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Gewinnung von Schwefel aus Pyriten oder anderen sulfidischen Erzen
Um aus Sulfiden, insbesondere aus Pyriten, Schwefel in elementarer Form zu gewinnen,
hat man schon vor langem vorgeschlagen, das in den Röstgasen enthaltene Schwefeldioxyd
mit Kohle oder anderen Reduktionsmitteln gemäß den Gleichungen
| so. + C - C 02 + B, |
| S02+2C0-2C0. +S, |
| SO, + 2 H2 =--, H,Ö -f- S |
zu Schwefel zu reduzieren. Da aber hierfür hohe Reaktionstemperaturen und dementsprechend
eine Aufheizung der Röstgase auf diese Temperaturen erforderlich sind, ist dieses
Verfahren wegen seines hohen Brennstoffbedarfs praktisch undurchführbar.
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Man h?t ferner vorgeschlagen, das Schwefeldioxyd aus den Röstgasen
zunächst durch Auflösen in Wasser und Wiederaustreiben durch Kochen der Lösung zu
isolieren, um nur das reine Schwefeldioxyd aufheizen zu müssen. Allein die Kosten
der Isolierung des Schwefeldioxyds erwiesen sich als noch höher als die der Aufheizung
des Röstgases. Schließlich ist auch noch vorgeschlagen worden, den Wärmeaufwand
für die Aufheizung der Röstgase wenigstens teilweise mit der Abhitze der Reduktionsgase
zu bestreiten; allein auch diese Maßnahme brachte den gewünschten Erfolg noch nicht,
hauptsächlich deshalb, weil verdünnte Röstgase einen vermehrten Verbrauch an Reduktionsmitteln
bewirken und überdies zur Bildung unerwünschter Schwefelverbindungen, nämlich Schwefelkohlenstoff
und Kohlenstoffoxysulfid, Anlaß geben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die fühlbare Wärme der heißen,
schwefeldampfhaltigen Abgase der Reduktion ebenfalls nutzbar gemacht, allein nicht
zur unmittelbaren Vorwärmung der Röstgase, sondern zur Unterstützung des Röstvorganges,
und zwar entweder zur Beheizung der Röstretorte oder zur Vorwärmung der Röstluft
in Wärmeaustauschern.
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Beim Abrösten von Zinkblende sowie von anderen schwefelarmen und schwer
lösbaren Erzen ist die Unterstützung des Röstvorganges durch zusätzliche Wärmezufuhr
seit langem bekannt, wird aber in der Regel nur benutzt, um auch aus solchen Ausgangsstoffen
5- bis 7orige Röstgase, wie sie für die Schwefelsäurefabrikation erwünscht sind,
gewinnen zu können. Im vorliegenden Fall wird darüber hinaus noch erreicht, daß
der Sauerstoff der Röstluft mehr oder minder vollständig verbraucht wird, so daß
die unmittelbar darauffolgende Reduktion des Schwefeldioxyds zu Schwefel kaum mehr
als die theoretische Reduktionsmittelmenge verbraucht. Auch fallen die Röstgase
in einem solchen Fall bei einer besonders hohen Temperatur an, so daß eine Aufheizung
im allgemeinen nicht erforderlich ist. Es wird also ohne zusätzlichen Wärmeaufwand
ein an Schwefeldioxyd sehr reiches Gas von hoher Temperatur gewonnen,
das
sich bei der Reduktion sehr rasch und vollständig umsetzt, wobei die Bildung von
Verbindungen des Schwefels mit Kohlenstoff stark zurücktritt, zumal wenn die Reduktionsgase
durch Wärmeaustausch mit der Röstluft rasch gekühlt werden.
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Zur Ausführung der Erfindung kann man sich der bekannten mechanischen
Röstöfen mit Rührarmen bedienen, doch läßt die Vorwärmung der Verbrennungsluft die
Anwendung drehbarer Röstretorten als zweckmäßig erscheinen. Die Retorte gibt die
Röstgase unmittelbar an einen Schwefelreduktionsofen ab und wird entweder von den
Abgasen dieses Ofens beheizt oder mit Luft betrieben, die durch Wärmeaustausch mit
diesen Gasen vorgewärmt ist.
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Die Zeichnung zeigt als Beispiel eine Einrichtung zur Ausübung der
Erfindung, bestehend aus einer drehbaren Retorte 5 aus korrosionsfestem Baustoff,
die von einem Ofen 6 umschlossen wird. Ihr Austragsende ist mit einem Wärmeaustauscher
7 verbunden, der die der Retorte zugeführte Luft auf den gewünschten Grad vorwärmt.
Das Einfüllende der Retorte ist mit dem Reduktionsofen io durch die Leitung 9 verbunden.
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In den Reduktionsofen wird der reduzierende Stoff, z. B. Kohle oder
Koks, durch den Fülltrichter i i und das durch Schieber verschlossene Rohr i2 eingebracht.
Die Reduktionsgase ziehen durch die Öffnung 13 und das Rohr 14 in den Kühler
15. Dieser ist mit Kühlschlangen 16 und 17 ausgestattet und durch eine Prallwand
r8 in zwei Abteilungen geteilt. Durch Hähne ig verschlossene Schwefelabzugsrohre
sind in den Böden der Kühlerkammern vorgesehen; die Abgase ziehen durch das Abzugsrohr
2o ab.
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Die Pyrite werden in die Retorte 5 durch den Fülltrichter 2i eingefüllt.
Die Verbrennungsluft tritt durch die Öffnung 22 ein, wird auf ihrem Wege durch den
Wärmeaustauscher 7 erhitzt und durch das Rohr 23 in die Röstretorte gepreßt. Das
tote Erz wird am unteren Ende der Retorte 5 durch den Abstich 2¢ abgelassen. Die
Retorte kann von außen durch die Feuerung 6 beheizt werden. Die aus dem Einfüllende
der Retorte entweichenden Gase gelangen durch die Rohrleitung 9 in die Reduktionskammer
io, wo sie mit dem erhitzten Reduktionsmaterial reagieren und aus der Kammer bei
13 und durch Rohr 1q. abgezogen werden. Im Wärmeaustauscher 7 geben sie einen Teil
ihrer Wärme an die zugeführte Luft ab und gelangen sodann in den Kühler 15, wo die
Kühlschlangen 16 und 17 die Dämpfe abkühlen und elementaren Schwefel niederschlagen,
der zu Boden sinkt und durch die Öffnungen ig abgezogen werden kann. Die verbrauchten
Gase ziehen durch den Kanal 2o ab.
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Die Verwendung flüssiger oder gasförmiger Reduktionsmittel. bedingt
natürlich eine andere Konstruktion der Reduktionskammer. Die Abfallgase der Feuerung
kann man auch in einem Wärmeaustauscher zum Vorwärmen der zuströmenden Luft verwenden.
Statt einer rohrförmigen Retorte, in welcher die Pyrite durch den Gasstrom rieseln,
könnte eine Retorte Verwendung finden, bei der Rührarme die Pyrite umrühren und
mit dem Gasstrom in Berührung halten.