EA037686B1 - Способ и устройство для обработки остатка от выщелачивания серосодержащего металлического концентрата - Google Patents
Способ и устройство для обработки остатка от выщелачивания серосодержащего металлического концентрата Download PDFInfo
- Publication number
- EA037686B1 EA037686B1 EA201891531A EA201891531A EA037686B1 EA 037686 B1 EA037686 B1 EA 037686B1 EA 201891531 A EA201891531 A EA 201891531A EA 201891531 A EA201891531 A EA 201891531A EA 037686 B1 EA037686 B1 EA 037686B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- particles
- reactor
- inert
- leach residue
- fluidized bed
- Prior art date
Links
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 133
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 86
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 32
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 11
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 9
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 150000003463 sulfur Chemical class 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical group 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical class [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
- C22B19/22—Obtaining zinc otherwise than by distilling with leaching with acids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
- B01J6/001—Calcining
- B01J6/004—Calcining using hot gas streams in which the material is moved
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/48—Sulfur dioxide; Sulfurous acid
- C01B17/50—Preparation of sulfur dioxide
- C01B17/508—Preparation of sulfur dioxide by oxidation of sulfur compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/02—Roasting processes
- C22B1/10—Roasting processes in fluidised form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/005—Separation by a physical processing technique only, e.g. by mechanical breaking
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
- F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
- F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
- F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Данное изобретение описывает способ утилизации содержащего от 30 до 60 мас.% элементной серы остатка от выщелачивания, полученного в виде кека на фильтре при выщелачивании серосодержащего металлического концентрата. В данном способе остаток от выщелачивания подают в реактор (20), куда вводят ожижающий газ с образованием псевдоожиженного слоя, содержащего по меньшей мере часть остатка от выщелачивания, и в котором остаток от выщелачивания нагревают в присутствии инертных частиц, представляющих собой частицы SiO2, до температуры от 600 до 900°C в окислительной атмосфере с получением обожженных частиц и SO2, который затем используют для производства серной кислоты. По меньшей мере 60 мас.% инертных частиц извлекают из псевдоожиженного слоя через выпускной трубопровод (22) для извлечения инертных частиц из псевдоожиженного слоя, а по меньшей мере 60 мас.% обожженных частиц извлекают вместе с потоком газа, содержащим отходящие газы и ожижающий газ, через отводящий трубопровод (21) для обожженных частиц, полученных из остатка для выщелачивания, совместно с отходящим газом из реактора (20), при этом диаметр по меньшей мере 70 мас. % обожженных частиц составляет менее 60 мкм и/или диаметр по меньшей мере 70 мас.% инертных частиц составляет от 0,05 до 3 мм, среднее время пребывания остатка от выщелачивания в реакторе составляет от 20 до 200 мин и скорость ожижающего газа на входе составляет от 0,2 до 2 м/с.
Description
Данное изобретение относится к способу и устройству для обработки остатка от выщелачивания, образованного при выщелачивании серосодержащих металлических концентратов, в которых остаток от выщелачивания подают в реактор, куда вводят ожижающий газ, с получением псевдоожиженого слоя, содержащего по меньшей мере часть остатка от выщелачивания, в котором остаток от выщелачивания нагревают в присутствии инертных частиц до температуры от 600 до 900°C в окислительной атмосфере, с получением обожженных частиц и SO2.
Прямое выщелачивание сернистого цинкового концентрата является общепринятой применяемой технологией производства цинка. В данном способе образуется значительное количество элементной серы, которую в настоящее время направляют в отвалы из-за недостатка проверенных решений по ее обработке. Ввиду загрязнения полиметаллами и плохой устойчивости к выщелачиванию становится все труднее получить разрешение компетентных органов на долговременное размещение в отвалах этих серосодержащих отходов.
Типичный состав остатка в сухом состоянии является следующим:
Компонент | Диапазон | Предпочтительный диапазон |
Общее содержание S | 40-70 % масс. | 45-65 % масс. |
Элементная S | 30-60 % масс. | 35-55 % масс. |
РЬ | 1-20 % масс. | 2-15 % масс. |
Fe | 3-20 % масс. | 5-15 % масс. |
SiO2 | 3-20 % масс. | 5-15 % масс. |
Zn | 0,1-10 % масс. | 1-5 % масс. |
Ag | 100-1000 г/т | 200-600 г/т |
Данный состав взят за основу и для данного изобретения. Серу сжигают до SO2,содержащиеся в материале негорючие вещества отделяют в виде твердого продукта, состоящего в основном из оксида кремния, свинца, цинка и железа, а также содержащего до 0,1 мас.% серебра. Данный способ позволяет провести утилизацию твердого продукта, а именно продукта обжига Fe и Pb, в плавильной печи для свинца, извлечь серебро, а также получить пар и серную кислоту.
