DE1151383B

DE1151383B - Verfahren zur Abroestung von Pyriten und/oder pyrithaltigen Mischkiesen und Blenden

Info

Publication number: DE1151383B
Application number: DEK43711A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willi Gehrhardt; Dipl-Ing Guenter Diettrich; Alfred Kryczun
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1961-05-13
Filing date: 1961-05-13
Publication date: 1963-07-11

Description

Verfahren zur Abröstung von Pyriten und/oder pyrithaltigen Mischkiesen und Blenden Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abrösten von Pyrit und/oder pyrithaltigen Mischkiesen und Blenden mittels eines Etagenröstofens, bei dem in den obersten Etagen eine Abspaltung und Oxydation von Schwefel unter Zufuhr von Sauerstoff sowie eine Sublimation eventuell vorhandener Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen ohne Oxydation des Eisens erfolgt.
Es ist bekannt, die Abröstung von Pyrit in einem Etagenofen in zwei Stufen, nämlich in einer Vo:rröststufe und in einer Nachröststufe, durchzuführen. In der Vorröststufe wird hierbei der absublimierte Schwefel vollständig oxydiert. Bei der vollständigen Verbrennung des Schwefels in dieser Stufe treten unzulässig hohe Temperaturen auf, die zu Ansatzbildungen führen. Um diese Ansatzbildungen zu vermeiden, ist es bereits bekannt, der Vorröststufe Frischluft und abgekühltes Kreislaufgas zuzuführen. Hierbei muß die Vorröststufe von der Nachröststufe durch entsprechende Abdichtungsvorrichtungen getrennt sein, damit nicht die heißen Abgase der NachröstsLufe in die Vorröststufe gelangen können. Diese Abdichtungsvorrichtungen müssen mit besonders ausgebildeten Schleusen versehen sein, so daß nur das zu röstende Gut, nicht aber Gase hindurchtreten können. Sie sind infolge der auftretenden hohen Temperaturen sehr störanfällig. Da sie im Innern des Ofens angeordnet sein müssen, sind sie darüber hinaus schwer zugänglich, so deß häufige und längere Betriebsunterbrechungen zur Behebung von Störungen aufteten.
Aufgabe der Erfindung ist es, die obenerwähnten Nachteile zu vermeiden und die Abröstung von Pyriten und/oder pyrithaltigen Mischkiesen oder Blenden ohne gasmäßige Trennung der Röststufen zu ermöglichen. Dies wird dadurch erreicht, daß den obersten Etagen des Ofens so wenig Sauerstoff zugeführt wird, daß nur eine teilweise Oxydation des abgespaltenen Schwefels eintritt, welche ausreicht, um die für die Sublimation des übrigen, in diesen Etagen abzuspaltenden Schwefels sowie vorhandener Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen erforderliche Wärme zu liefern. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung sind die in der Vorröststufe herrschenden Temperaturen so niedrig, daß keine Ansatzbildungen auftreten.
Die für die teilweise Oxydation des abgespalteten Schwefels erforderliche Sauerstoffmenge wird hierbei zweckmäßig durch eine entsprechende Einstellung der Luftmenge, die den unteren Etagen zugeführt wird, begrenzt. Die Luft durchströmt mit den entstehenden Röstgasen alle Etagen des Ofens von unten nach oben, wobei in den untersten Etagen der größte Teil des Sauerstoffes für die Oxydation des Pyrites verbraucht wird. Der Rest des zugeführten Sauerstoffes wird zur Oxydation des abgespalteten Schwefels in den obersten Etagen benutzt. Es ist daher zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung keine Gasabdichtung mit komplizierten Schleusen zwischen der Vorröst- und der Nachröststufe erforderlich. Der Etagenröstofen kann daher sehr einfach ausgeführt sein und weist den Vorteil einer großen Betriebssicherheit auf.
Zur Verbrennung des Schwefels werden die aus den obersten Etagen abgezogenen Gase zweckmäßig in einem besonderen Gassammler gemischt und dort gemeinsam nachverbrannt. Hierbei wird die für die Verbrennung zugeführte Sauerstoffmenge vorteilhaft so eingestellt, daß eine Gaskonzentration über 151/o S02 in den Gasen erreicht wird. Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es also, eine besonders hohe Gaskonzentration zu erzielen.
