schwefels erhaltenen Pyrrhotits in an sich bekannter Weise vorzugsweise in einem Wirbelschichtofen unter Verwendung eines - Überschusses sauerstoffhaltiger Gase. .Die. anfallenden sauerstoffhaltigen S 02 Gase werden erfindungsgemäß nach dem Austritt aus der zweiten Stufe - bevor sie als Fluidisierungsgas in die erste Stufe geleitet werden -in einer zwischengeschalteten zusätzlichen Verbrennungszone behandelt, in der aller eventuell in den Röstgasen vorhandener Sauerstoff durch Verbrennung von Schwefel eliminiert wird. Vorzugsweise wird zu diesem Zweck elementarer Schwefel angewendet, der bei der Kondensation der Abgase der ersten Stufe im eigenen Betrieb anfällt.The invention consists of a method of simultaneous extraction of elemental sulfur and S 02 from pyrite, in a first stage in itself As is known, the available sulfur is roasted and removed in a fluidized bed the discharged gases is condensed out. In a second stage takes place the Roasting of the pyrrhotite obtained by splitting off the disposable sulfur using in a manner known per se, preferably in a fluidized bed furnace one - excess of oxygen-containing gases. .The. accumulating oxygen-containing S 02 gases are according to the invention after exiting the second stage - before they are passed into the first stage as fluidizing gas - in an intermediate additional combustion zone treated in which all possibly in the roasting gases existing oxygen is eliminated by burning sulfur. Preferably elemental sulfur is used for this purpose, which occurs during the condensation of the Exhaust gases of the first stage are produced in-house.

Besonders zweckmäßig ist es, für diesen Zweck den in verhältnismäßig geringer Menge bei der Vorkondensation anfallenden Schmutzschwefel zu verwenden, der durch den in den Entstaubungsvorrichtungen nicht völlig abgeschiedenen Staub verunreinigt ist. Dieser Elementarschwefel verbraucht allen in den Röstgasen enthaltenen Sauerstoff unter Bildung von SO., wobei stets ein Sauerstoffgehalt der diese Verbrennungszone verlassenden Röstgase von unter 0,10/0 sichergestellt ist. Eine eignene Regelung ist nicht notwendig. Bei Ansteigen des Sauerstoffgehaltes in den ankommenden Röstgasen wird nur mehr S 02 gebildet, das zwangläufig in der ersten Stufe vom C O mitreduziert wird. Sinkt hingegen der Sauerstoffgehalt der ankommenden Röstgase, dann sinkt auch dementsprechend die Menge des zusätzlich gebildeten S 02, und der über das Sauerstoffangebot hinausgehende eingeschleuste Elementarschwefel wird verdampft und passiert die erste Stufe, ohne an einer Reaktion teilzunehmen.It is particularly useful for this purpose to use the relatively small amount of dirty sulfur obtained during the precondensation, which is contaminated by the dust that has not been completely separated in the dedusting devices. This elemental sulfur consumed all the oxygen contained in the roasting gases to form S O., always with an oxygen content of this combustion zone leaving roasting gases is below 0.10 / 0 assured. Your own regulation is not necessary. When the oxygen content rises in the incoming roasting gases, only S 02 is formed, which is inevitably also reduced by the CO in the first stage. If, on the other hand, the oxygen content of the incoming roasting gases falls, then the amount of additionally formed S 02 also falls accordingly, and the elemental sulfur introduced beyond the oxygen supply is evaporated and passes the first stage without participating in a reaction.

Den erfindungsgemäß von Sauerstoff befreiten Röstgasen werden auf etwa 800° C erhitzte CO-Gase, gegebenenfalls unter Druck, in einer Menge zugegeben, die ausreicht, nach erfolgter Umsetzung der C 0-Menge mit einem Teil des S 02 die fehlende Wärmemenge der endothermen ersten Stufe zu decken.The roasting gases freed from oxygen according to the invention are released CO gases heated to about 800 ° C, if necessary under pressure, added in an amount which is sufficient after the implementation of the C 0 amount with part of the S 02 to cover the lack of heat in the endothermic first stage.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist an Hand der Abbildung schematisch und beispielsweise näher erläutert.The method according to the invention is shown schematically on the basis of the figure and explained in more detail, for example.