Для дальнейшей утилизации металлических соединений, особенно серебра, необходимо сжечь содержащуюся серу до SO2. Такой обжиг проводят, например, в псевдоожиженном слое, например, как это предложено в WO 2011/076995. В этом случае содержащий серу остаток от выщелачивания или его часть направляют на обработку в псевдоожиженном слое, при которой остаток сжигают до диоксида серы и извлекают содержащиеся в остатке от выщелачивания представляющие ценность металлы. Чтобы избежать агломерации в псевдоожиженный слой добавляют песок.
Однако впоследствии бывает трудно отделить частицы песка от соединений представляющих ценность металлов.
Таким образом, целью данного изобретения является обеспечение способа и соответствующего устройства для обжига серосодержащих остатков от выщелачивания и в то же время сведение к минимуму агломерации, а также обеспечение полного разделения обожженного материала.
Эту проблему решают с помощью способа по п. 1 формулы изобретения, в котором предложен способ утилизации содержащего от 30 до 60 мас.% элементной серы остатка от выщелачивания, полученного в виде кека на фильтре при выщелачивании серосодержащего металлического концентрата, в котором остаток от выщелачивания подают в реактор (20), куда вводят ожижающий газ с образованием псевдоожиженного слоя, содержащего по меньшей мере часть остатка от выщелачивания, и в котором остаток от выщелачивания нагревают в присутствии инертных частиц, представляющих собой частицы SiO2, до температуры от 600 до 900°C в окислительной атмосфере с получением обожженных частиц и SO2, который затем используют для производства серной кислоты, причем по меньшей мере 60 мас.% инертных частиц извлекают из псевдоожиженного слоя через выпускной трубопровод (22) для извлечения инертных частиц из псевдоожиженного слоя, а по меньшей мере 60 мас.% обожженных частиц извлекают вместе с потоком газа, содержащим отходящие газы и ожижающий газ, через отводящий трубопровод (21) для обожженных частиц, полученных из остатка для выщелачивания, совместно с отходящим газом из реактора (20), при этом диаметр по меньшей мере 70 мас.% обожженных частиц составляет менее 60 мкм и/или диаметр по меньшей мере 70 мас.% инертных частиц составляет от 0,05 до 3 мм, среднее время пребывания остатка от выщелачивания в реакторе составляет от 20 до 200 мин, скорость ожижающего газа на входе составляет от 0,2 до 2 м/с.
Остаток от выщелачивания, образованный при выщелачивании серосодержащего концентрата, предпочтительно концентрата цветных металлов, направляют в реактор. Там остаток и инертные частицы приводят в псевдоожиженное состояние посредством ожижающего газа, который вводят из по меньшей мере одного сопла, предпочтительно из сопловой решетки реактора. Таким образом получают псевдоожиженный слой, работающий при температурах от 500 до 900°C, предпочтительно от 600 до 900°C, наиболее предпочтительно от 650 до 850°C, в окислительной атмосфере, с получением обожженных частиц и SO2. По истечении конкретного времени пребывания обожженные частицы, полученные из остатка
- 1 037686 от выщелачивания, извлекают из реактора после проведения соответствующих химических реакций.
Наиболее важно, что псевдоожиженный слой разработан так, что по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно 80 мас.%, наиболее предпочтительно 90 мас.% инертных частиц (независимо от доли извлеченных обожженных частиц) извлекают из псевдоожиженного слоя, в то время как по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно 80 мас.%, наиболее предпочтительно 90 мас.%, обожженных частиц (независимо от доли извлеченных инертных частиц) извлекают вместе с потоком газа, содержащим отходящие газы и ожижающий газ. Этот эффект может быть достигнут за счет различных параметров, которые чувствительны к соответствующим минимальным скоростям ожижения инертных и обожженных частиц, таких как диаметры и плотности частиц.
