DE2059580A1

DE2059580A1 - Verfahren zur Reinigung von Pyritabbraenden von Nichteisenmetallen,Arsen und Schwefel

Info

Publication number: DE2059580A1
Application number: DE19702059580
Authority: DE
Inventors: Ariano Colombini; Giuseppe Sironi; Bruno Viviani
Original assignee: Montedison SpA
Current assignee: Montedison SpA
Priority date: 1969-12-09
Filing date: 1970-12-03
Publication date: 1971-08-05
Also published as: BE760020A; FR2070780A1; SU370769A3; US3758293A; GB1322195A; CA918432A; FR2070780B1; JPS518090B1; ZA708181B; ES386254A1; SE368425B; RO58511A; NL7017612A

Description

M/11319 t 3C DEZ. 1970

MONTECATTNI EDISON S.P.A. Mailand, Foro Buonaparte 31

Verfahren zur Reinigung von Pyritabbranden von Nichteisenmetallen, Arsen .und Schwefel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Pyrit- und Pyrrhotinabbränden und Insbesondere ein Verfahren zum Reinigen dieser Abbrände von Nichteisenmetallen, Arsen und Schwefel.

Damit Pyrit- und Pyrrhotinabbrände bzw. -aschen in der Hüttenindustrie verwendet werden können, müssen sie einen hohen Gehalt an Eisen aufweisen und nahezu frei von Nichteisenmetallen, wie Cu, Zn, Pb, As, und Schwefel sein. Die maximal für diese Verunreinigungen zulässigen Grenzen haben eine ständig fallende Tendenz. Gegenwärtig sollte ein einigermaßen gutes Handelsprodukt nicht mehr als jeweils o,o3bis o,o5 % Cu, Zn, Pb und nicht mehr als o,öl bis o,o3 % As und S haben (United States Steel, The making, shaping and treating of steel, 1957)·

Die Nichteisenmetalle werden durch Umformung in lösliche Chloride oder Sulfate und durch anschließendes Entfernen der Salze durch eine Säureextrahierung bzw. ein Auslaugeverfahren durch Saure - oder durch Umformen der Metalle in ChLoride mit CIp, HCl, CaCl„ usw. und durch ihr anschließendes Entfernen aus den Abbränden bzw. Aschen durch Ilochtemperaturverflüchtigung bzw» -verdampfung beseitigt.

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Das Entfernen von Aa erfolgt entweder während des Röstens des Pyrits oder während der verschiedenen Reinigungsstufen, beispielsweise während der Magnetisierreduktion, der ChLorierung, ler magnetischen Anreicherung, des Auslaugens, oder der Pelletisierung unter Einfluß von Wärme.

Das Entfernen von S aus den Abbränden erfolgt teilweise während der verschiedenen, oben erwähnten Reinigungsstufen, Im allgemeinen haben am Ende eines derartigen Prozesses die Abbrände noch einen zu hohen Gehalt an Schwefel mit Ausnahme der in Granulat bzw. Pellets übergeführten Abbrände, die bei Temperaturen oberhalb 115o C gehärtet sind.

In der italienischen Patentschrift 772 287 ist ein Verfahren zum Reinigen von Pyritabbränden von Nichteisenmetallen, wie Cu, Zn₃ Pb₁ Au, Ag, Ni, Co, Cd und Mn beschrieben. Dieses Verfahren hat die folgenden Stufen:

a) Vorerhitzung bei Temperaturen zwischen 600 C und 800 C und teilweise oder völlige Reduktion (2o bis loo %) des Hämatits zu Magnetit. Dieser Arbeitsgang erfolgt durch Eindüsen eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes in den Wirbelbettreaktor zusammen mit Luft, die bezüglich der Gesamtverbrennung fehlt.

b) Chlorierung und Oxydation der bei Temperaturen bis 650 C und 95o C reduzierten Abbrände in einem Wirbelbettreaktor. Das aus Luft und,! bis 2o % Chlor bestehende gasförmige Gemisch fließt im Gegenstrom zu den Abbränden. Die verwendete Chlormenge ist die für die Bildung der Nichteisenchloride erforderliche stÖchiometrische Menge mit einem Überschuß von 5 bis 2o %.

c) Väschen bzw. Berieseln der Metallen Loriddämpf e mit Wasser·, wodurch man eine Lösung erhält, aus der die Metalle durch herkömmliche hydrometa LLurgische Verfahren gewonnen werden.