Durch die Aufgabevorrichtung 1 wird der Pyrit in den Wirbelofen 2 eingeschleust. In diesem wird Elementarschwefel abdestilliert, und die mit Elementarschwefel beladenen Abgase gehen über Zyklon 3 und Leitung 13 zur Kondensationsanlage (nicht eingezeichnet). Als Fluidisierungsgas werden gleichzeitig durch Leitung 9 heiße Röstgase aus der zweiten Stufe und durch Leitung 14 C O-haltige Gase, gegebenenfalls unter Druck, die auf etwa 800° C vorgewärmt sind, eingeführt.The pyrite is fed into the vortex furnace 2 through the feed device 1 smuggled in. In this elemental sulfur is distilled off, and that with elemental sulfur Loaded exhaust gases go via cyclone 3 and line 13 to the condensation plant (not drawn). As a fluidizing gas are at the same time through line 9 hot Roasting gases from the second stage and CO-containing gases through line 14, if necessary under pressure preheated to about 800 ° C.

Das teilentschwerte Erz geht über die Fallrohre 4a und 4b in einen Zwischenbunker 5, der gleichzeitig als Gasabschluß gegenüber dem Wirbelofen der zweiten Stufe dient. Es wird aus diesem durch eine Zuteilvorrichtung 6, z. B. eine Zellenradschleuse, dem Wirbelofen 7 der zweiten Stufe zugeführt. In diesem wird es durch die mittels Gebläse 12 eingeblasene Röstluft abgerüstet. Die Röstgase verlassen den Röstofen 7 über den Zyklon 8, aus dem mitgerissener Abbrandstaub durch die Austragsleitung 11b ausgetragen wird, während der im Wirbelbett selbst anfallende Abbrand durch das Austragsorgan 11d, z. B. ein Überläufrohr mit Verschlußorgan, ausgetragen wird. Die heißen Röstgase werden durch Leitung 9 in den Ofen der ersten Stufe geführt.The partially debited ore goes into a downpipes 4a and 4b Intermediate bunker 5, which also acts as a gas seal against the vortex furnace second stage serves. It is from this by an allocation device 6, z. Legs Rotary feeder, fed to the vortex furnace 7 of the second stage. In this will it is disarmed by the roasting air blown in by means of the fan 12. Leave the roasting gases the roasting furnace 7 via the cyclone 8, from the entrained combustion dust through the discharge line 11b is discharged while the burn-up occurring in the fluidized bed itself occurs the discharge element 11d, for. B. an overflow pipe with closure member is discharged. The hot roasting gases are fed through line 9 into the furnace of the first stage.

Erfindungsgemäß ist innerhalb dieser Leitung 9 eine Zusatz-Brennkammer 10 angeordnet, in die mittels einer Aufgabevorrichtung 15 kontinuierlich mindestens so viel Elementarschwefel eingespeist wird, wie es stöchiometrisch der maximal im Röstgas zu erwartenden Sauerstoffmenge entspricht. Diese Brennkammer kann als Staubbrennkammer eingerichtet sein, man kann aber auch flüssigen Schwefel durch Düsen zerstäubt einführen.According to the invention, an additional combustion chamber is located within this line 9 10 arranged, in which by means of a feed device 15 continuously at least as much elemental sulfur is fed in as it is stoichiometrically the maximum im Roasting gas corresponds to the expected amount of oxygen. This combustion chamber can be used as a dust combustion chamber be set up, but you can also introduce atomized liquid sulfur through nozzles.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the simultaneous production of elemental sulfur and S 02 from pyrite by splitting off the disposable sulfur in a first stage, Roasting of the pyrrothite obtained in a second stage with recycling of the S 02 -containing gases occurring in the second stage in the first stage, labeled by combining the following continuously running process steps: a) In a first stage, the pyrite is converted into a fluidized bed in a manner known per se the disposable sulfur by recirculating all of the hot roasting gases from the process stage c) expelled as fluidizing gas. b) The fluidizing gas to about. 800 ° C heated CO-containing gases, if necessary under pressure, in such an amount admitted that their complete implementation with part of the S 02 in the process stage a) covers the part of the heat demand that does not depend on the sensible heat content of the hot Roasting gases is supplied. c) The pyrrothite discharged from process stage a) is in a manner known per se in a second stage using an excess 02 containing gases disarmed to S 02. d) The 02 content of the procedural stage c) the discharged gas is replaced by elemental sulfur before it is returned to process stage a) which is burned to S 02 in the process, eliminated. e) From the from the procedural stage a) discharged gas mixture containing S 02 and sulfur vapor becomes the elemental sulfur condensed out in a manner known per se.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that process stage c) is also carried out in a fluidized bed.

3. The method according to claim 1, characterized in that in the process stage d) as elemental sulfur, the dirty sulfur obtained during the precondensation is used. Considered publications: German patent application M 9788IVb / 12i (published September 25, 1952); German Auslegeschrift No. 1034 597; Gmelin, Handbuch der inorganic Chemie, B. Edition, Vol. S, Part A, 1953, p. 224 to 226.