Таким образом, различные частицы разделяют уже в реакторе с псевдоожиженным слоем, в результате чего нет необходимости в дополнительном разделении частиц. Поднимая обожженные частицы выше уровня псевдоожиженного слоя, можно извлечь по меньшей мере основную часть обожженных частиц без какого-либо дополнительного инертного материала.
Кроме того, указанное является предпочтительным во время работы по следующей причине. Если все частицы слипнутся друг с другом, то агломераты будут иметь более высокий эффективный размер частиц, более высокую массу и, следовательно, будут тонуть в псевдоожиженном слое. В нижней части псевдоожиженного слоя инертные частицы из-за их повышенной концентрации предотвращают спекание уже слипшихся обожженных частиц, как это хорошо известно из способов существующего уровня техники.
Кроме того, подъем обожженных частиц над псевдоожиженным слоем приводит к более однородной реакции кислорода, содержащегося в ожижающем газе, и серы, находящейся в остатке. Это происходит, поскольку концентрация кислорода является максимальной во внутреннем контуре, в то время как концентрация серы меняется в прямо противоположной тенденции, то есть является минимальной или равной нулю во внутреннем контуре, является более высокой в первой зоне и наиболее высокой во второй зоне из-за концентрации частиц остатка. В результате более однородного окисления серы исключается образования мест локального перегрева, которые являются основной причиной спекания. В данном изобретении инертные вещества, предпочтительно находящиеся в особенно высокой концентрации вблизи дна, работают как некая форма изолирующего слоя, в то время как термин инертный используют для описания вещества, которое обычно не является реакционно-способным в ходе частичного обжига.
Предпочтительно, что отличительной особенностью заявленного способа являются две зоны, расположенные друг над другом по высоте реакторов. В этом случае по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно 80 мас.%, наиболее предпочтительно 90 мас.% инертных частиц (независимо от доли обожженных частиц) находятся в первой зоне псевдоожиженного слоя, в то время как по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно 80 мас.%, наиболее предпочтительно 90 мас.% частиц остатка или частиц обожженного остатка (независимо от доли инертных частиц) находятся во второй зоне, расположенной над первой зоной. Образование этих двух зон происходит в ходе установившейся работы реактора и становится особенно очевидным при линейном снижении подачи ожижающего газа (при контролируемых отключениях или плановых остановках).
Мелкие частицы, находящиеся в первой зоне, извлекают из псевдоожиженного слоя, в то время как мелкие частицы из второй зоны извлекают вместе с потоком газа, содержащим отходящие газы и ожижающий газ. Существование этих различных зон можно регулировать с помощью различных параметров или различных плотностей частиц остатка и/или инертных частиц, так как диаметры и плотности частиц чувствительны к соответствующим минимальным скоростям ожижения. Более того, образование этих двух зон становится более очевидным при линейном снижении подачи ожижающего газа в реактор, что приводит к безопасному, с точки зрения возможности спекания, кратковременному или длительному отключению реактора, как это разъяснено ниже.
Дополнительно такой режим работы защищает реактор от спекания в ходе плановых или непредвиденных остановок в работе. Постепенное снижение подачи ожижающего газа приводит к более выраженному образованию двух зон псевдоожижения, так как требования к протеканию реакции приближаются к минимальной скорости ожижения инертных частиц или не соответствуют ей (в ходе линейного снижения подачи ожижающего газа), при том что все еще требуется скорость выше соответствующей минимальной скорости ожижения частиц остатка/обожженных частиц. Дополнительное снижение подачи газа до момента, когда инертные частицы более не ожижаются, с последующим резким прекращением подачи ожижающего газа приводит к останову, при котором первая зона содержит максимально возможное количество инертных частиц (выше, чем при установившейся работе), так что в период, когда реактор не работает, спекание происходить не может. Более того, возможность спекания в реакторе при запуске также сведена к минимуму вблизи части сопел, направленных в первую зону, в которой содержание инертных веществ является максимальным. Любые процессы спекания, происходящие во вторых зонах, являются обратимыми во время запуска из-за момента инерции и происходящего вследствие него движения в первой зоне.
Другой вариант данного изобретения заключается в том, что по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно 80 мас.%, наиболее предпочтительно 90 мас.% инертных частиц (независимо от доли обожжен
- 2 037686 ных частиц) и по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно 80 мас.%, наиболее предпочтительно 90 мас.% остатка от выщелачивания и/или обожженных частиц (независимо от доли инертных частиц) находятся в общей зоне смешивания. Предпочтительно они смешаны однородно. Тем самым достигают разбавления остатка, в результате чего предотвращают агломерацию.