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Din von Ni clitoi eeniiio taJ 1 en geroinigton, jedoch noch Schwefel enthaltenden Abbrände werden direkt zu der Granulier- bzw. Pel 1 et i sierstuf-e gefördert, wenn ihr Gehalt an Eisen ausreichend hoch ist, andernfalls werden sie zuerst einer magnetischen Anreicherung nach einer vorhergehenden Magnetisierreduktion ausgesetzt. Der Schwefel wird als SO während der Hocht cmperaturhärtung dei" Pellets verdampft.

Bei einer Abänderung dieses-Verfahrens gemäß der Patentanmeldung P (italienische Patentanmeldung l8688 A/68)

erfolgt die Reduktion bei höheren Temperaturen, beispielsweise 830 bis 95o C,und mit ausreichend langen Verweilzeiten, beispielsweise 3o bis 90 Minuten, um das Ferroarsenat völlig zu zersetzen. Die darauf folgende Chlorierung wird so durchgeführt , daß in den abströmenden Gasen eine Sauerstoffkonzentration aufrecht erhalten wird, die größer als 3 % ist. Dadurch liegt das nach der Chlorierungsstufe noch vorhandene Arsen in Form eines löslichen Arsenate vor, das durch Säureauslaugung der gereinigten Abbrände entfernbar ist. Jedoch wird auch in diesem Fall der Restschwefel nur während der Hochtemperaturpelletisierung völlig entfernt.

Bei einer weiteren Abänderung des Verfahrens gemäß Patentanmeldung P .. ....... (italienische Patentanmeldung 19^52 A/68) wird in Anwesenheit von HCl und bei Temperaturen von 850 C bis 95o C reduziert, um eine hochgradige Entfernung von Schwefel und Arsen zu erreichen. Die darauffolgende Chlorierung erfolgt unter Beibehaltung der untersten möglichen Sauerstoffkonzentration innerhalb der abströmenden Gase, so daß zusammen mit der Verdampfung der Nichteisenmetallchloride die Entfernung von restlichem S und As vervollständigt wird. Die schließlich so erhaltenen Abbrände verlangen* keine zusätzliche Behandlung mit """ Ausnahme einer Anreicherung für den Fall, daß der Gehalt an Fe noch niedrig ist. Diese Abbrände finden in der Eisenindustrie leicli;t_eine Verwendung·. ... ...

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Die vorstehend beschriebenen drei Verfahren haben gemeinsam die Eigenschaft, daß der ChIorierungsphase i nun or eine teilweise Re*- duktion der Abbrände von Hämatit zu Magnetit vorangellt. Der ursprünglich in den Abbränden enthaltene S wird Zum größten Teil mit den abströmenden Gasen beseitigt.

Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß Pyrit- und Pyrrhotinabbrämle von Nichteisenmetallen, Arsen und Schwefel ohne irgendwelche vorhergehende, nicht einmal teilweise Reduktion zu Magnetit befreit -werden können, wenn diesen Abbra'nden, ψ die aus dem Kost ölen bei einer Temperatur von 5"" bis Boo C kommen, 2oo bis 25 kg Pyrit pro Tonne zugegeben und sie dann bei 850 bis 95° C in einem Wirbelbett mit einem Gemisch von Chlor und Sauerstoff enthaltendem Gas behandelt werden, in vrel~ ehern der Chloranteil lof? bis 12o Volumen-^ der st öclrj ometrischen Menge bezogen auf die Nichteisenmetalle und das Arsen in den Abbränden und in dem zusätzlichen Pyrit beträgt, während das Sauerstoff enthaltende Gas in einer solchen Menge vorliegt, daß die abströmenden Gase o,5 bis 5 Volumen-% Sauerstoff enthalten.

Aufgrund der Zugabe von Pyrit zu den Abbränden nach der Verbrennung wird die Temperatur in dem Wirbelbett auf den gewünschk ten Wert gehalten, ohne daß auf äußere Wärmequellen zurückgegriffen werden muß.

