DE625149C

DE625149C - Process for roasting sulfidic ores

Info

Publication number: DE625149C
Application number: DEI46390D
Authority: DE
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1933-01-28
Filing date: 1933-01-28
Publication date: 1936-02-04

Description

Verfahren zum Rösten von sulfidischen Erzen Die Erfindung- bezieht sich auf das Rösten sulfidischer Erze, wie z. B. 'von Pyriten, die geringe Mengen (bis ungefähr 5 .01,) Bleiverbindungen, hauptsächlich in Form von Bleisulfid, enthalten. Wenn man in üblicher Weise bleihaltige Pyrite abröstet, so wird der größte Teil des Bleies oxydiert: Diese oxydischen Bleiverbindungen bleiben im Röstgut zurück. Gemäß Erfindung sollen demgegenüber sulfidische Erze, die bis ungefähr -50/, Bleisulfid enthalten, durch Rösten. auf Schwefel- oder Schwefeldioxyd (oder beide gleichzeitig) und auf Eisenoxyd in solcher Weise verarbeitet werden, daß gleichzeitig im wesentlichen die ganze Bleisulfidmenge verflüchtigt und gewonnen wird.Process for roasting sulphidic ores The invention relates to the roasting of sulphidic ores, e.g. B. 'of pyrite containing small amounts (up to about 5 .01,) lead compounds, mainly in the form of lead sulfide. If you roast lead-containing pyrites in the usual way, most of the lead is oxidized: these oxidic lead compounds remain in the roasted material. According to the invention, on the other hand, sulphidic ores containing up to about -50% lead sulphide should be roasted. on sulfur or sulfur dioxide (or both at the same time) and on iron oxide are processed in such a way that at the same time essentially the whole amount of lead sulphide is volatilized and recovered.

Das. Rösten des Erzes lediglich mit dem Ziele günstiger 'Schwefelabtrennung (Gewinnung des Bleies als Oxyd) bereitet kehle Schwierigkeiten und wird seit langer Zeit geübt. Auch die Behandlung des Erzes zwecks bloßer Verflüchtigung des Bleisulfids ist verhältnismäßig nicht schwierig. Die besten Arbeitsbedingungen- für die Verflüchtigung des Bleies als Sulfid stehen aber denen entgegen, die für die vollständige Entschwefelung des Erzes günstig sind. Die .Erfindung betrifft ein Verfahren- mit solchen Arbeitsbedingungen, die beide Aufgaben gleichzeitig in günstiger Weise zu lösen gestatten.That. Roasting the ore only with the aim of cheaper sulfur separation (Extraction of lead as oxide) causes problems and has been for a long time Time practiced. Also the treatment of the ore in order to simply volatilize the lead sulphide is relatively not difficult. The best working conditions - for evaporation of the lead as sulphide are opposed to those who favor complete desulphurisation of ore are cheap. The invention relates to a process with such working conditions, which allow both tasks to be solved at the same time in a favorable manner.

Für- das Sulfatisicren von Kupfererzen hat man vorgeschlagen, die Arbeitsbedingungen, darunter die Luftzufuhr, sorgfältig zu regeln. Dabei ersetzt aber die Regelung .der Luftzufuhr unter dem Gesichtspunkt, die höchstmögliche Menge an Kupfer löslich zu machen. Im Gegensatz dazu wird gemäß der Erfindung die Luft- bzw. Sauerstoffzufuhr eingeschränkt, und zwar derart, daß der Sauerstoff- aufgebraucht wird und eine nichtoxydierende Atmosphäre entstellt, in der im wesentlichen das ganze Bleisulfid unter Einwirkung heißer sauerstofffreier Gase verflüchtigt wird, ohne zu oxydieren. `-Diesem Zwecke dienen neben der Einschränkung der Luftmenge noch eine zusätzliche Zufuhr nichtoxydierender. Gase (vorzugsweise Ofenabgase) an einer geeigneten Stelle des Ofens.For the sulphatisicren of copper ores it has been proposed that Carefully regulate working conditions, including the air supply. Replaced in the process but the regulation of the air supply from the point of view of the highest possible amount to dissolve in copper. In contrast, according to the invention, the air or oxygen supply restricted, in such a way that the oxygen is used up is distorted and a non-oxidizing atmosphere in which essentially the whole lead sulfide is volatilized under the action of hot oxygen-free gases, without oxidizing. `-This purpose is used in addition to the restriction of the air volume an additional supply of non-oxidizing substances. Gases (preferably furnace exhaust gases) a suitable place on the stove.

