DE686174C

DE686174C - Verfahren und Einrichtung zur Gewinnung von Schwefel

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Publication number: DE686174C
Application number: DE1935B0171457
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-10-18
Filing date: 1935-10-18
Publication date: 1940-01-04
Also published as: CY48A; US2087894A; GB463122A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Schwefel aus eisensulfidhaltigem Stoff durch Oxydation des Schwefels zu Schwefeldioxyd, bei dem das so gewonnene Schwefeldioxyd durch eine durchlässige Schicht von Pyrit oder suspendiertes, gemahlenes Pyrit zwecks Destillation des flüchtigen Schwefels des Pyrits geleitet wird. Sie besteht darin, daß der eisensulfidhaltige Stoff in geschöiolzenern Zustande so lange der Oxydation unterworfen wird, bis der in ihm enthaltene Schwefel im wesentlichen erschöpft ist, und daß das hierbei gewonnene Gas dadurch im wesentlichen frei von freiem Sauerstoff gehalten wird, daß es nach dem Austritt aus einem ersten Bade, wenn dessen Schwefelgehalt so weit verbraucht ist, daß die Gase eine erhebliche Menge von freiem Sauerstoff enthalten, durch ein zweites geschmolzenes Bad hindurchgeleitet wird, das den Schwefel in höherer Konzentration enthält. In diesem zweiten Bade wird der freie Sauerstoff zum größten Teil in Schwefeldioxyd umgewandelt, so daß die in der zweiten Stufe des Verfahrens stattfindende Destillation des Pyrits nicht durch freien Sauerstoff beeinträchtigt wird.

Bei der Durchführung des Verfahrens werden die Schwefeldioxyd enthaltenden Gase so langsam und bei einer so hohen Temperatur mit den Pyriten in Berührung gebracht, daß das in ihnen enthaltene Schwefeldioxyd mit einem Teil des der Destillation unterworfenen Pyrits freien Schwefel und Eisenoxyd bildet.

Die Oxydation des Schwefels erfolgt bei einer solchen Temperatur, daß die abströmenden Gase eine Temperatur von 1200⁰ besitzen. Diese Gase werden abgekühlt, ehe sie mit dem Pyrit in Berührung gelangen.

Die in der Zeichnung gezeichnete Anlage enthält Röstkammern 10 und 11, in denen das Röstgut in geschmolzenem Zustande verarbeitet wird, eine Reduzier- und Destillierkammer 12, Wärmeaustauscher 13 und 14, einen Staubabscheider 15, einen Kondensator 16 und einen elektrischen Abscheider 19. Diese Teile sind derart miteinander verbunden, daß der' Eisensulfid enthaltende Rohstoff aus der Reduzier- und Destillierkammer in die Röstkammern übergeführt wird und daß die aus den Röstkammern austretenden Gase nacheinander durch den Wärmeaustauscher geleitet, reduziert, von Staub befreit, gekühlt oder kondensiert und schließlich in dem Abscheider von den letzten Spuren von Schwefel befreit werden.

Die Röstkammern 10 und 11 gleichen in ihrer Bauart den üblichen Kupferkonvertern. Eine solche Kammer enthält einen äußeren

Mantel aus Stahl, der ein Futter aus feuerfestem Stoff, beispielsweise aus Magnesitsteinen, enthält. Oben stehen die Röstkammern durch Rohre 17 und 18 mit einer Förderschnecke 20 in Verbindung, durch die das - zn. 'behandelnde Gut vom Boden der Destillier und Reduzierkammer in die Röstkammern übergeführt wird. Die Rohre 17 und 18 enthalten Schieber oder Ventile 21 und 22, mittels deren eine oder beide Röstkammern gegenüber der Förderschnecke 20 abgeschlossen werden können. Mittels der Schnecke 20 kann das Gut aus der Reduzier- und Destillierkammer in die Röstkammern ohne Zutritt von Luft zu einer der Kammern übergeleitet werden. Am Boden der Röstkammern befinden sich Abstichrohre 23 und 24, durch die das geschmolzene oxydierte Gut nach Beendigung der Oxydation abgezogen werden kann.

Die Röstkammern sind oben luftdicht durch Rohre 25 und 26 mit Wärmeaustauschern 13 und 14 verbunden. Sie sind mit ringförmigen Verteilern 27 und 28 ausgestattet, die mit ihnen durch Düsen 30 und 31 verbunden sind und zur Zuleitung von Luft zu den Röstkammern dienen.

Die Röstkammern können feststehend oder kippbar sein.