Die Reinigung der Abbrände erfolgt entweder in einer einzigen Stufe oder in zwei Stufen« So kann man beispielsweise die Oxydation und die Chlorierung in einem einzigen Wirbelbett vor sich gehen lassen, in welches gleichzeitig Pyritabbrändo, Pyrit und von unten Chlor und Luft oder irgendein anderes Sauerstoff enthaltendes Gas eingebracht werden. Man kann aiich in ein erstes Wirbelbett Pyritabbrände, frischen Pyrit und von unten Luft und die Gase einbringen, die aus einer zweiten Stufe kommen. In die zweite Stufe .werden dann Pyritabbrand der ersten Stufe, frischer Pyrit und vom Boden Luft und Chlor eingebracht _t

109832/1100 - bad original

_ 5 —

Selbstverständlich müssen die (iasamtmengen von Pyrit, Luft und Chlor den obengenannten gleich sein.

Bei Ausführung der Reinigung der Pyritabbrände gemäß dieser Erfindung ist es möglich, Abbrände frei von Nichteisenmetallen, Arsen und Schwefel aufgrund von Salzsäure und Schwefelsäure leicht sauere Lösungen mit einem hohen Gehalt an Nichteisenmetallen und Abgase mit einem hohen Gehalt an Schwefeldioxyd zu erhalten.

Die erfiridungsgemäß gereinigten Abbrände haben einen Gehalt von Cu, Zn, Pb, S und As, von denen jeder geringer ist als 0,03 %· Diese Abbrände bilden nach einer eventuellen Anreicherung, falls ihr Eisengehalt niedrig ist, einen ausgezeichneten Rohstoff für die Herstellung von Pellets bzw. Tabletten, Eisenschwamm oder für die Herstellung von Stoffen mit einem hohen Grad der Umwandlung in Metall für die Bisenindustrie.

Die nach diesem Verfahren erzielten Lösungen haben einen hohen Gehalt an Nichteisenmetallen und einen niedrigen Säuregehalt und enthalten Pe und As, möglicherweise Cu in Form einer niedri« gen Valenz. Dies erweist sich als wirtschaftlicher Vorteil in Folge der geringer· gewordenen Verwendung von Neutralisier- und Bindemitteln für die Gewinnung des Kupfers.

Schließlich enthalten die Gase nach dem Waschen und der darauffolgenden Abtrennung der Metallchloride und der As~Verbin.dungen, der vom Reaktor mitgeschleppten feinen Pulver, des Cl„ und eines Anteils von SO außer N und O ^S0 ₂ ^{in einer} hohen Menge und können deshalb für die Herstellung von Schwefelsäure wirksam verwendet werden.

Der erfindungsgemäße Zweistufenprozeß kann folgendermaßen durchgeführt werden·

109832/1.1 DO ·. bad orig.nal

2 η 5 9 5 8 O

DLe gereinigten Pyr i tubbrande , die aus der Pyritrös kommen, werden bei Hiner Temperatur zwischen 5oo und Boo C Ln einen ersten Reaktor- für die Ch Lorjierung eingebracht, dar bei. 850 bis 95o C arbeitet, Ln den Reaktor wird auch Pyrit in t^: inem AnteiL von 25 bis 2oo k.r; FeS pro Tonne Abbrand eingebracht , wobei die 2oo kg Pyrit dazu dienen, den Abbrand von einer Temperatur von 5oo C auf 95" C zu bringen, während 25 kg Pyi~it die Temperatur von 800 auf 850 C ansteigen lassen. Für die vo ilkomniene Verbrennung des Pyrits werden von unten Luft, etwa 3 NnT Luft pro 1 kg Pyrit, d, h, 75 bis 600 NmVt Abbrand, zusammen mit dem Gas eingeführt, das von dem zweiten Chlorier reaktor kommt, der die Mt; t al Ich Lor ide und das CL enthält, weLches noch nicht reagiert hat, Die aus dem ersten Reaktor abströmenden Gase enthalten o,5 bis 5 Volumen-⁰^ Sauerstoff» In. dem ersten Reaktor erfolgt die teilweise Reinigung der Abbrände und die Verbrennung des Pyrits unter einer Wärmeentwicklung, die die Aufrechterhaltung der gewünschten Temperatur und die Verdampfung bzw. Verflüchtigung der Chloride gestattet, die sich aus der Reaktion der Nichteisenmetalle mit dem Chlor bilden,