Für das Rösten schwefelhaltiger Erze, vorzugsweise Zinkblende, wurde. vorgeschlagen, zwecks Sicherung einer die Oxydation der Sulfide beschleunigenden Temperatur Schwefeldampf in den Ofen einzuleiten und ferner genügend Luft zuzuführen; um das Gut zu rösten und die erforderliche Menge zusätzlichen Schwefels zu verbrennen. Eine nichtoxydierende Atmosphäre wird bei diesem Verfahren nicht geschaffen.For roasting sulphurous ores, preferably zinc blende, was. proposed, in order to secure an accelerating the oxidation of the sulphides Temperature to introduce sulfur vapor into the furnace and also to supply sufficient air; to roast the estate and burn the required amount of extra sulfur. A non-oxidizing atmosphere is not created in this process.

Für das .Rösten eisensülfidhaltiger Erze, besonders solcher, die noch andere Metalle (Kupfer, Nickel, " Kobalt) enthalten, wurde vorgeschlagen, die schwefcldioxydhaltfgen Ofenabgase in den Ofen zurückzuführen, jedoch soll dabei die Rückführung der Ofengase mit einer Zuführung von Luft, und zwar zweckmäßig sogar unter Druck, abwechseln. Damit würde aber der Zweck des neuen Verfahrens vereitelt werden. Bei dem bekannten Verfahren bleibt ferner etwa im Erz vorhändenes Bleitin der Gangart zurück und wird nach der Entfernung der Sulfate gesondert gewonnen. _ .For roasting ores containing iron sulphides, especially those that are still Other metals (copper, nickel, "cobalt") have been suggested to contain sulfur dioxide Oven exhaust gases are returned to the oven, but the aim is to recirculate the oven gases alternate with a supply of air, expediently even under pressure. However, this would defeat the purpose of the new procedure. With the well-known procedure Furthermore, lead in the gait remains in the ore and becomes after the Removal of sulphates obtained separately. _.