Die Sauerstoffzufuhr zu den einzelnen obersten Etagen erfolgt in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, wie erwähnt, zweckmäßig in Form von sauerstoffhaltigen Röstgasen aus dem Unterofen und wird vorteilhaft durch Veränderung der Querschnitte der Gasabsaugstutzen der einzelnen obersten Etagen eingestellt. Hierbei wird zweckmäßig aus derjenigen Etage, in der die in den obersten Etagen erfolgende Abspaltung von Schwefel beendet ist, ein so großer Teil der aus den unteren Etagen in diese Etage gelangenden Röstgase abgesaugt, daß die in die darüberliegenden Etagen gelangenden sauerstoffhaltigen Röstgasmengen nur ausreichen, um durch teilweise Verbrennung des Schwefels die Sublimation des übrigen, in diesen Etagen abspaltbaren Schwefels sowie eventuell vorhandener Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen zu bewirken.
Die Gase aus den obersten Etagen werden zweckmäßig getrennt von Röstgasen abgeführt, die aus den unteren Etagen abgesaugt werden. Diese Arbeitsweise wirkt sich besonders beim Einsatz von arsen-, antimon- und bleihaltigen Rohstoffen vorteilhaft aus. Die Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen gelangen, wie ,erwähnt, in. die Gase, die aus den obersten Etagen abgezogen werden, da sie auf diesen Etagen sublimiert werden. Wird nun ein Teil der Röstgase aus allen oder einem Teil der sich an die obersten Etagen nach unten anschließenden Röstetagen abgezogen, und zwar getrennt von den aus den obersten Etagen zur weiteren Verarbeitung abgesaugten Gasen, und wird dieser Teil der Röstgase nach Ausnutzung der in den Gasen enthaltenen fühlbaren Wärme in einem Abhitzkessel od. dgl. als gekühltes Umwälzgas in den Ofen zurückgeführt, so sind diese Umwälzgase frei von Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen. Das Röstgut kann also durch die Umwälzgase auf den unteren Ofenetagen nicht wieder mit diesen Verbindungen beladen werden. Dia Umwälzgase weisen eine geringere Konzentration als die aus den obersten Etagen abgezogenen Gase auf. Infolge ihres Sauerstoffgehaltes wirken sich die Umw'älzgase nicht nur intensivierend auf den ganzen Röstprozeß im Ofen aus, sondern auch vorteilhaft auf die Qualität der erzeugten Abbrände, die grobkörnig und kapillar aufgeschlossen sind und daher für nachgeschaltete metallurgische Prozesse die besten Voraussetzungen bieten.
Wie erwähnt, kann die fühlbare Wärme der Umwälzgase in einem Abhitzekessel od. dgl. ausgenutzt werden. Auch die fühlbare Wärme der aus den obersten Etagen abgezogenen Gase kann auf diese Weise ausgenutzt werden, wobei die getrennte Gasführung den Vorteil aufweist, daß es möglich ist, nur den Kessel für die aus den obersten Etagen abgezogenen Gase als Hochdruckkessel auszuführen, wobei infolge der hohen Temperatur, die durch die Verbrennung des Schwefels in diesen Gasen ermöglicht wird, ein Verkrusten der Kesselrohre durch Arsenstaub vermieden wird. Die fühlbare Wärme des Umwälzgases, welches frei- ist von Arsenverbindungen u. dgl., kann in einem Kessel mit geringerem Betriebsdruck ausgenutzt werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert. Dieser Erläuterung sind weitere Merkmale der Erfindung zu entnehmen.
Die in der Zeichnung dargestellte Anlage weist einen Etagenröstofen 1 auf, der eine Anzahl von Zwischensohlen 2 besitzt, die die einzelnen Etagen des Ofens voneinander trennen. Im Ofen ist ferner eine zentrale Rührwerkswelle 3 angeordnet, die in Höhe der einzelnen Etagen mit Rührarmen zum Transport und zum Umwälzen des Gutes bei Drehung der Welle versehen ist. In der Zeichnung sind der, übersicht wegen nur die Rührarme 41 der untersten Ofenetage dargestellt.