Die in dem ersten Reaktor teilweise gereinigten Abbrände kommen in einen zweiten Reaktor, der ebenfalls zwischen 850 und 95° C arbeitet, worin sie mit CL in maximaler'Konzentration, io5 bis 12o % der stochiometrischen Menge bezogen auf die Nichteisenmetalle und auf das Arsen, die in den Pyritabbränden zu Beginn und in den Pyriten enthalten sind, zusammenkommen, so daß sich die Abbrände weiterhin in zufriedenstellender Weise selbst reinigen.

Die aus dem zweiten Reaktor abströmenden Gase dürfen nur sehr geringe Mengen an O , weniger als 1 %, enthalten. Auf diese Weise werden die Abbrände ebenfalls von Schwefel und Arsen befreit. Dies erreicht man dadurch, daß dem zweiten Reaktor außer Chlor Luft und Pyrit zugegeben werden. Anstelle von Luft kann auqh ein Gas mit einem geringen Gehalt an Sauerstoff verwendet

109832/1100 · bad original

werden, beispielsweise ein Teil des Gases, das aus dem ersten Reaktor nach Abtrennung der Metnllc.-hlori.de abströmt. Der Pyrit, das Pyrrliotin bzw. der Magnetkies oder der elementare Schwefel dienen außer ίiii^ die erforderliche tfäriii(?versorguiig für den Verbrauch des Überschusses an unerwünschtem Sauerstoff.

Die abgegebenen, von den Nichteisenmetalle!!, As und S gereinigton Abbrända,werden dann den darauffolgenden Arbeitsstufen zugfiffihri , nämlich der Magnetisierredukt ion, der direkten Reduk-(inn, Ίβγ Pelletisierung unter Warmeeinfluß oder in kaltem Zustand, Die Gase werden dui'ch die? erste ChI ori eranlage (Chlorinator) und Staubseparatoren geführt und schließlich mit Wasser gewaschen. Die aus der Abscheidkolonne abströmenden Gase enthalten noch den größten Teil des SO₀, (Jas aus der Verbrennung dos Pyrits herrührt, und werden der Schwefelsäureproduktion zugeführt.

Wenn mit einer Stxife gearbeitet wird, muß der Betrieb bei sehr niedrigen Konzentrationen von 0 , weniger als 1 %_t in den abströmenden Gasen erfolgen, um Abbrände zu erzielen, denen das Arsen und der Schwefel entzogen sind.

Unabhängig davon, ob man nun im Zweistufen- oder auch im Einstufenbetrieb arbeitet, ist die Menge an zugesetztem Pyrit deutlich verringert, was von der Menge an unverbrannten■Sulfiden abhängt, die noch in den zu behandelnden Abbranden vorhanden sind.

Die Gesamtverweilzeit ändert sich im allgemeinen abhängig von dem Gehalt an Verunreinigungen und von den Temperaturen, die in dem Prozeß angewandt werden. Sie liegt bei 3o bis 12o Minuten«

In Fig. 1 ist schematisch eine mögliche praktische Ausführungsform eines Zweistufenprozesses dargestellt.

BAD ORSGINAL

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Die Abbrande A, die mit einer mittleren Temperatur von Ooo C aus einer PyritröstanJ age kommen, werden in den Wirbelbettreaktor I durch la zugeführt, während in den gleichen Reaktor durch Ib auch Pyrit B zugeführt, wird, der sich auch von dein Pyrit für die Röstanlage unterscheiden kann. Die Beschickungsmenge beträgt 60 bis 7o kg FeS (berechnet bei loo %) pro looo kg Abbrande» Am Boden des Reaktors wird über Ie Luft E in solchen Mengen zugeführt, daß an dem O -Analysator der Gase H₁ die aus IV abströmen, 3 bis 5 Volumen-% angezeigt werden.