Предпочтительно диаметр по меньшей мере 70 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% обожженных частиц составляет менее 60 мкм, или диаметр по меньшей мере 70 мас.%, предпочтительно 80 мас.% инертных частиц составляет от 0,05 до 3 мм, предпочтительно от 0,1 до 2 мм. Таким образом, возможно раздельное извлечение. Кроме того, указанные последними величины представляют собой типичный размер обожженных частиц SiO2 в форме песка, поэтому не требуется никакой их дополнительной предварительной обработки.
Особенно экономически эффективным является использование частиц SiO2 в качестве инертных частиц, так как песок дешев, всегда доступен и удобен в обращении. Кроме того, как указано выше, SiO2 содержится также в типичном остатке от выщелачивания.
Кроме того, в предпочтительном техническом решении заявленного изобретения используют от 0,01 до 1 т инертного материала, предпочтительно песка, на тонну высушенного остатка от выщелачивания. Таким образом, можно добиться того, чтобы введенный остаток от выщелачивания не достигает дна реактора, а сгорает в верхней части слоя, и его перемещают оттуда в виде обожженных частиц с помощью потока отходящего газа.
Кроме того, среднее время пребывания материала, подаваемого в виде остатка от выщелачивания и извлекаемого в виде обожженных частиц, составляет от 20 до 200 мин, предпочтительно от 30 до 180 мин. При этом можно провести полный цикл.
Среднее время пребывания инертных частиц составляет несколько часов, предпочтительно от 2 до 10 ч, наиболее предпочтительно от 3 до 7 ч, поэтому этот поток твердого вещества можно поддерживать на низком уровне.
Предпочтительно скорость ожижающего газа на входе составляет от 0,2 до 2 м/с, предпочтительно от 0,5 до 1,5 м/с. Благодаря этому параметру возможно, чтобы после сушки и/или уменьшения содержания серы в обожженных частицах эти частицы поднимались выше второй зоны в так называемую зону свободного пространства. Оттуда частицы можно извлечь вместе с потоком ожижающего газа и отделить, например, с помощью циклона. Скорость ожижения в том смысле, в каком ее понимают в данном изобретении, представляет собой скорость газовой фазы, генерируемую в печи в рабочих условиях в сравнении со скоростью в пустой печи.
Окислительную атмосферу предпочтительно регулируют так, что для обеспечения полного цикла коэффициент λ избытка кислорода в топливно-кислородной смеси (определяемый как отношение массового потока кислорода, поступающего в печь с псевдоожиженным слоем, к минимальному количеству кислорода, необходимому для достижения полного стехиометрического сжигания введенного серосодержащего остатка) составляет от 1,1 до 1,8, предпочтительно от 1,1 до 1,5, наиболее предпочтительно от 1,3 до 1,5. Таким образом, в качестве ожижающего газа предложено использовать воздух или обогащенный кислородом воздух, так как воздух является дешевым источником кислорода, необходимого для полного сжигания серы. Однако в качестве ожижающего газа можно использовать азот или любой другой инертный газ, при этом газ, содержащий кислород, вводят отдельно.
Серный остаток, как правило, доступен в виде кека на фильтре. Чтобы равномерно подавать такой материал в реактор, предложено смешивать этот материал с водой, предпочтительно с помощью интенсивной мешалки, для разрушения комков или агломератов. В таком случае содержание твердого вещества регулируют от 30 до 65 мас.% в зависимости от содержания негорючих веществ в остатке.
Кроме того, можно также смешивать остаток от выщелачивания с любым инертным материалом, предпочтительно с инертным материалом, применяемым в псевдоожиженном слое, причем наиболее предпочтительно, когда к остатку подмешивают и материал, уже использованный в псевдоожиженном слое. При этом можно формировать гранулы и подавать в реактор остаток в форме более гомогенизированных частиц. В результате легче регулировать такие параметры псевдоожижения, как скорость ожижения, так что большую часть обожженных частиц можно извлекать вместе с потоком отходящего газа. Кроме того, этот вариант дополнительно имеет преимущество, состоящее в производстве в большем количестве пара из отходящих газов, так как к материалу сырья не добавляют воды. В итоге улучшается энергетический баланс в целом.