Ein anderes: bekanntes Verfahren. arbeitet mit einer großen Menge ,fester .reduzierender Zuschläge, beispielsweise Koks, um den beim Ofengange freigesetzten Schwefel. im eletnentaren Zustande entweichen zu 'lassen; wobei zunächst ausschließlich mit Luft gearbeitet wird. Es ist zwar 'auch- vorgeschlagen, Schwefeldioxyd einzuführen, uni, es zu Schvefel zu reduzieren; aber die Zufuhr des S02 erfolgt mit der Luft zusammen, und die Reduktionswirkung beruht auf den reduzierenden festen Zuschlägen, deren Menge bei geringem Schwefelgehalt des -Erzes sogar noch vergrößert werden soll. Dasselbe Ergebnis wird. in Aussicht gestellt; wenn-- man: die-Menge des (mit der Luft zusammen durch Düsen eingeblasenen)- Schwefeldioxyds vermehrt. Der Hauptgedanke des bekannten Verfahrens, nämlich: die Reduktion= durch feste Stoffe (Koks), bleibt dabei bestehen: Bei der Erfindung ist es umgekehrt: das inerte Gas ist ein unbedingt notwendiges Hilfsmittel des neuen Verfahrens,, während ein etwaiger Zuschlag- von` Koks (bei schwefelärmerem Gut): nur ein Nebenhilfsmittel darstellt, Beim- Herstellen von Arsen aus arseniger Säure hat man letztere über (auf mindestens goo° C erhitzte) Holzkohle oder Koks geleitet-und die Sublimation durch ein über r85;° C erhitztes inertes Gas unterstützt. Träger der Reduktion ist also zweifellos das feste Reduktionsmittel. Gleichzeitig hat man vorgeschlagen, die Röstung von Arsenerzen oder die Sublimation vom Flugstaub bei einer Höchsttemperatur von 4oo° .C vorzunehmen und die erzeugte arsenige Säure dann unter Mitwirkung eines inerten Gases über Holzkohle oder Koks zu leiten. Aber auch hierbei erfolgt .das Rösten ohne inertes Gas. -Das neue Verfahren lehnt sich insofern an die bekannten Arbeitsweisen an, als die Röstluft in beschränkter. Menge im Gegenstrom ,zum Erz durch den Ofen -geführt wird und gegebenenfalls Ofenabgase als inertes Gas Anwendung finden. Um- sulfidische Erze, die bis 5 % Blei enthalten, mit dem: oben angegebenen Erfolge zu "rösten, wild gemäß' der Erfindung'-so vorgegangen; daß zur möglichst vollständigen Verflüchtigung des Bleisulfides einerseits dieRöstluftmenge derart beschränkt wird,; daß am oberen Ofenende die Atmosphäre nicht mehr oxydierend ist, während andererseits inerte Gase in solcher Menge und mit:-"solcher Temperatur in den Ofen eingeführt.werden, däß in dem Ofenteil in dem keine oxydierende- Atmosphäre mehr vorhanden ist, eine Temperatur von, 8oo bis goo ° -aufrechterhalten wird, wobei- die Geschwindigkeit der Gesamtgase ausreichen müß, um das verflüchtigte Bleisulfid restlos auszutragen. _ .- =Gemäß der Erfindung kommt das in den '.Ofen eintretende Erz zunächst mit einer sauerstofffreien nichtoxydierenden . Atmosphäre- -in Berührung, die durch die Einschränkung der Zufuhr an oxydierenden Gasen .(z. B. Luft)- erreicht. wird. Die Oxydation des. Bleisulfides wird dadurch verhindert, aber 'die Gasmenge würde nicht mehr zur Verflüchtigung der gesamten Bleimenge ausreichen. Dieser Schwierigkeit wird durch -die Zufuhr von inerten, dh. nichtoxydierenden Gasen begegnet, deren Menge; Temperatur und Geschwindigkeit nach dem obenerwähnten Gesichtspunkt. abzustimmen -sind. Hinsichtlich der- Menge- an inertem-Gas läßt sich- allgemein sagen, daß je Tonne Erz und je Prozent Blei im--Erz nicht weniger als etwa 5oo cbm durch die Zone mit nichtoxydierender Atmosphäre geführt werden, -und. zwar beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2o cm/sec. Die Regelung der Menge und der Geschzvin-. digkeit erfolgt jedoch nicht nach vorher errechneten Beträgen,. sondern auf Grund der Beobachtung .des Ofenganges: Diese Beträge können, namentlich bei abweichender Ofenart, sehr verschieden sein. Im oberen Ofenteile, in dem die Verflüchtigung des Bleisulfides vor sich geht, wird die Temperatur sorgfältig überwacht.- Sie muß zur, Verflüchtigung :des Bleisulfides ausreichen, darf - aber den Schmelzpunkt- des Erzes nicht .erreichen. Ferner wird. auch die Verflüchtigung des Bleisulfdes regelmäßig, überwacht. Nach diesen Beobachtungsergebnissen- werden Menge, Temperatur und Geschwindigkeit der inerten Gase geregelt.Another: well-known method. works with a large crowd , solid .reducing aggregates, such as coke, to reduce the amount released during the furnace operation Sulfur. to let it escape in an elementary state; being initially exclusively working with air. It is true that it is also proposed to introduce sulfur dioxide, uni to reduce it to Schvefel; but the S02 is supplied with the air together, and the reducing effect is based on the reducing solid aggregates, the amount of which can even be increased if the sulfur content of the ore is low target. The same result will be. provided in promising; if-- man: the-amount of (with the air blown together through nozzles) - sulfur dioxide increased. The main thought the known method, namely: the reduction = by solid substances (coke), remains there exist: In the invention it is the other way round: the inert gas is an unconditional necessary aid of the new procedure "during a possible surcharge of" Coke (for low-sulfur goods): is only a secondary aid when producing of arsenic from arsenic acid one has the latter over (heated to at least goo ° C) Charcoal or coke passed - and the sublimation by a heated above r85; ° C inert gas supported. The solid reducing agent is therefore undoubtedly the carrier of the reduction. At the same time, it has been suggested that arsenic ores be roasted or sublimation of fly dust at a maximum temperature of 4oo ° C and the generated Arsenic acid then with the assistance of an inert gas over charcoal or coke to direct. But here too, the roasting takes place without inert gas. -The new procedure is based on the known working methods, as the roasting air is limited. Amount in countercurrent to the ore through the furnace and, if necessary, furnace exhaust gases find application as an inert gas. Sulphide ores containing up to 5% lead, with the: above-mentioned successes of "roasting, wildly according to 'the invention' - proceeded like this; that for the most complete possible volatilization of the lead sulfide, on the one hand, the amount of roasting air is so limited; that at the upper end of the furnace the atmosphere is no longer oxidizing is, while on the other hand inert gases in such quantity and with: - "such temperature are introduced into the furnace so that there is no oxidizing atmosphere in the furnace part more is available, a temperature of .8oo to goo ° -maintained, whereby- the speed of the total gases must be sufficient to remove the volatilized lead sulfide to be carried out completely. _ .- = According to the invention, that which enters the furnace comes Ore initially with an oxygen-free non-oxidizing. Atmosphere- in touch, which is achieved by restricting the supply of oxidizing gases (e.g. air). will. The oxidation of the lead sulfide is thereby prevented, but the amount of gas would no longer be sufficient to volatilize the entire amount of lead. This difficulty is by -the supply of inert, ie. encounters non-oxidizing gases, their Lot; Temperature and speed according to the above mentioned point of view. to vote -are. With regard to the amount of inert gas, it can generally be said that each Ton of ore and per percent lead in ore not less than about 500 cbm through the zone be conducted with a non-oxidizing atmosphere, -and. for example with a Speed of about 20 cm / sec. The regulation of the amount and the Geschzvin-. However, it is not based on previously calculated amounts. but on the ground the observation of the oven course: These amounts can, in particular in the case of deviating Oven type, can be very different. In the upper part of the furnace, in which the volatilization of the Lead sulphide is going on, the temperature is carefully monitored. Volatilization: the lead sulphide is sufficient, but the melting point of the ore may be sufficient not. reach. Furthermore,. also the volatilization of lead sulphide regularly, supervised. According to these observations, the quantity, temperature and speed are determined the inert gases regulated.