3 Dies wird mit Luftmengen zwischen 15° und 3o° Nm pro Tonne Abbrande gegenüber 180 bis 22o Nm erreicht, die theoretisch für FeS berrechnet werden können.

Die Luftmenge kann natürlich abhängig vom Gehalt an Nichteisentneta lloxyden verringert werden, die durch Reaktion mit Cl O freisetzen. In entgegengesetzter Richtung, d. h. wo die Verwendung größerer Luftrnengen erforderlich wird, wirken andere Parameter, beispielsweise der Gehalt an zweiwertigem Eisen und S als Monosulfid und an Sulfid in den Ausgangsabbränden, sowie die Verdünnungswirkung, die durch das von dem Reaktor II kommende Gas ausgeübt wird, das weniger als 1 % Sauerstoff enthält. Am Boden des Reaktors I wird durch Ig Gas zugeführt, das aus dem Reaktor II kommt und nicht umgewandeltes Cl , N , O (o,2 bis 0,8 Volujnen-Si) , SO , As O und AsCl sowie die Chloride der

ei (L j j

Nichteisenmetalle und des Eisens enthält.

Im Reaktor I erfolgt eine vollkommene Verbrennung des Pyrits B, wodurch die Temperatur auf etwa 9o° C ansteigt, sowie die teilweise Umwandlung der Nichteisemnetalloxyde, die in A enthalten sind, in Chloride, was alles zu Lasten des Cl und der Eisenchloride geht, die aus dem Reaktor II kommen. Die von den Gasen mitgerissenen feinen Pulver werden in dem Zyklon III, dem Staubabscheider, eirigefangen und den Bettabbränden zugemischt, die durch 2a in den Reaktor II gebracht werden, der bei 9oo bis 95o°C arbeitet.

BAD ORiGiNAL

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Diese Abbrände enthalten außer dem Eisen und dem tauben Gestein noch Nichteisenmetalle, die nicht reagiert haben, praktisch das gesamte ursprüngliche As und den gesamten anfänglichen S, der als Sulfat an die darin vorhandenen Erdalkalimetalle CaO und BaO gebunden ist, S als Monosulfid und der pyritische Schwefel sind praktisch nicht mehr vorhanden.

In den Reaktor II werden dann für jede Tonne Ausgangsabbrand A weitere ko bis kQ kg Pyrit B (berechnet auf loo % FeS ) und vom Boden ioo bis 2oo Nm Luft E und eine Chlormenge F zugeführt, die Io5 bis 12o % der stochiometrischen Menge, bezogen auf die ursprünglich in den Abbränden A und B vorhandenen Nichteisenmetalle, äquivalent ist. Die Menge an Luft und Pyrit kann auch geringer sein als die obengenannten Werte, wenn die Einstellung dahingehend erfolgt, daß ein Sauerstoffanalysator an der Gasleitung Ig o, 2 bis o, 3 Volumen-/^ anzeigt, wenn bei 9°o C gearbeitet wird, oder o,7 bis o,8 %, wenn bei 95o C gearbeitet wird. Diese letztere Temperatur kann leicht infolge der beträchtlichen von den Abbränden zugeführten Wärme und infolge der Reaktionswärme erreicht werden, die durch die Reaktion zwischen dem Pyrit und der zugeführten Luft entsteht.

Außer der Verbrennung des Pyrits erfolgt in dieser Stufe auch eine Chlorierung.

der Nichteisenmetalle entsprechend der Reaktion M + Cl₂ _> MCl₂ +

einer geringen Menge an Hämatit
von Pyrit

Fe₂O₃ + 3Cl₂ ^ 2FeCl₃₊

FeS₂ + 2Cl j FeCl₂ +

109832/1100 · "· ^{BAD GRiGiNAL}

2Π59580

- Io -

von Erdalkalisulfaten

M SO₄ + Cl₂ ^ M Cl₂ + SO₂ + O₂

von Arsenaten und ihren Zersetzungsprodukten durch Wärme 2 PeAsO^ + 3CL₂ > Fe₃O₃ .+ 2AsCl + -| O₃

2 FeAsO. } Fe„O„ + As_O„ + O₀

Alle diese Reaktionen werden durch den niedrigen Gehalt an O₀ der Gase begünstigt. Fast alle diese Reaktionen setzen 0 frei und ermöglichen eine Verringerung der über 2e zugeführteri Luftmenge .

Die gereinigten Abbrände D strömen aus dem Reaktor II über 2d ab und stehen für darauffolgende Behandlungen zur Verfügung, d. h. eine Wärmerückgewinnung, die Magne fcisierredukt ion, die Reduktion zu Eisenschwamm usw..

Die heißen Gase G, die aus I kommen, werden, nachdem sie durch den Zyklon III gegangen sind, in IV gewaschen. Die Metallchloride und die As-Verbindungen werden quantitativ abgeschieden. Wenn erfindungsgemäß gearbeitet wird, ist das Verhältnis SO /Cl in den Gasen G so hoch, daß die quantitative Abscheidung in IV auch von Cl nach der Reaktion

Ct

Cl₀ + SO₀ + 2H_0 > 2 HCl + H SO,

Ct Ct Ut Ct ^

gewährleistet ist. Nach dem Waschen enthalten die Gase H auf diese Weise nur SO , nämlich 13 bis 15 Volumen-%, 0 , nämlich 3 bis 5 Volumen-%, N und HO und sind somit für die Herstellung

2 "
von H SO. geeignet, indem sie beispielsweise in den Kreislauf der Röstanlage entweder stromauf oder stromab von der Stelle, wo die schwefelhaltigen Gase mit Wasser gewaschen werden, eingeführt werden, was davon abhängt, ob sie Säurenebel oder nicht enthalten.

BAD ORIGINAL

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Infolge der erfindungsgemäßen Arbeitsweise enthält die Lösung K Fe-und As-Ionen sowie teilweise Cu-Ionen in einer reduzierten Form. Darüber hinaus weist sie eine freie Azidität auf, die geringer ist als diejenige, die man bei einer Anlage für eine herkömmliche oder übliche Chlorief-Verdarapfungs- bzw. -Verflüchtigungsanlage erreichen würde. Dies ergibt sich dadurch, daß die Menge des in dem Gas G enthaltenen freien Cl₀ geringer ist, wenn man erfindungsgemäß arbeitet, unter der Annahme, daß es zur Reaktion mit dem Pyrit in den oberen Regionen des Ofens tendiert, in den der Pyrit eingebracht wird. Die Lösung K zeigt demzufolge einen Gehalt an FeCl der größer ist und einen Gehalt an HCl und H SO. der geringer ist als diejenigen, die man erhalten würde, wenn man bei Abwesenheit von FeS arbeitet. Diese drei Fakten, nämlich geringere Azidität, Abwesenheit von Fe und eine mäßige Anwesenheit von Cu , führen zu beträchtlichen Einsparungen an Reaktionsteilnehmern, nämlich Kalk für die Neutralisierung, Eisenschrott für die Bindung bzw. Zementierung usw., in den darauffolgenden hydrometallurgischen Arbeitsstufen für die. Gewinnung der wertvollen Metalle aus der Lösung.

Die Grundvorteile, die mit der erfindungsgemäßen Arbeitsweise erreicht werden können', können folgendermaßen zusammengefaßt werden:

Die Vorerhitzungsphase und die Magnetisierreduktion der Abbrände stromauf von der Reinigungsstufe entfallen. Die für das Beibehalten der Temperatur des Chlorierreaktörs auf dem gewünschten Wert erforderliche Wärme wird durch den Pyrit zugeführt, der vorzugsweise der gleiche Pyrit ist, aus dem die Abbrände der Röstanlage hergestellt werden.

Der tirsprünglich in dem Pyrit vorhandene S wird vollkommen unter Gewinnung von SO_ sowohl im Röstprozeß als auch im Chlorier- und Oxydationsprozeß verwertet·

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Man erhält Abbrände, die nicht nur frei von Nichteisenmetallen, sondern auch von Arsen und Schwefel sind. Dadurch können die Rückstände direkt für die Herstellung von beispielsweise Eisenschwamm oder für die Pelletisierung bei niedriger Temperatur verwendet werden«

Dei dei" Reinigung von Nichteisenmetallen mit einem begrenzten Verbrauch von Cl erhält man hohe Ausbeuten, da keine Wasserstoff enthaltenden Brennstoffe verwendet werden, die unter Bildung von Wasser die Hydrolyse der Metallchloride und eine demzufolge verringerte Ausbeute hervorrufen würden.