Die Wärmeaustauscher 13 und 14 enthalten innere Kammern 32 und 33, deren Wandungen aus einem Werkstoff guter Wärmeleitfähigkeit bestehen, und gegen Wärmeverlust isolierte Mantel 34 und 35, die mit der inneren Kammer Kanäle bilden. Diese enthalten gegeneinander versetzte Stoßbleche 36 und 37, vermöge deren den Gasen eine schlangenförmige Bahn gegeben wird. Den Kanälen wird Luft durch die Rohre 38 und 40 zugeleitet, die nach Erwärmung durch die Rohre 41 und 42 den Verteilern 27 und .28 der Röstkammern zugeleitet wird. Die Rohre 41 und 42 enthalten Lufteinlässe 43 und 44, die entweder nach außen offen sind oder an eine Druckluftleitung angeschlossen sind. In ihnen liegen Gebläse 45 und 46, durch die die Luft durch die Wärmeaustauscher und in die Röstkammern befördert wird.

Die heißen Gase werden von den inneren Kammern 32 und 33 der Wärmeaustauscher der Reduzier- und Destillierkammer 12 zugeleitet. Das von der Röstkammer 10 und dem Wärmeaustauscher 13 kommende Rohr 47 steht durch ein Rohr 2 mit Ventil 3 vor dem Gebläse 46 mit dem Rohr 42 in Verbindung¹, durch das oxydierende Gase der Röstkammer 11 zugeleitet werden. In entsprechender Weise steht das Rohr 48, das von der Röstkammer 11 und dem Wärmeaustauscher 14 kommt, durch ein Rohr 4 mit Ventil S vor dem Gebläse 45 mit dem Rohr 41 in Verbindung, durch das oxydierende Gase der Röstkammer 10 zugeleitet werden. Die Ventile 3, 5, 6 und 7 können derart eingestellt werden, daß die Gase aus der RÖstkammer 10 durch das in der Kammer Ά ι befindliche Schmelzgut oder die von der "Röstkammer 11 kommenden Gase durch das in der Kammer 10 befindliche Schmelzgut geleitet werden.

Die Reduzier- und Destillierkammer wird von einem rechteckigen Schacht mit erweitertem trichterartigem Boden gebildet. Sie enthält ein Futter aus feuerbeständigem Stoff und einen gegen Wärmeverlust isolierten Mantel. Die Pyrite können durch ein Rohr 51 mit Schiebern 52 und 53 aus einem Trichter 50 in die Reduzier- und Destillierkammer befördert werden. Die Ventile 52 und 53 können nacheinander geöffnet und geschlossen werden, um den Pyrit in die Reduzier- und Destillierkammer ohne Zutritt von Luft überzuführen. An gegenüberliegenden Wandungen der Reduzier- und Destillierkammer ist ein Rost 54 befestigt, auf dem eine poröse Schicht von Pyrit Platz findet. An den anderen Seiten befindet sich der Rost in einem gewissen Abstände von den Kammerwänden, so daß hier Durchtrittsöffnungen gebildet werden, durch die die Rückstände des Pyrits in den unteren Teil der Kammer gelangen können. Ein durch Wasserdruck betriebener Kolben 49 mit rechteckiger Arbeitsfläche 59, deren Länge etwa der Weite der Kammer entspricht, dient zum Ausstoßen der Rückstände durch die Austrittsöffnungen zwischen Rost und Kammerwandung. Um die Reduzier- und Destillierkam- ⁹^ mer ist ein Verteilrohr 55 angeordnet, das mit der letzteren durch Düsen 56 in Verbindung steht. Durch diese werden heiße Gase aus den von den Wärmeaustauschern kommenden Rohren 47 und 48 unterhalb des Rostes 54 in > °° die Reduzier- und Destillierkammer geblasen.

Durch ein mit Gebläse 58 versehenes Rohr 57 werden die oben aus der Reduzier- und Destillierkammer abströmenden Gase dem Staubabscheider 15 zugeführt. Dieser enthält eine Reihe von Stoßblechen 60, vermöge deren dem Gase eine schlangenförmige Bahn erteilt wird. Am Boden enthält der Staubabscheider Trichter 62, durch die der angesammelte Staub durch mit Ventilen versehene Auslässe 63 ab- no geleitet wird. Oben steht der Staubabscheider durch ein Rohr 61 mit dem unteren Teil des Kondensators 16 in Verbindung.

Der Kondensator 16 ist nach Art eines Siederohrkessels gebaut. Er enthält ein Wassereinlaßventil 64 und ein Dampfauslaßventil 65. Das Kondensat kann vom Boden des Kondensators durch ein Ventil 66 abgezogen werden. Die Gase können aus dem Kondensator durch ein Rohr 67 mit Gebläse 68 dem elekirischen Abscheider 19 zugeleitet werden, der jede geeignete Bauart besitzen kann.

An Stelle der in der Zeichnung dargestellten Destillationskammer 12 kann auch eine solche benutzt werden, bei der der Pyrit in gemahlenem Zustande durch einen Strom des Schwefeldioxyds geleitet wird.