Bei schwefelärmerem Gut kann es sich emp= fehlen, dein Erz .eine. geringe -Menge Koks oder einen anderen kohlenstoffhaltigen Zusatz beizugeben, um - die genügend -rasche Aufzehrurig des freien Sauerstoffes sicherzustellen:: Bei pyritreichem Erz genügt im allgemeinen für diesen Zweck die Einschränkung der;Lnftzufuhr, weil ein ausreichender Sauerstoffverbrauch-durch Verbrennung stattfindet, -jedoch kann man auch hier gewünschtenfalls ein wenig Koks zusetzen. - Es zeigt sich dann in den Abgasen in .der Regel elementarer Schwefel als Zeichen für die Abwesenheit von freiem Sauerstoff.In the case of low-sulfur goods, it may be advisable to have your ore. to add a small amount of coke or some other carbonaceous additive in order to ensure that the free oxygen is consumed quickly enough: In the case of ore rich in pyrite, it is generally sufficient for this purpose to restrict the air supply, because sufficient oxygen consumption takes place through combustion, - however you can also add a little coke here, if desired. - As a rule, elemental sulfur appears in the exhaust gases as a sign of the absence of free oxygen.

Das durch Verflüchtigung abgetrennte Bleisulfid läßt sich in sehr einfacher Weise durch Kühlung aus den Röstgasen gewinnen. Der in diesen-enthaltene freie Schwefel wird hierauf in geeigneten Vorrichtungen abgeschieden. i Der nach er Schwefelentfernung verbleibende .Rest der Abgase besteht im wesentliehen aus Schwefeldioxyd und Stickstoff und wird zweckmäßig als das nichtoxydierende Gas in den Ofen zurückgeleitet. Seine =Wiedereinführung kann in den unteren Ofenteil erfolgen, doch kann es auch ganz oderteilweise unmittelbar in die Verbrennungszone geleitet werden. . Sind große Mengen des inerten Gases in den Ofen einzuführen, so kann man dieselben vorwärmen, um die zum Verflüchtigen des Bleisulfides erforderliche Temperatur einzuhalten.The separated lead sulfide by volatilization can be in very easily obtained by cooling from the roasting gases. The one contained in these Free sulfur is then deposited in suitable devices. i The after he sulfur removal remaining .Rest of the exhaust gases consists essentially the end Sulfur dioxide and nitrogen and is conveniently used as the non-oxidizing gas in returned to the furnace. Its = reintroduction can be done in the lower part of the furnace, however, it can also be wholly or partly passed directly into the combustion zone will. . If large quantities of the inert gas are to be introduced into the furnace, one can preheat them to the temperature required to volatilize the lead sulfide to be observed.

