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Verfahren zum Rösten von Pyriten oder anderen Eisensulfiden Beim Rösten
von Pyriten wird der Pyritschwefel schon bei verhältnismäßig niedriger Temperatur
abgetrieben. Das gebildete Ferrosulfid setzt sich mit Luft öder Sauerstoff zu einem
schwefeldioxydhaltigen Gas und einem Rückstand um, der im wesentlichen aus Eisenoxyd
mit verhältnismäßig kleinen Mengen Schwefel besteht. Bei der exotherrn verlaufenden
Reaktion kann, namentlich wenn ein an Schwefeldioxyd reiches Gas angestrebt wird,
die Temperatur so hoch steigen, daß das Ferrosulfid zu schmelzen beginnt und infolgedessen
die Umsetzung keine vollständige wird. Der Schwefelgehalt des Eisenoxyds bleibt
dann unerwünscht hoch, was den Wert des Oxydes herabsetzt. Ferner ist es schwierig,
die feste Masse aus clean Ofen zu entfernen. Diese Schwierigkeiten werden bei dem
Verfahren nach der Erfindung beseitigt.
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Beim Rösten sulfidischer Erze oder anderer schwefelhaltiger' Stoffe
zwecks Gewinnung von schwefliger Säure oder von Sulfaten wurde bereits vorgeschlagen,
das Behandlungsgut in seiner Gesamtheit einer Vorwärmung zu unterwerfen. Von der
vorerhitzten Gutmenge wurden gleichzeitig mehrere Teilströme abgezweigt und nachher
mit dem Hauptstrom wieder @-ereinigt. Dabei wurde zugleich die für die Umsetzung
erforderliche Gasmenge mit den Teilströmen zusammen in den Hauptstrom eingeführt.
Hierbei lassen sich zwar die Reaktionen in gewisser Hinsicht beherrschen. Das Verfahren
leidet aber an dein Mangel, große Sorgfalt bei seiner Durchführung zu erfordern,
zumal jedem der Herde die für das Rösten erforderliche Luftmenge gesondert zugeführt
werden muß. Infolgedessen sind die praktischen Ergebnisse ungleichmäßig und unbefriedigend.
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Im Rahmen dieses bekannten Verfahrens hat man auch schon vorgeschlagen,
bei Arbeitsgängen zur Gewinnung von verhältnismäßig hochkonzentriertem Schwefeldioxyd
für Teile der Röstgase einen Kreislauf durch den Ofen vorzusehen. Dabei wird empfohlen,
im Falle stark Wärme abgebender Reaktionen die umlaufenden Röstgase zu kühlen, um
die Peaktionstemperatur auf einer vorher bestimmten Höhe zu halten. Von dieser Maßnahme,
die sich als 'zweckmäßig erwiesen hat, wird auch bei der Erfindung Gebrauch gemacht,
doch wird für den Ort der -Einführung der Luft und der Röstgase eine neueRegel aufgestellt,
um denReaktionsverlauf in besonderer Weise zu verbessern.
Bei dem
bekannten Verfahren werden die gekühlten Röstgase in das untere Ofenende eingeführt,
und die Zufuhr der Verbrenmingsluft erfolgt sowohl am unteren. Ofenende wie auch
an höher gelegenen Ofenstellen. Die Luft wird etwa auf % der ganzen Ofenhöhe verteilt.
Bei dem neuen Verfahren werden dagegen zwei Stellen am Ofen zum Einführen der Röstgase
.und der Verbrennungsluft gewählt, die eine grundsätzlich andere Lage und Beziehung
zueinander haben. Gemäß der Erfindung werden einerseits die gekühlten Röst- oder
Umlaufgase an einer bestianmten Stelle unterhalb der Zone der höchsten Temperatur
eingeführt, und andererseits wird die vorzugsweise vorher erhitzte Luft unterhalb
der Eintrittsstelle für das gekühlte Gas in den Ofengeschickt. Bei der Erfindung
ist also ein höher gelegener Ofenbereich angegeben, innerhalb dessen die abgekühlten
Röstgase in die Beschickung eintreten sollen. Außerdem ist vorgeschrieben, daß der
Eintritt der Luft unterhalb dieser Gaseintrittsstelle liegt. Die Vorwärmung der
Luft geschieht zweckmäßig durch die fühlbare Wärme der aus dem Ofen abgezogenen
Röstgase.
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Die Stelle der höchsten Temperatur im Röstofen befindet sich im Bereich
der Ferrosulfidverbrennungszone. Erstere kennzeichnet sich dadurch, daß in ihr die
Gase wenig oder keinen freien Sauerstoff und auch wenig freien Schwefel enthalten:
An dieser Stelle ist mindestens ein sehr großer Teil des Sauerstoffs schon verbraucht.
Um nun die Wärme in dieser Zone zwecks Erzielung eines besonders günstigen Reaktionsverlaufs
herabzudrücken, wird gemäß Erfindung das gekühlte Rösfgas in: den unteren Teil der
Ferrosulfidverbrennungszone, d. h. also unterhalb der heißesten Zone des Ofens in
diesen eingeleitet. Die weitere Bedingung der Einführung der Luft unterhalb der
Eintrittsstelle des gekühlten Gases wird bei der praktischen Ausübung des Verfahrens
in der Regel durch die Einführung der zweckmäßig vorgewärmten Luft am Boden des
Ofens erfüllt.