Das Gut wird der Trockenetage 4 mittels einer nicht gezeichneten Vorrichtung aufgegeben. Es wird von den Rührarmen zu einer zentralen Öffnung 5 dieser Etage geführt; und fällt durch diese Öffnung auf die darunter vorgesehene Etage 6. Diese Etage ist mit Austragsöffnungen 7 an ihrer Peripherie versehen, durch die das Gut auf die Etage 8 gelangt. So durchwandert das Gut nacheinander die weiteren Etagen des Ofens und wird schließlich aus der untersten Etage durch eine nicht gezeichnete Öffnung als Abbrand ausgetragen.
Die für die Abröstung der Sulfide erforderliche Luft wird den Etagen zweckmäßig durch die hohle Rührwelle 3 und durch geschlitzte Rührarme im Unterofen zugeführt. Sie strömt durch die einzelnen Etagen nach oben und reichert sich hierbei an SO, an. Auf den obersten Etagen des Ofens, im Ausführungsbeispiel sind dies die Etagen 6 bis 9, erfolgt beim Einsatz von Pyrit .oder pyrithaltigen Rohstoffen zunächst eine Abspaltung eines Schwefelatoms nach der Formel FeS2=FeS+S, ohne daß das Eisen oxydiert wird. Ferner werden eventuell vorhandene Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen sublimiert. Der abgespaltene Schwefel und die flüchtigen Verbindungen werden, wie weiter unten beschrieben wird, abgeführt, und das übrige Gut gelangt in die unteren Etagen des Ofens und wird hier vollständig unter Bildung von Eisenoxyd und Schwefeldioxyd abgeröstet, wobei die Röstgase mit dem enthaltenen Schwefeldioxyd ebenfalls abgeführt werden. Die verbleibenden Rückstände, d. h. Eisenoxyd, werden als Abbrand aus dem Ofen ausgetragen. Diese Abbrände werden zweckmäßig in einer geeigneten Vorrichtung nach dem Verlassen des Ofens mit Frischluft, die anschließend dem Röstprozeß zugeführt wird, abgekühlt.
Wie oben erwähnt, strömen die beim Röstprozeß auf den unteren Etagen entstehenden Rötgase, d. h. ein Gemisch von Luft mit dem Verbrennungsprozeß entsprechenden geringeren Gehalten an Sauerstoff sowie mit Schwefeldioxyd, durch die einzelnen Etagen nach oben. Ein Teil dieser Röstgase wird durch die im Ofenmantel in Höhe der Etagen 10 bis 12 vorgesehenen Abzugsöffnungen 13 bis 15 abgeführt. Die abgesaugten Gase gelangen durch die Absaugstutzen 16 in einen Gassammler 17. Der Gassammler sowie die Absaugstutzen sind vorteilhaft mit dem Ofenmantel verschweißt und ausgemauert. Vorteilhaft unterhalb des Gassammlers ist, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, ein Abhitzekessel 18 od, dgl. zur Ausnutzung der in den abgesaugten Gasen enthaltenen fühlbaren Wärme angeordnet. Um die Öffnung 19, durch die die Gase zu dem Abhitzekessel geführt werden, abschließen zu können, ist in dem Gassammler eine Absperrglocke 20 heb- und senkbar angeordnet, die sich in Schließstellung auf eine Sandtassenabdichtung 21 in Höhe der Öffnung 19 legt. Durch Anheben der Glocke in die in der Zeichnung dargestellte Stellung wird die Öffnung 19 geöffnet. Durch Senken der Glocke 20 ist ein Abschluß des Gassammlers möglich, so daß gelegentliche Reparaturen am Abhitzekesse118 ausgeführt werden können.
Die Gase werden aus dem Dampfkessel mit Hilfe eines Gebläses 22 abgesaugt und als Umwälzgase dem Ofen in zur Temperaturregulierung geeigneter Verteilung auf den einzelnen Etagen durch die Leitungen 23 und 24 zugeführt. Die zurückgeführten abgekühlten Umwälzgase strömen im Röstofen über die einzelnen Etagen und bewirken auf diese Weise eine Verringerung der Temperatur und eine gleichmäßige Temperaturverteilung.