Bei der Durchführung des Verfahrens in der Anlage nach der Zeichnung wird der dem Trichter 50 durch das Rohr 51 entnommene Pyrit zu einem porösen Bett auf dem Rost 54 der Reduzier- und Destillierkammer 12 aufgehäuft. Durch die poröse Schicht von Pyrit wird durch die Düsen 56 von unten nach oben ein Strom von heißem Gase geblasen, der von den Röstkammern und den Wärmeaustau-

iS schern kommt. Der Pyrit wird dadurch so weit erhitzt, daß der flüchtige Schwefel abdestilliert und das in den Gasen enthaltene Schwefeldioxyd in bekannter Weise mittels des entstehenden Eisensulfids reduziert wird.

Auf diese Weise entstehen Gase, welche den aus dem Schwefeldioxyd gewonnenen und den aus den Pyriten abdestillierten Schwefel enthalten, und ein festes Produkt, welches aus dem Rückstand der Pyrite, einem Gemisch von Eisenoxyd und im wesentlichen Eisenmonosulfid, besteht. Die Gase gelangen durch das Rohr 57 in den Staubabscheider 15. Durch die Destillation des flüchtigen Schwefels der Pyrite und die Reaktion eines Teiles des entstehenden Sulfids mit dem Schwefeldioxyd der Gase wird der ursprünglich eingeführte Pyrit in gewissem Maße aufgebrochen, so daß der Rückstand sich in verhältnismäßig feinem Zustande befindet. Der so gewonnene feste Rückstand gelangt zum Teil durch den Rost 54 und zum Teil durch den zwischen dem letzteren und der Kammerwandung gebildeten Kanal zur Förderschnecke 20, welche ihn in die Röstkammern 10 und 11 befördern.

Der eisensulfidhaltige Stoff wird durch die Schnecke 20 durch die Rohre 17 und 18 in das am Boden der Röstkammern befindliche geschmolzene Gut befördert.

Der Betrieb der Röstkammern kann dadurch eingeleitet werden, daß zunächst eine kleine Menge von eisensulfidhaltigem Stoff in den Röstkammern verbrannt wird, oder dadurch, daß ein Teil des geschmolzenen Bades des vorhergehenden Arbeitsganges zurückbehalten wird.

Durch die Düsen 30 und 31 wird in das in den Röstkammern befindliche geschmolzene Gut Luft eingeblasen. Dadurch entsteht gasförmiges Schwefeldioxyd und geschmolzenes Eisenoxyd. Den Röstkammern kann eisensulfidhaltiges Gut während eines Zeitraumes von einer bis mehreren Stunden zugeführt werden, bis der Fassungsraum jeder Röstkammer erschöpft ist. Danach wird weitergeblasen, bis im wesentlichen der gesamte Schwefel abgeschieden ist. Das geschmolzene Gut, das im wesentlichen aus Eisenoxyd besteht, wird nun abgestochen. Zweckmäßig wird der Betrieb der beiden Röstkammern nacheinander eingeleitet, damit das Füllen und Abziehen in den Röstkammern zu verschiedenen Zeitpunkten stattfindet und ein' ununterbrochener Betrieb und Lieferung im wesentlichen gleichförmigen Schwefeldioxyds möglich ist. Das Rösten wird in der Weise durchgeführt, daß die abströmenden Gase eine Temperatur von 1000 ° und mehr, zweckmäßig sogar mehr als 1200 ° besitzen.

Das Schwefeldioxyd und die mit der Luft in die Röstkammern geblasenen neutralen Gase gelangen durch die Rohre 25 und 26 in die Wärmeaustauscher 13 und 14 und verlassen diese nach Abkühlung etwa auf 1000 ° durch die Rohre 47 und 48, durch die sie dem Verteiler 55 und der Destillierkammer durch die Düsen 56 zugeführt werden.

Die Oxydation in den Röstkammern wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß im wesentlichen sauerstoff freies, Sc'hwefeldioxyd enthaltendes Gas in die Reduzier- und Destillierkammer gelangt. Zweckmäßig enthalten die in die Reduzier- und Destillierkammer übertretenden Gase nicht mehr als etwa 1% freien Sauerstoff.

Wenn der Schwefelgehalt einer Füllung einer Röstkammer im wesentlichen erschöpft ist, steigt der Sauerstoffgehalt. Damit diese sauerstoffreichen Gase nicht in die Reduzier- und Destillierkammer gelangen, können sie zunächst durch ein geschmolzenes Bad von höherem Schwefelgehalt in einer anderen Röstkammer geleitet werden.

