DE1533117C

DE1533117C - Verfahren zur Sulfatierung von in feinverteilten Eisen oder anderen Erzen befindlichen Nicht Eisenmetallen

Info

Publication number: DE1533117C
Application number: DE19661533117
Authority: DE
Inventors: Petri Baidur Honkasalo Jorma Bruno Helsinki Malmstrom Rolf Einar Pon Bryk, (Finnland)
Original assignee: Outokumpu Oyj
Current assignee: Outokumpu Oyj
Priority date: 1965-12-23
Filing date: 1966-12-21
Publication date: 1973-05-03

Description

bekannt, daß bei der sulfätisierenden Wirbelschichtröstung von sulfidischen und oxydischen Eisenerzen aus einer sowjetischen Lagerstätte zur Abtrennung von Buntmetallgehalten aus den Erzen die oxydischen 60 Erze mit den sulfidischen gemischt werden. Irgendwelche Angaben über die relativen Anteile der oxydischen und der sulfidischen Komponente sind hieraus nicht bekannt.

Die beiden letztgenannten, für die Sulfatisierung Bei der Untersuchung der Geschwindigkeit des

wichtigen Reaktionen sind in starkem Maße und zu- 65 Ablaufs der bei der sulfatierenden Röstung in Frage dem gegenläufig von der Temperatur und der Gaszu- kommenden Reaktionen in der Wirbelschicht hat es sammensetzung abhängig. Es hat sich erwiesen, daß sich erwiesen, daß die Reaktionen 1,2 und 3 ungeabhähgig von der thermischen Dissoziation der Me- wohnlich schnell sind, weshalb zur Erzielung einer ge-

2FeS₂ +	5VfO,.-*	Fe₂O₃+ 4SO₂	(1)
2FeS +	3ViO₈-*	Fe₂O₃ + 2.SO₂	(2)
MeS + (I + ¹	/IX)O₂-*	MeO₁ + SO₂	(3)
SO₂ 4	-V₂O₂=?=	SO_{3 (β)}	(4)
MeO	+ SO₃=?=	MeSO. + Wärme	(5)

nügend gleichmäßigen SO₂-Atmosphäre in dem Wirbelschichtbett je nach der Größe des Ofens mehrere Zufuhrstellen für Sulfiderz vorhanden sein müssen; dagegen wird gewöhnlich nur eine Zufuhrstelle für Oxyderz benötigt. Da die für eine erfolgreiche SuIfatisierung vorteilhaften Verhältnisse, in erster Linie die Gaszusammensetzung, im allgemeinen durch ein in weiten Grenzen gehaltenes Verhältnis zwischen Sulfidschlich und Oxyderz bewirkt werden können, verbleibt als begrenzender Faktor die Aufrechterhaltung des Wärmegleichgewichts. Das Zufuhrverhältnis wird deshalb zweckmäßig derart gewählt, daß die endgültige Feinregelung der Temperatur durch eine kleine direkte Wassereinspritzung in das Wirbelschichtbett geschieht. Eine wesentliche Abkühlung der Abfuhrgase ist damit nicht verbunden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Vervielfachung der Kapazität der Of eneinheit im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren erzielt, wo als Ausgangsstoff ausschließlich oder überwiegend Sulfiderze verwendet wurden. Da durch das Verfahren gemäß der Erfindung Oxyderze vorteilhaft sulfatisiert werden können, wird hierdurch erreicht, daß der Hauptteil der Sulfiderze zuerst in gewöhnlicher Weise zu Oxyderzen geröstet werden können; hierdurch lassen sich bedeutend bessere SO₂-Gase zurückgewinnen, als wenn nach der herkömmlichen Verfahrensweise Sulfiderze sulfatisiert wurden; gleichzeitig wird darüber hinaus noch eine vorteilhafte Wärmeökonomie erzielt.

Im folgenden werden Beispiele der Sulfatisierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung eines 5-m²-Wirbelschichtofens beschrieben.

Schwefelschlichanalyse:

Fe 47,14 Vo

S 42,14%>

Cu 0,22 »/ο

Co 0,56%.

Ni 0,22«/»

Zn l,47<Vo

Andere 8,25⁰/₀

Aus diesem Schwefelschlich in einem Wirbelschichtröstofen geröstetes Produkt, Analyse:

Fe 59,700/»

SuIfId-S 2,60%>

Cu 0,28%

Co 0,710/c

* Ni 0,28%

Zn 1,86%

Bei einer Sulfatisierungstemperatur von 670° C bestimmt sich die Gasgeschwindigkeit, bezogen auf die freie Querfläche des Ofens, zu 0,25 m/s. Die Zufuhrmengen waren für verschiedene Verhältnisse von Schwefelkies und oxydischem Röstprodukt in der Eingabe wie folgt:

SR = Schwefelkiesschlich

PJ = aus dem Schwefelkiesschlich geröstetes Produkt

1:0 390 kg/h

1:1 725 kg/h

1:2 1000 kg/h

1:3 1265 kg/h

1:4 1475 kg/h

1:5 1665 kg/h

1:6 1840 kg/h

Bei dem Zufuhrverhältnis 1:6 erreicht man somit eine fast 5fache Kapazität verglichen mit der reinen Schwefelschlichzufuhr.

Bei einem Mischungsverhältnis SR/PJ = 1:3 und mit Luft, entsprechend dem l,6fachen der theoretischen Luftmenge, wurde die folgende Analyse für das Produkt erzielt: Gesamtlöslichkeit 10,4 bis 11,4%, lösliches Fe = 0,19 bis 0,23%, in Wasser unlösliches

Co -s. 0,10%

Ni .-.- 0,11 bis 0,12%

Cu 0,03%

^d Zn 0,08 bis 0,10%

Sulfid-S 0,2%

Bei dem Mischungsverhältnis SR/PJ = 1:5 und l,6facher theoretischer Luftmenge ergab sich ein Produkt folgender Zusammensetzung: Gesamtlöslichkeit 11 bis 12%, lösliches Fe = 0,2 bis 0,3%, in Wasser unlösliches

Co 0,10 bis 0,11 %

Ni 0,11 bis 0,12%

Cu 0,02bis 0,03%

Zn 0,12 bis 0,13%

Sulfid-S 0,20/d.

Die Temperatur des Wirbelschichtbettes war 670 bis 675° C. Der Schlich wurde mit einer Feuchtigkeit von 6 bis 7% zugeführt.

Der SO₂ + SO₃-Gehalt der Abgabe betrug etwa 7 bis 9% und entsprechend der Sauerstoffgehalt etwa 8 % (vom Trockengas).

Claims

1 ■ "' 2 tallsulfate die bestgeeignete Sulfatisierungstemperatur Patentansprüche: beiderseits 700° C liegt, wobei Eisensulfat nur in ge ringer Menge anfällt, und daß Luft im Überschuß

1. Verfahren zur Sulfatisierung von in feinver- über der theoretisch erforderlichen Menge, d. h. der teilten Eisen- oder anderen Erzen oder Schlichen 5 zum Oxydieren der Sulfide und der Bildung von Mebefindlichen Nicht-Eisenmetallen, wie Cu, Co, Ni, tallsulfaten benötigten Menge, verwendet werden Zn usw., durch sulfatisierende Wirbelschichtrö- muß.

stung eines Gemisches aus oxydischen und sulfidi- Da alle die obengenannten chemischen Reaktionen

sehen Erzen, dadurch gekennzeichnet, stark exotherm sind und die Konstanthaltung der

daß ein überwiegend oxydisches Ausgangsge- io Temperatur von Bedeutung ist, ist eine kontrollierte

misch verwendet wird, in welchem der Anteil der Abkühlung notwendig. Auf Grund der bei der sulfati-

oxydischen Komponente 50 bis 90 % beträgt und' sierehdeh Röstung auftretenden Hafttendenz ist die

der Anteil der den Rest ausmachenden sulfidi- Verwendung von Abkühlungselementen in dem Wir-

scheh Komponente so gewählt ist, daß ein Wärme- belschichtbett selbst schwer, da hierbei an ihren auf

gleichgewicht in_; dem Wirbelschichtofen auf- 15 niedriger Temperatur befindlichen Flächen reichlich

rechterhalten wird. ^; Eisensulfat enthaltender Stoff anhaften würde. In den

2. Verfahren nach Anspruch 1,. dadurch ge- heute verwendeten Verfahren wird die Abkühlung kennzeichnet, daß die sulfidische Komponente deshalb auch direkt als Wasserzufuhr in das Wirbelvon zwei oder mehreren Stellen in den Wirbel- schichtbett bewirkt, teils derart, daß der Schlich als schichtofen zugeführt wird.. , . · 20 Wasserschlamm zugeführt wird, teils als direkte Was-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch sereinspritzung. Diese Verfahren weisen eine ungüngekenhzeichnet, daß die Feinregelung der Tempe- stige Wärmeökonomie .auf, da die Abkühlung in der . ratur durch eine kleine direkte Wasserdusche di- Hauptsache durch Verdampfung von Wasser durchrekt in das Wirbelschichtbett bewirkt wird. geführt wird und diese Verdampfungswärme in der

4. Verfahren nach einem oder mehreren der 35 Praxis nicht zurückgewonnen werden kann. Da weiter vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zur Erzielung gleichmäßiger Verhältnisse der Schlich zeichnet, daß die in den Ofen zuzuführende oxydi- als Wasserschlamm von oben in den Ofen gespritzt s.ehe Komponente ihrerseits durch Röstung von wird, werdei*. die Abfuhrgase dadurch nutzlos abgesulfidischem Rohstoff erhalten wird. . kühlt, wodurch sich die Wärmeökonomie des Prozes-

30 ses" weiter verschlechtert und eine starke Sulfatisierung des Eisens in dem Flugstaub verursacht wird.

——'■ — : ' Gemäß der Erfindung ist zur Vermeidung dieser

■·..., .. .. .· Nachteile bei einem Sulfatisierungsverfahren der ein-

, , . ..: gangs genannten At vorgesehen, daß ein überwiegend

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sulfatisie- 35 oxydisches Ausgangsgemisch verwendet wird, in welrung von in feinverteilten Eisen- oder anderen Erzen chem der Anteil der oxydischen Komponente 50 bis oder Schlichen befindlichen Nicht-Eisenmetallen, wie 90 %> beträgt und der Anteil der den Rest ausmachen-Cu, Co, Ni, Zn usw., durch sulfatisierende Wirbel- den sulfidischen Komponente so gewählt ist, daß ein schichtröstung eines Gemisches aus oxydischen und Wärmegleichgewicht in dem Wirbelschichtofen, aufsulfidischen Erzen. 40 rechterhalten wird. ""■'■'

Zweck des Verfahrens ist es, in feinverteilten In diesem Verfahren wird von dem Prinzip ausge-

Eisenerzen befindliche, für die Herstellung von Eisen gangen, daß zur Sulfatisierung hur eine solche Menge unerwünschte, aber oft wertvolle Nebenmetalle wie Sulfiderze verwendet wird, als zur Erzielung des Wär-Cu, Co, Ni, Zn usw. in lösliche Sulfate zu überführen, megleichgewichts und vorteilhafter Sulfatisierungswährend das Eisen praktisch vollständig als Oxyd 45 Verhältnisse notwendig ist; Die Minimalmenge des zu-•Fe₂O₃.verbleibt. Das Verfahren kann auch für andere zuführenden Sulfiderzes wird bestimmt vonderErzie-Erze als Eisenerze verwendet werden. lung und Aufrechterhaltung der benötigten Temperain der Praxis wird die sulfatisierende Röstung bei- tür. Andererseits muß die Menge Sulfiderz ausreispielsweise in Schwebe- oder Wirbelschichtöfen. chen, um in dem Ofen eine Gasmischung mit. einem durchgeführt, die eine einfache Überwachung der 50 zur Bildung der Metallsulfate ausreichenden SO₃-Ge-Reaktionsverhältnisse und der Temperatur gestatten. halt zu gewährleisten. Nur ein Bruchteil der Gesamt-Die sulfatisierende Röstung ist bisher unter Verwen- eingabe wird als Sulfiderze benötigt. Die Erze können dung von sulfidhaltigen Erzen als Aüsgangsmaterial entweder trocken oder mit ihrer natürlichen Feuchtigdurchgeführt worden,. wobei folgende Reaktionen in , keit zugeführt werden. , ... ·;·\- _: ■·;·.

Frage kommen: 55 Aus der Zeitschrift »Erzmetall«, 1961, S. 413, ist es