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Die am Boden des Ofens eingeleitete Verbremiungsluft kommt mit Erz
in Berührung, das bereits in beachtlichem Maße entschwefelt ist. Von der Lufteintrittsstelle
ab aufwärts steigt - die Ofentemperatur im wesentlichen stetig. Unter gewöhnlichen
Umständen behält die Temperaturkurve ihre annähernd stetige Steigung bis zu dem
Punkte bei, an dem der größte Teil des Sauerstoffes verbraucht ist, also bis zu
der Stelle höchster Ofenwärme. Diese Temperaturspitze wird bei dem Verfahren nach
der Erfindung erniedrigt. Im unteren Teile der Ferrosulfidverbrennungszone wird
schon bei einer unterhalb der Höchsttemperatur liegenden T ernperatur das gekühlte
Gas eingeführt. Infolgedessen senkt sich die Temperaturkurve vor Erreichung des
gewöhnlichen-Höchstwertes, um wieder anzusteigen, wenn sich das gekühlte Gas im
Ofen erwärmt hat. Ungefähr im Bereich der früheren Höchsttemperatur fällt dann die
Kurve nach dem oberen Ofenende hin endgültig ab. Der Erfolg des neuen Verfahrens
besteht also darin, daß .itn Gebiete der höchsten Temperaturen clic' Wärmegrade'
gedämpft sind. Auf diese Weise wird die Gefahr beseitigt, claß das Ferrosulfid vorzeitig
geschmolzen wird. Infolgedessen kann nunmehr die Reaktion praktisch vollständig
verlaufen, und es wird ein wertvolleres Eisenoxyd gewonnen. Zugleich lassen sich
mittels der am Boden des Ofens eingeführten und vorteilhaft vorerhitzten Verbrennungsluft
im -unteren Teile des Ofens Wärmegrade von ausreichender Höhe aufrechterhalten,
um hier das absinkende Eisenoxyd einer kräftigen Oxydation zu unterwerfen.
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Da sich bei dem Verfahren nach der Erfindung die Temperaturen in der
Ferrosulfidverbrennungszone in einem sehr weitgehenden Maße regeln lassen, ist es
auch möglich, den Durchsatz zu steigern, ohne die Güte des Erzeugnisses zu gefährden.
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Der Teil der im wesentlichen aus Schwefeldioxyd und Stickstoff bestehenden
Röstgase, der gekühlt und dann an der vorgeschriebenen Stelle in den Ofenzurückgeleitet
werden soll, wird zweckmäßig aus der Zone im Ofen abgezogen, in der das Gas wenig
oder keinen Sauerstoff und wenig Schwefel enthält. Das übrige Gas strömt'aufwärts
durch den oberen Teil des Ofens weiter und führt den bei der Destillation entstehenden
freien Schwefel fort. Diese Gase können gesondert auf Schwefel und Schwefeldioxyd
weiterverarbeitet werden, oder man reduziert das Schwefeldioxyd mittels Durchleitens
durch glühenden Koks zu Schwefel, der nach dem Abkühlen durch Absetzen, Fällen o.
dgl. gewonnen wird Die unterhalb der Zone der höchsten Temperatur in den Ofen einzuleitenden
gekühlten Umlaufgase werden zweckmäßig durch irgendeine geeignete Behandlung oder
durch einen geeigneten Zusatz in ihrem Gehalt an Schwefeldioxyd oder Stickstoff
angereichert. Insbesondere die Erhöhung der Konzentration: an schwefliger Säure
in der Verbrennungszone bietet den Vorteil einer Reaktion zwischen dem Ferrosulfid
und dem Schwefeldioxyd, die das Entstehen von Eisenoxyd und freiem Schwefel begünstigt.
Eine vorteilhafte Reaktionstemperatur, die im allgemeinen zwischen 8oo und iooo°
C liegt und durch Messungen überwacht wird, ist durch die Regelung der Geschwindigkeit
und der Kühlung der Umlaufgase zu sichern. Beim neuen
Verfahren
kann man die Arbeitstemperatur dem durchschnittlichen Schmelzpunkt der Pyrite von
etwa 95o° C besser als bisher annähern. Beispielsweise läßt sich mit Umlaufgas von
ioo° und Verbrennungsluft von 300° in der Verbrennungszone eine Temperatur von 85o°
halten. Den Gehalt der Abgase an freiem Schwefel kami man beispielsweise durch Zusatz
von kohlenstoffhaltigen Zuschlägen, wie Koks, zur Pyrit- oder Ferrosulfidbeschickung
oder durch Einführen eines reduzierenden Gases, wie Kohlenmonoxyd, erhöhen.
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Bei allen Ofenarten, die sich zur Ausübung des neuen Verfahrens eignen,
ergibt sich ein reineres Eisenoxyd, als es bisher aus Pyriten gewonnen werden konnte,
ferner eine größere Menge an freiem Schwefel und endlich eine Steigerung des Durchsatzes.