Es ergeben sich große Einsparungen bei den Rohstoffen, die für die Gewinnung der wertvollen Metalle aus den Lösungen, die die Chloride enthalten, erforderlich sind. Diese Lösungen haben schließlich einen niedrigen Säuregehalt und enthalten Kationen mit dem niedrigsten Valenzgrad.

Anhand der folgenden Beispiele wird die vorliegende Erfindung näher veranschaulicht, wobei die Prozentangaben im Gewichtsprozent, falls nicht gesondert aufgeführt, gemacht sind.

BEISPIEL 1

Aus einer Wirbelbettröstanlage kommen looo kg/h von Abbränden eines Spanischen Pyrits mit einer mittleren Temperatur von , 800 C, wobei die Abbrände folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozenten habens

Gesamt	Fe	60, 15	Pb	O	,98
Fe⁺⁺		5,45	BaO	O	,32
Gesamt	S	1,17	CaO	O	,16
As		o_t32	MgO	O	,09
Cu		o,91	^A12°3	O	.58
Zn		2_f4?	SiO	4	,25

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Diese Abbrände A werden in einen Fluid- bzw. Wirbelbettreaktor I eingeführt, dem gleichzeitig 73 kg/h Spanischen Pyrits B der folgenden Zusammensetzung zugegeben werden: ?

Fe 42,36

S .48,51.

As o,43

Cu o,77

Zn 1,82

Pb I,o4

Durch den Boden des Reaktors werden dann 274 Nm /h Luft E und das aus dem Reaktor II kommende Gas zugeführt. Die Betriebsbedingungen lauten: Temperatur 9oo°G, Verweilzeit im Wirbelbett 60 min, O₂ in den Abgasen G 3» 3 hi-³ 3i5 Volumen-%.

Die feinen Pulver C werden durch Zyklone abgefangen und zusam« men mit denen des Wirbelbetts dem Reaktor II für die Chlorierung zugeführt. Dieses Beschickungsgemisch hat folgende Zusammensetzung:

BaO	o,22
CaO	o,12
MgO	0,07
Al₂O₃	o,4l
SiO₂	3,05

Gesamt Fe	64,08	As	o,l4o
Gesamt S	0, loo	Cu	0,030
S in Form von Monosulfiden	Spuren	Zn Pb	0, 090 0,030

In den gleichen Reaktor werden dann 78 kg/h des gleichen Pyrits B, der in der ersten Stufe verwendet wird, und durch den Boden l45 NmVh Luft und 5o kg/h Cl₀ zugeführt, was etwa lio % der stöchiometrischen Menge entspricht, um die Gesamtmenge von Cu, Zn und Pb, die in den Reaktor mit den Abbränden und den Pyriten eingebracht wurde, als Chloride zu beseitigen. Im Dauerbetrieb haben sich folgende Betriebsbedingungen ergeben: Temperatur 950⁰C, Verweilzeit im Wirbelbett-etwa 60 min, 0„ in den Gasen nach der Reaktion 0,5 bis o,8 Volumen-%.

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- i4 Die abgeführten Abbrände D haben folgende Zusammensetzung:

Gesamt Fe	64,92	As	o,o25
Gesamt S	o,q25	Cu	ο , 008
Monosulfid S	Spuren	Zn	o,ol5
		Pb	o,ol5

Das aus dem Reaktor I nach dem Entstauben strömende Gas G wird in einer wässrigen Lösung gewaschen. Bei Dauerbetriebsbedingungen werden aus dem Kreislauf 500 l/h der Lösung K abgezogen, die folgende Zusammensetzung in g/l hat:

Gesamt Fe	4,o	Gesamt Cu	2o,3
Fe"¹"¹"	4,o	Cu⁺	8,2
Gesamt As	7,2	Zn	54,4
As	7,2	Pb	o,7