Wenn die Füllung der Röstkammern genügend schwefelreich ist, um ein im wesentlichen sauerstofffreies Gas zu erzeugen, wird der Betrieb in der Weise geleitet, daß die Ventile 6 und 7 offen, die Ventile 3 und 5 geschlossen und die mit den Lufteinlässen 43 und 44 und den Luftkanälen der Wärmeaustauscher zusammenhängenden Ventile derart eingestellt sind, daß die richtige Menge von oxydierendem Gase der richtigen Temperatur erzeugt wird. Wenn der Schwefelgehalt in einer Röstkammer so weit abfällt, daß der Sauerstoffgehalt des Gases unerwünscht hoch wird, werden die Gase zunächst durch eine andere Röstkammer geleitet. Wenn der Betrieb in den Röstkammern zeitlich nacheinander erfolgt, steht immer in einer Röstkammer eine Füllung zur Verfügung, die so schwefelreich ist, daß ein im wesentlichen sauerstofffreies Gas entsteht. Dieser versetzte Betrieb wird deswegen durchgeführt, weil dadurch in einer Kammer eine Füllung vorhanden ist, welche genügend Schwefel enthält, um ein im wesentlichen sauerstofffreies Gas zu erzeugen, bis der Schwefelgehalt der Füllung einer an-

deren Röstkammer im wesentlichen abdestilliert und eine neue Füllung in Behandlung genommen ist, nachdem zuvor die im wesentlichen schwefelfreie Füllung entfernt war,
Die in der Kammer io gebildeten Gase können durch eine geschmolzene Füllung in der Röstkammer ii dadurch geleitet werden, daß das Ventil 3 geöffnet, das Ventil 6 geschlossen und die mit dem Luftrohr 44 und

»0 den Luftkanälen des Wärmeaustauschers 14 zusammenhängenden Ventile derart eingestellt werden, daß ein Gasübertritt aus dem Rohr 2 durch den Kanal 42 und-das* Gebläse 46 stattfindet. In entsprechender Weise können die in

»5 der Röstkammer 11 gebildeten Gase dadurch durch das geschmolzene Bad der Röstkammer 10 geleitet werden, daß das Ventil 5 geöffnet, das Ventil 7 geschlossen und die zu dem Lufteinlaß 43 und dem Luftkanal des Wärmeaustauschers 13 gehörigen Ventile derart eingestellt werden, daß Gase aus Rohr 4 durch das Rohr 41 und das Gebläse 45 strömen.

Die oben aus der Reduzier- und Destillierkammer abströmenden schwefelhaltigen Gase gelangen durch das Rohr 57 in den Staubabscheider 15 und zum Auslaß 61. Hierbei wird aus den Gasen im wesentlichen der gesamte Staub abgeschieden. Die reinen Gase werden aus dem Staubabscheider durch das Rohr 61 dem Kondensator 16 zugeleitet, dessen Temperatur durch Regelung des Dampfdruckes so niedrig gehalten wird, daß der Schwefel niedergeschlagen wird. Hierzu ist eine Temperatur von 115 bis 150° zweckmäßig. Aus dem Kondensator strömen die nunmehr im wesentlichen schwefelfreien Gase durch das Rohr 57 dem elektrischen Abscheider ig zu, in dem die letzten Spuren von Schwefel ausgeschieden werden können. Der am Boden des

Kondensators angesammelte geschmolzene Schwefel kann durch das Rohr 66 abgelassen werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Gewinnung von Schwefel aus eisensulfidhaltigem Stoff durch Oxydation des Schwefels zu Schwefeldioxyd und durch Leiten des Schwefeldioxyds durch eine durchlässige Schicht von Pyrit oder durch suspendiertes gemahlenes Pyrit zwecks Destillation des fluchtigen Schwefels des Pyrits, dadurch gekennzeichnet, daß der eisensulfidhaltige Stoff in geschmolzenem Zustande so lange der Oxydation unterwarfen wird, bis der ihm enthaltene Schwefel im wesent-

liehen erschöpft ist, und daß das gewonnene Gas dadurch im wesentlichen frei von freiem Sauerstoff gehalten wird, daß es nach dem Austritt aus einem ersten Bad, wenn dessen Schwefelgehalt so weit verbraucht ist, daß die Gase eine erhebliche Menge von freiem Sauerstoff enthalten, durch ein zweites geschmolzenes Bad hindurchgeleitet wird, das den Schwefel in höherer Konzentration enthält. ⁶S
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase so langsam und bei einer so hohen Temperatur mit den Pyriten in Berührung gebracht werden, daß das in dem Gase enthaltene 7" Schwefeldioxyd mit einem Teil des der Destillation unterworfenen Pyrits freien Schwefel und Eisenoxyd bildet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation des Schwefels bei einer solchen Temperatur durchgeführt wird, daß die abströmenden Gase eine Temperatur von 1200 ° haben.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Bad gewonnene Gas abgekühlt wird, ehe es mit den Pyriten in Berührung gebracht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen