DE1583938B1

DE1583938B1 - Process for fluidized bed rusting of ferrous sulphidic ores

Info

Publication number: DE1583938B1
Application number: DE19671583938
Authority: DE
Inventors: Wiklund Johan Elof
Original assignee: Boliden AB
Current assignee: Boliden AB
Priority date: 1964-11-06
Filing date: 1967-08-25
Publication date: 1972-02-03
Also published as: ES345524A2; FR93221E; BE705906A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wirbelschichtrösten von eisenhaltigen sulfidischen Erzen, wobei das sulfidische Erz zunächst bei Temperaturen zwischen 700 bis 1100° C und niedrigem Sauerstoffpartialdruck ganz oder teilweise zu Magnetit geröstet wird, und anschließend eine Nachverbrennung des im Röstgas enthaltenen elementaren Schwefels bei erhöhtem Sauerstoffpartialdruck durch Zufuhr von sauerstoffhaltigen Gasen erfolgt.The invention relates to a method for fluidized bed roasting of ferrous sulphidic ores, the sulphidic ore initially at temperatures between 700 to 1100 ° C and low oxygen partial pressure completely or partially to magnetite is roasted, and then an afterburning of the contained in the roasting gas elemental sulfur at increased oxygen partial pressure by supplying oxygen-containing Gases takes place.

Bei einem bekannten Verfahren (vgl. deutsche Patentschrift 1132 942) erfolgt die Röstung im Temperaturbereich zwischen 800 und 900° C, wobei die Nachverbrennung des im Röstgas enthaltenen elementaren Schwefels bei gleichbleibend hoher Temperatur, d. h. im wesentlichen ebenfalls zwischen 800 und 900° C, durchgeführt werden soll.In a known process (cf. German Patent 1132 942) roasting takes place in the temperature range between 800 and 900 ° C, with the post-combustion of the elemental sulfur contained in the roasting gas at a consistently high temperature, ie essentially also between 800 and 900 ° C shall be.

Wenn die Nachverbrennung bei einer derart hohen Temperatur durchgeführt wird, und die Röstgase Fe203 sowie einen überschuß an Sauerstoff enthalten, so bildet sich während der Abkühlung des Gases S0.3. In diesem Fall wirkt der Magnetitstaub, der zu Fe,Ö3 oxydiert ist, als Katalysator. Die Bildung von SO., ist unerwünscht, da dies mehrere Nachteile mit sich bringt. Wenn das Gas in an sich bekannter Weise unter gleichzeitiger Wiedergewinnung des Wärmeanteils im Abhitzekessel gekühlt wird, so kann man diese Nachteile wie folgt zusammenfassen: 1. Der Abhitzekessel wird mit einer großen Gasmenge beschickt, was unter bestimmten Bedingungen zu erhöhten Wärmeverlusten mit den Abgasen von dem Abhitzekessel führt.If the afterburning is carried out at such a high temperature and the roasting gases contain Fe 2 O 3 and an excess of oxygen, then S0.3 is formed during the cooling of the gas. In this case the magnetite dust, which has been oxidized to Fe, O3, acts as a catalyst. The formation of SO., Is undesirable because it has several disadvantages. If the gas is cooled in a manner known per se with simultaneous recovery of the heat in the waste heat boiler, these disadvantages can be summarized as follows: 1. The waste heat boiler is charged with a large amount of gas, which under certain conditions leads to increased heat losses with the exhaust gases from the Waste heat boiler leads.

2. Es bildet sich Eisensulfat, und S02 Verluste treten auf, und zwar wegen der sauerstoffhaltigen Atmosphäre.2. Iron sulphate is formed and SO2 losses occur, namely because of the oxygen-containing atmosphere.

3. Schwefelsaures Eisenoxyd hat eine größere Neigung als Eisenoxyd, sich an den Rohren des Abhitzekessels abzusetzen, wobei sich der Wärmeleitkoeffizient verringert und die Reinigung erschwert wird. 4. Infolge der Absorption des im Röstgas gebildeten S03 entsteht in der Waschstufe Schwefelsäure, die wegen der niedrigen Konzentration von unbedeutendem oder gar keinem Wert ist. In Fällen, in denen das Ausgangsmaterial Arsen enthält, geht das Arsen in die saure verdünnte Waschflüssigkeit über, die nur mit großen Schwierigkeiten von Arsen gereinigt werden kann und die sich dann aus gesundheitlichen Gründen nur unter Schwierigkeiten verwenden läßt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Wirbelschichtrösten von eisenhaltigen sulfidischen Erzen mit anschließender Nachverbrennung des im Röstgas enthaltenen elementaren Schwefels zu schaffen, bei dem die Bildung des unerwünschten S03 in dem gasförmigen Endprodrukt verhindert wird. Es soll weiterhin verhindert werden, daß dann, wenn man den Schwefel in den Röstgasen bereits vor dem Abgaskessel verbrennt, um die Fällung von Elementarschwefel in nachgeschalteten Gasreinigungsanlagen und Waschtürmen zu vermeiden, S03 und Sulfate gebildet werden, welche beschwerliche Ablagerungen im Abgaskessel verursachen.3. Sulfuric acid iron oxide has a greater tendency than iron oxide, to settle on the pipes of the waste heat boiler, whereby the coefficient of thermal conductivity reduced and cleaning is made more difficult. 4. As a result of the absorption of the roasting gas formed S03 is produced in the washing stage sulfuric acid, which because of the low Concentration is of little or no value. In cases where the If the starting material contains arsenic, the arsenic goes into the acidic, diluted washing liquid about which can only be cleaned of arsenic with great difficulty and which can then only be used with difficulty for health reasons. The invention is based on the object of a method for fluidized bed roasting of iron-containing sulphidic ores with subsequent afterburning of the roasting gas To create elemental sulfur contained in the formation of the undesirable S03 is prevented in the gaseous end product. It should continue to be prevented be that if you put the sulfur in the roasting gases before the exhaust gas boiler burns to the precipitation of elemental sulfur in downstream gas cleaning systems and washing towers to avoid SO3 and sulfates are formed, which are troublesome Cause deposits in the exhaust gas boiler.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Röstgase auf eine Temperatur unter 420° C abgekühlt werden, bevor die für die Nachverbrennung erforderlichen sauerstoffhaltigen Gase zugeführt werden. Dabei versteht es sich von selbst, daß die Röstgase vor der Nachverbrennung nicht auf eine Temperatur abgekühlt werden dürfen, die tiefer liegt als die Temperatur, bei welcher der Schwefelanteil des Röstgases sich niederzuschlagen beginnt.This object on which the invention is based is achieved by that the roasting gases are cooled to a temperature below 420 ° C before the for Oxygen-containing gases required for post-combustion are fed. Included It goes without saying that the roasting gases do not appear before the afterburning may be cooled to a temperature that is lower than the temperature at which of the sulfur content of the roasting gas begins to precipitate.

Sind die Röstgase, bevor die für die Nachverbrennung erforderlichen sauerstoffhaltigen Gase zugeführt werden, auf eine Temperatur unter 420° C abgekühlt worden, kann der Schwefel verbrannt und die S02 Bildung als Folge der niedrigen Temperatur auf einen Minimalwert gehalten werden. Beispiel In einer Anlage zur Herstellung von 500 t Schwefelsäure je 24 Stunden wurde gemäß dem schwedischen Patent 204 002 ein arsenhaltiges Pyritkonzentrat geröstet. Nach dem Austritt aus dem Röstofen, bei dem es sich um einen Wirbelbettofen des BASF-Typs handelte, wurde das Gas in einem Abhitzekessel gekühlt, nachdem man das Rösterzeugnis in Wärmezyklonen abgetrennt hatte; danach wurde das Gas in einem Elektrofilter gereinigt. Die Luft zur Verbrennung von Elementarschwefel wurde in eine unmittelbar hinter den Wärmezyklonen, jedoch vor dem Abhitzekessel angeordnete Brennkammer eingeleitet.Are the roasting gases before those required for post-combustion Oxygen-containing gases are fed, cooled to a temperature below 420 ° C the sulfur can be burned and the S02 formation as a result of the low Temperature can be kept to a minimum. Example In a production facility of 500 t of sulfuric acid per 24 hours was calculated according to Swedish patent 204 002 an arsenic-containing pyrite concentrate roasted. After exiting the roasting oven, which was a BASF-type fluidized bed furnace, the gas was in A waste heat boiler is cooled after the roasted product has been separated off in thermal cyclones would have; then the gas was cleaned in an electrostatic precipitator. The air for combustion of elemental sulfur was in one immediately behind the thermal cyclones, however Combustion chamber arranged in front of the waste heat boiler is initiated.

Folgende Probleme traten auf: 1. Schwierigkeiten, das aus dem Abhitzekessel austretende Gas auf der Temperatur zu halten, die für die Funktion des Elektrofilters zulässig ist, wobei die Schwierigkeiten darauf zurückgingen, daß im Röstgas verbleibender Eisenoxydstaub die Rohrwandungen des Kessels in Mitleidenschaft zog, was zu einer starken Sulfatisierung des Eisenoxydes führte, wodurch sich wiederum der Wärmeleitkoeffizient des Gases im Verhältnis zu den Rohrwandungen beträchtlich verringerte. Trotzdem man die Rohrwandungen starken und kontinuierlichen Luftstößen aussetzte, ließen sich die Absetzungen nicht entfernen.The following problems occurred: 1. Difficulties from the waste heat boiler to keep escaping gas at the temperature required for the function of the electrostatic precipitator is permissible, the difficulties were due to the fact that remaining in the roasting gas Iron oxide dust affected the pipe walls of the boiler, resulting in a strong sulfatization of the iron oxide led, which in turn the The coefficient of thermal conductivity of the gas in relation to the pipe walls is considerably reduced. Despite the fact that the pipe walls were exposed to strong and continuous blasts of air, the deposits could not be removed.

2. Da das Gas, während es gekühlt wurde, den Temperaturbereich passierte, in welchem sich leicht SO, bildet, und gleichzeitig Eisen(III)-Oxyd anwesend war, ergab sich eine Menge saurer Waschfüssigkeit, welche etwa 41/o der gesamten Schwefelsäureerzeugung ausmachte, d. h. 20 t pro Tag als 100o/oige Schwefelsäure gerechnet. Da praktisch der gesamte Arsenanteil in saurer Waschmittelflüssigkeit aufgelöst wurde, sah man sich dem Problem gegenübergestellt, für die besagte Säuremenge einen Ersatz zu finden. Die Anlage war darüber hinaus mit Vorrichtungen zur Rückgewinnung von Arsen aus Waschflüssigkeit versehen. Die Menge des wiedergewonnenen Arsens hängt unmittelbar davon ab, daß so wenig saure Waschflüssigkeit wie möglich gebildet wird. Nach dem Umbau der Vorrichtung in der Weise, daß hinter dem Dampfkessel, jedoch vor dem Elektrofilter eine Nachverbrennung von Elementarschwefel stattfand, traten die zuvor erwähnten Nachteile nicht mehr in Erscheinung. Nach dem Umbau wurde auch die Dampferzeugung erhöht, eine Schlag- bzw. Rüttelvorrichtung zur Reinigung des Dampfkessels war nicht mehr notwendig, im Abhitzekessel und im Elektrofilter abgetrennter Staub konnte mit Eisenoxyd vermischt werden, ohne daß sich dessen Qualität unzulässig verschlechterte, und die Erzeugung verunreinigter und verdünnter saurer Waschflüssigkeit wurde verhindert. Außerdem konnte in der Gas-Waschstufe das im Pyrit anwesende Arsen in konzentrierter und fester Form fast 100o/oig abgetrennt werden. Der zurückgewonnene Staub besaß einen hohen Magnetitanteil und einen geringen Sulfatanteil; außerdem war er für die Handhabung und den Transport besser geeignet.2. Since the gas, while it was being cooled, passed the temperature range in which SO, is easily formed, and iron (III) oxide was also present, an amount of acidic scrubbing liquid resulted which accounted for about 41% of the total sulfuric acid production , ie 20 t per day calculated as 100% sulfuric acid. Since practically the entire arsenic content was dissolved in acidic detergent liquid, the problem was faced with finding a substitute for the said amount of acid. The plant was also equipped with devices for recovering arsenic from scrubbing liquid. The amount of arsenic recovered depends directly on the formation of as little acidic scrubbing liquid as possible. After the device had been rebuilt in such a way that after the steam boiler but before the electrostatic precipitator an afterburning of elemental sulfur took place, the aforementioned disadvantages no longer appeared. After the renovation, the steam generation was also increased, a beating or vibrating device for cleaning the steam boiler was no longer necessary, dust separated in the waste heat boiler and in the electrostatic precipitator could be mixed with iron oxide without its quality deteriorating unacceptably, and the production of contaminated and dilute acidic washing liquid was prevented. In addition, almost 100% of the arsenic present in the pyrite could be separated off in concentrated and solid form in the gas scrubbing stage. The recovered dust had a high proportion of magnetite and a low proportion of sulphate; it was also better suited for handling and transportation.

Natürlich hätte die Zufuhr von Luft auch hinter dem Elektrofilter erfolgen können, wo die Temperatur ebenfalls eine Verbrennung von Schwefeldampf gestattet, vorausgesetzt, daß der Elektrofilter für die Reinigung von Gasen mit einem so hohen S02 Anteil konstruiert ist.Of course, the supply of air would also have behind the electrostatic precipitator Can take place where the temperature is also a combustion of sulfur vapor permitted, provided that the electrostatic precipitator is used for cleaning gases such a high proportion of S02 is constructed.

Wenn gemäß Erfindung eine Nachverbrennung durchgeführt wird, besteht darüber hinaus weniger Notwendigkeit, die Rösterzeugnisse vor dem Abhitzekessel abzutrennen, weil infolge des vorhandenen niedrigen Sauerstoff-Teildruckes das Arsen durch die Trockengas-Reinigungsvorrichtung gedrückt wird, ohne daß sich Eisenarsenat bilden kann, und weil Arsentrioxyd bei den im Elektrofilter herrschenden Temperaturen in Gasform anwesend ist, wobei das Arsen in hohem Ausmaß zur Waschstufe überführt wird, in der Arsen aus der konzentrierten Säure gewonnen werden kann. Der im Abhitzekessel und im Elektrofilter anfallende Staub ist daher von Arsen verhältnismäßig frei.If afterburning is carried out according to the invention, there is In addition, there is less need for the roasted products in front of the waste heat boiler to be separated because the arsenic is due to the existing low partial pressure of oxygen is pushed through the dry gas cleaning device without iron arsenate can form, and because arsenic trioxide at the temperatures prevailing in the electrostatic precipitator is present in gaseous form, the arsenic being transferred to the scrubbing stage to a large extent in which arsenic can be obtained from the concentrated acid. The one in the waste heat boiler and dust accumulating in the electrostatic precipitator is therefore relatively free from arsenic.

Claims

Claims: 1. Process for the fluidized bed roasting of ferrous sulphidic ores, the sulphidic ore initially at temperatures between 700 to 1100 ° C and low oxygen partial pressure completely or partially to magnetite is roasted, and then an afterburning of the contained in the roasting gas elemental sulfur at increased oxygen partial pressure by supplying oxygen-containing Gases takes place, d a -characterized in that the roasting gases to a temperature below 420 ° C are cooled before the oxygen-containing ones required for the afterburning Gases are supplied.

2. The method according to claim 1, characterized in that the roasting gases in a known manner in a waste heat boiler to a temperature cooled below 420 ° C.

3. The method according to claim 2, characterized in that that the oxygen-containing gases follow the roasting gas upstream of a waste heat boiler Electrostatic precipitator are fed.