Der Verlust an Eisen durch Verdampfung bzw, Verflüchtigung als FeCl beträgt bis zu o,3 %, während der entsprechende Verbrauch an Cl 2,54 kg/h ausmacht,

Das ά\Χ3 der Waschphase kommende Gas H hat eine mittlere Zusammensetzung in Volumen-^ von:

N₂ 82,7 O₂ 3,0 SO₂ 14,3

BEISPIEL 2

Die aus einer Wirbelbettröstanlage mit einer Temperatur von 800 C kommenden loookg/h von Abbränden A aus spanischem Pyrit werden zusammen mit 12o kg/h von Pyriten in einen Wirbelbettreaktor gebracht. Abbrände und Pyrit haben die gleiche Zusammensetzung wie in Beispiel 1*

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·" 15 "*

Am Boden des Reaktors werden 3o° Nm /h Luft und 51 kg/h Cl eingeführt, was .115 % der stöchiometrischen Menge entspricht, die für die Bildung von Cu-, Zn- und Pb-Chloriden?erforderlich ist. Im Dauerbetrieb lauten die Betriebsbedingungen: Temperatur 95° C, Verweilzeit im Wirbelbett 9o min, O_n in den Gasen Gjnach der Reaktion o,5 bis o,8 Volumen-%. Die abgeführten Abbrände zeigen folgende Zusammensetzung:

Gesamt Fe	64,78	As	o,o3o
Gesamt S	o,o3o	Cu	ο,οΐο
Monosulfid S	Spuren	Zn	o,o4o
		Pb	ο, ο 3 ο

Aus dem Ausfällkreislauf werden 5oo l/h Lösung K mit folgender Zusammensetzung in g/l abgezogen:

Gesamt	Fe	11	,7
Fe⁺⁺		11	,5
Gesamt	As	6	»7
As⁺⁴"¹"		6	,7

Gesamt	Cu	19,	8
Cu⁺		lo,	1
Zn		53,	O
Pb		o.	8

Der Verlust an Eisen durch Verflüchtigung als FeCl beträgt bis zu o,8 %, die entsprechende Menge an Cl liegt bei etwa 6,5 kg/h« Das aus der Waschphase kommende Gas H hat eine mittlere Zusammensetzung in Volumen-^ von:

^N2	83,2
°2	ο, 6
SO₀	16,2

■1-0.3832/110.0.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

L Verfahren zur Reinigung von Pyritabbränden oder Abbränden von Pyrrhotin von Nichteisenmetallen, Arsen und Schwefel, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyritabbrände, die aus dem Röstofen bei 5°°°C bis 800 C kommen, mit Pyrit in Mengen von 2oo bis 25 kg FeS₂ pro Tonne Abbrand abhängig von der Temperatur der Abbrände vermischt werden und dann in einem Wirbelbett bei 850 C bis 95o C mit einem Gemisch von Chlor und Sauerstoff enthaltenden Gasen behandelt werden, in denen der Chloranteil Io5 bis 12o % der stochiometrischen Menge bezogen auf die Nichteisenmetalle und das Arsen in den Abbränden und in dem zugemischten Pyrit beträgt, wobei die Sauerstoffmenge in den abströmenden Gasen o,5 bis 5 Volumen-Ji beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei Stufen gearbeitet wird, wobei in der ersten Stufe Abbrände, Pyrit, Luft und die Gase der zweiten Stufe zugeführt werden, während in der zweiten Stufe der Abbrand der ersten Stufe, Pyrit, Chlor und Sauerstoff enthaltende Gase zugeführt werden, wobei die Gesamtmengen an Pyrit, Sauerstoff und Chlor enthaltenden Gasen den Mengen von Anspruch 1 gleich sind.

3« Verfahren nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer .einzigen'Stufθ gearbeitet wird.

109 8 32/Ti'üO

k. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sauerstoff enthaltende Gas Luft ist«

5· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet," daß der Sauerstoffgehalt in den abströmenden Gasen quantitativ weniger als

1 Volumen-?6 beträgt. __ ■

ORIGINAL INSPECTED

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