Beispiel Pyrite mit etwa 2 0/0 Blei und 45 °/a Schwefel werden wie folgt behandelt: Die grob gemahlenen Py rite werden mit io Gewichtsprozent gepulvertem Koks gemischt, die Mischung wird in einer Menge von ioo kg je Stunde fortlaufend in den oberen Teil eines Drehofens eingeführt. In das untere Ende des Ofens werden 130 cbm Luft je ioo kg Pyrit eingeblasen. Als inertes Gas wird ein Gemisch von Schwefeldioxyd und Stickstoff an einer Stelle in den Ofen eingeführt, die am Ende des ersten Drittels seiner Länge, vom Ofenaustrag an gerechnet, liegt. Die Gasmenge wird dabei derart bemessen, daß die höchste Ofenteniperaturnicht über goo° C liegt. Je nach den Wärmeverlusten des Ofens sind 200 bis 300 cbm des auf 2oo° C vorgewärmten Gasgemisches je ioo kg Pyrit erforderlich. Unter diesen Bedingungen entstehen Röstgase aus Schwefeldioxyd, Schwefeldampf, Bleisulfiddampf, Stickstoff und Kohlensäure, die auf `etwa 400° C abgekühlt und. durch einen Staubabscheider geleitet'-werden. --3ti ihm sammelt sich ein bleisulfidreicher Staub, der in beliebiger bekannter Weise auf Blei verarbeitet werden kann. Zwecks Abscheidung des Schwefels werden die restlichen Gase auf Raumtemperatur abgekühlt. Das verbleibende Gas wird dann mit Schwefeldioxyd angereichert und in den Pyritofen zurückgeführt. Bei dieser Anreicherung des Gases wird nach Maßgabe der mit der Luft in den Ofen gelangenden Stickstoffmenge eine ausreichende Menge Stickstoff abgestoßen.Example pyrites with about 2% lead and 45% / a sulfur are treated as follows: The coarsely ground pyrites are mixed with 10 percent by weight of powdered coke, the mixture is in an amount of 100 kg per hour continuously in the upper part of a Rotary kiln introduced. 130 cbm of air per 100 kg of pyrite are blown into the lower end of the furnace. A mixture of sulfur dioxide and nitrogen is introduced into the furnace as an inert gas at a point which is at the end of the first third of its length from the furnace outlet. The amount of gas is measured in such a way that the highest furnace temperature does not exceed goo ° C. Depending on the heat losses of the furnace, 200 to 300 cbm of the gas mixture preheated to 200 ° C are required per 100 kg of pyrite. Under these conditions, roasting gases are produced from sulfur dioxide, sulfur vapor, lead sulfide vapor, nitrogen and carbonic acid, which are cooled to about 400 ° C and. be passed through a dust collector. A dust rich in lead sulphide collects in it, which can be processed on lead in any known way. The remaining gases are cooled to room temperature in order to separate the sulfur. The remaining gas is then enriched with sulfur dioxide and fed back into the pyrite furnace. During this enrichment of the gas, a sufficient amount of nitrogen is expelled, depending on the amount of nitrogen entering the furnace with the air.

Claims

PATENT CLAIM: Process for roasting sulphidic ores that are up to 5 0/0 contain lead, in which the roasting air is led in countercurrent to the ore, thereby characterized in that for the most complete possible volatilization of the lead sulfide on the one hand, the amount of roasting air is limited so that the upper end of the oven Atmosphere is no longer oxidizing, and on the other hand inert gases in such quantities and introduced into the furnace at such a temperature that in the furnace part, in in which there is no longer an oxidizing atmosphere, a temperature of 800 to 9oo ° is maintained, the speed of the total gases being sufficient must in order to completely remove the volatilized lead sulfide.