Wie oben erwähnt, wird durch die Öffnungen 13 bis 15 nur ein Teil der Röstgase abgezogen. Eine der zugeführten Luftmenge entsprechende Röstgasmenge gelangt aus der Etage 10 in die obersten Etagen 6 bis 9. In Höhe dieser Etagen ist der Ofenmantel ebenfalls mit Öffnungen 26 bis 28 mit anschließenden Absaugstutzen 29 bis 31 versehen. Die Querschnitte der Absaugstutzen 29 bis 31 sind mittels geeigneter Vorrichtungen 32 verstellbar. so daß die jeweils aus den einzelnen Etagen 6 bis 9 abgezogenen Röstgasmengen eingestellt werden können. Diese Einstellung erfolgt zweckmäßig derart, daß aus der Etage 9, in der die in den obersten Etagen erfolgende Schwefelabspaltung beendet wird und in die Endabröstung übergeht, ein so großer Teil der aus den unteren Etagen in diese Etage gelangenden Röstgase abgesaugt wird, daß die in die darüberliegenden Etagen 6 und 8 gelangenden sauerstoffhaltigen Röstgase mengenmäßig nur ausreichen, um eine teilweise Verbrennung des Schwefels zu bewirken, welche die für die Sublimation des in diesen Etagen abzuspaltenden Schwefels sowie eventuell vorhandener Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen erforderliche Wärme liefert.
Die aus den obersten Etagen 6 bis 9 abgezogenen Gase, welche elementaren Schwefel sowie die Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen enthalten, gelangen durch die Absaugstutzen 29 bis 31 in einen zweiten Gassammler, den Produktionsgassammler 33. Die aus der Etage 9 in den Gassammler gelangenden Gase enthalten ferner freien Sauerstoff, da aus dieser Etage auch der größte Teil der von den unteren Etagen nach oben strömenden sauerstoffhaltigen Röstgase abgesaugt wird, so daß in dem Gassammler 33 eine Nachverbrennung des in den Röstgasen enthaltenen elementaren Schwefels erfolgen kann. Die Verbrennung des auf den obersten Etagen 6 bis 9 abgespaltenen Schwefels erfolgt also im Gegensatz zu den bekannten Röstverfahren nicht auf diesen Etagen selbst, sondern zum überwiegenden Teil außerhalb des Ofens in dem Gassammler 33. Auf diese Weise wird erreicht, daß in den obersten Etagen eine verhältnismäßig geringe Temperatur aufrechterhalten werden kann, so daß Verkrustungen in diesen Etagen nicht eintreten.
Wie im Zusammenhang mit dem Gassammler 17 beschrieben wurde, ist auch unterhalb des Gassammlers 33 ein Abhitzekessel 34 zur Ausnutzung der in den Röstgasen enthaltenen fühlbaren Wärme angeordnet. Dieser Abhitzekessel ist vorteilhaft als Hochdruckkessel ausgebildet. Infolge der hohen Betriebstemperatur dieses Kessels können Anbackungen von Arsen, welches in den Röstgasen enthalten ist, nicht auftreten.
Die Anordnung des Abhitzekessels unterhalb des Gassammlers 33 weist den Vorteil auf, daß die in den Röstgasen mitgeführten groben Festteilchen sich nicht im Gassammler absetzen, sondern in den Kessel getragen werden und sich in den Staubaustragsspitzen des Kessels ablagern, von wo sie in einfacher Weise entfernt werden können. Nach Verlassen des Abhitzekessels 34 werden die Röstgase einer nicht gezeichneten Anlage zur Schwefelsäuregewinnung zugeführt. Damit die Röstgase dieser Anlage auch unter Umgehung des Abhitzekessels zugeleitet werden können, geht vom Gassammler 33 eine Umgehungsleitung 35 aus. Die entsprechende Abzugsöffnung 36 befindet sich zweckmäßig in der oberen Wandung des Gassammlers oberhalb der Verbindungsöffnung 38 zum Abhitzekessel 34. Werden die Röstgase durch den Abhitzekessel geführt, so ist die Öffnung 36 mit Hilfe einer heb- und senkbaren Absperrglocke 37, die sich unter Zwischenschaltung einer auf der Oberseite der Glocke vorgesehenen Sandabdichtung an die Öffnung 36 anlegt, abgeschlossen. Soll die öffnung 36 für den Abzug der Röstgase durch die Umgehungsleitung 35 freigegeben und die Öffnung 38, welche zu dem Abhitzekessel34 führt, geschlossen werden, so wird die Glocke 37 mit Hilfe der Hubstange 39 in die in der Zeichnung dargestellte untere Lage gebracht, d. h. auf die Öffnung 38 gesenkt. Diese Öffnung wird dann ebenfalls unter Zwischenschaltung einer oberhalb der Öffnung vorgesehenen Sandtassenabdichtung 40 abgeschlossen.
Die Erfindung ist nicht an das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel gebunden. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, einen Röstofen zu verwenden, bei dem mehr als insgesamt sechs Etagen für den Abzug von Gasen eingerichtet sind. Es können auch mehr oder weniger als jeweils drei Etagen für den Abzug von schwefelhaltigen Gasen zur Weiterverarbeitung oder von Röstgasen zur Umwälzung vorgesehen sein. Ferner kann es zweckmäßig sein, den Sauerstoff in die obersten Etagen 6 bis 9 nicht mit den Restgasen aus den unteren Etagen, sondern z. B. getrennt von außen in der gewünschten Menge zuzuführen.

Claims

PATE "NTAITSPRÜCHr: 1. Verfahren zum Abrösten von Pyrit und/oder pyrithaltigen Mischkiesen und Blenden mittels eines Etagenröstofens, bei dem in den obersten Etagen eine Abspaltung und Oxydation von Schwefel unter Zufuhr von Sauerstoff sowie eine Sublimation eventuell vorhandener Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen ohne Oxydation des Eisens erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß den obersten Etagen des Ofens so wenig Sauerstoff zugeführt wird, daß nur eine teilweise Oxydation des abgespaltenen Schwefels einritt, welche ausreicht, um die für die Sublimation des übrigen, in diesen Etagen abzuspaltenden Schwefels sowie vorhandener Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen erforderliche Wärme zu liefern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sublimierte Schwefel außerhalb des Etagenröstofens verbrannt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Verbrennung zugeführte Sauerstoffmenge so eingestellt wird, daß Gaskonzentrationen von über 15% S02 in den Gasen erreicht werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den obersten Etagen abgezogenen Gase in einem besonderen Gassammler und gemeinsam nachverbrannt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen obersten Etagen zugeführten Sauerstoffmengen, z. B. in Form von sauerstoffhaltigen Röstgasen aus dem Unterofen, durch Veränderung der Querschnitte der Gasabsaugstutzen der einzelnen obersten Etagen eingestellt werden.
6. Verfahren nach einem. der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus derjenigen Etage, in der die in den obersten Etagen erfolgende Abspaltung von Schwefel beendet ist, ein so großer Teil der aus den unteren Etagen in diese Etagen gelangenden Röstgase abgesaugt wird, daß die in die darüberliegenden Etagen gelangenden sauerstoffhaltigen Röstgasmengen nur ausreichen, um durch teilweise Verbrennung des Schwefels die Sublimation des übrigen dort abspaltbaren Schwefels sowie eventuell vorhandener Arsen-, Antimon- und Bleiverbindungen zu bewirken.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Röstgase aus allen oder einem Teil der sich an die obersten Etagen nach unten anschließenden Röstetagen getrennt von den aus den obersten Etagen zur weiteren Verarbeitung abgesaugten Gasen abgezogen und nach Ausnutzung der in ihm enthaltenen fühlbaren Wärme in einem Abhitzekessel od. dgl. als gekühltes Umwälzgas in den Ofen zurückgeführt wird, um Temperaturspitzen im Unterofen auszugleichen. B.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Abhitzekessel jeweils unterhalb der zugehörigen Gassammler angeordnet sind, so daß der mit den Gasen mitgeführte grobe Staub nicht im Gassammler verbleibt, sondern in die leicht zugänglichen Staubspitzen des Kessels gelangt.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gassamnder bzw. die Absaugstutzen zur Verbindung von Gassammler und Ofen mit dem Ofenmantel verschweißt sind und daß die Gasabsaugstutzen sowie Sammler ausgesaugt sind.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Gassammler Glocken zur Absperrung des Gasweges zum Kessel eingebaut sind und daß insbesondere die Glocke des Produktionsgassammlers so ausgebildet ist, daß sie bei Abschluß des Kessels gleichzeitig die COffnung zu einer um den Dampfkessel führenden Umgehungsleitung freigibt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1066 214; britische Patentschriften Nr. 857 350, 359 478.