Предпочтительно также разделять частицы, извлеченные из псевдоожиженного слоя, на инертные и обожженные частицы, чтобы иметь возможность регенерировать представляющие ценность соединения металлов, извлеченные совместно с инертными частицами.
В данном изобретении предпочтительно также использовать на этой стадии разделения измельчитель для разрушения конгломератов из обожженного и инертного материала для оптимизации способа и достижения более хорошего разделения.
Кроме того, предпочтительно также отделять частицы из второй зоны от отходящих газов, чтобы можно было охладить частицы и улучшить энергопотребление способа путем рекуперации по меньшей мере части энергии частиц. Отходящие газы направляют в камеру дожигания, в бойлер на очистку горя
- 3 037686 чих газов, а также на стадию мокрой очистки газа.
Как уже упоминали, энергетический баланс способа можно оптимизировать путем рекуперации энергии, полученной при охлаждении инертных частиц, а также при охлаждении обожженных частиц. При этом инертные и/или обожженные частицы охлаждают, предварительно нагревая поток газа, и предварительно нагретый поток газа возвращают рециклом на стадию способа, предшествующую реактору, предпочтительно в смеситель для гранул и/или в сам реактор. Наиболее предпочтительно охлаждение инертных и/или обожженных частиц можно применять для предварительного нагревания ожижающего газа и/или источника кислорода.
Кроме того, данное изобретение относится к применению устройства, отличительные особенности которого приведены в п.11 формулы изобретения.
Применение устройства для утилизации содержащего от 30 до 60 мас.% элементной серы остатка от выщелачивания, полученного в виде кека на фильтре при выщелачивании серосодержащего концентрата цветных металлов, способом по любому из пп.1-10, включает применение устройства, которое содержит емкость (10) для смешивания для образования суспензии или гранул из остатков, реактор (20) с по меньшей мере одним трубопроводом (13) для подачи суспензии или трубопровод (19) для подачи гранул для обработки остатка от выщелачивания, полученного в виде кека на фильтре при выщелачивании серосодержащего концентрата цветных металлов, в реактор (20), подающий трубопровод (23) для подачи ожижающего газа в реактор (20), по меньшей мере один отводящий трубопровод (21) для извлечения обожженных частиц, полученных из остатка от выщелачивания, совместно с отходящим газом из реактора (20) в циклон (30) и выпускной трубопровод (22) для извлечения инертных частиц из псевдоожиженного слоя, в котором выпускной трубопровод (22) расположен так, что по меньшей мере 60 мас.% инертных частиц извлекают через указанный выпускной трубопровод (22), отличается тем, что первый охладитель (50b) соединен с выпускным трубопроводом (22) для инертных частиц, а второй охладитель (50а) соединен с циклоном (30), при этом обожженные частицы отделяют от отходящего газа.
Такое устройство для обработки остатка от выщелачивания, образованного при выщелачивании серосодержащих концентратов, предпочтительно концентратов цветных металлов, включает емкость для смешивания для получения из указанных остатков суспензии. Альтернативно, остаток от выщелачивания обрабатывают совместно с инертным материалом/песком в высокоинтенсивном смесителе с получением гранул. Кроме того, оно включает реактор, в котором в ходе работы образуется псевдоожиженный слой.
Особенностями реактора является по меньшей мере один подающий трубопровод для подачи остатка в реактор с по меньшей мере одним трубопроводом для подачи на обработку в реактор остатка от выщелачивания, полученного при выщелачивании серосодержащего концентрата цветных металлов;
трубопровод для подачи в реактор ожижающего газа;
по меньшей мере одна отводящая линия для извлечения обожженных частиц, полученных из остатка от выщелачивания совместно с отходящим из реактора газом и с выпускной линией для извлечения инертных частиц из псевдоожиженного слоя, при этом указанная выпускная линия расположена так, что по меньшей мере 60 мас.% инертных частиц извлекают по этой выпускной линии.
При такой конструкции исключают агломерацию в реакторе, при этом обожженные частицы извлекают без существенного перемешивания их с инертными частицами, предпочтительно по меньшей мере 10 мас.% инертных частиц захватываются отходящим газом вместе с обожженными частицами. Кроме того, устройство по данному изобретению снабжено по меньшей мере одним подающим устройством для перемещения суспензии или гранул в реактор.
В одном из предпочтительных воплощений данного изобретения ожижающий газ подают в реактор с псевдоожиженным слоем в так называемую сопловую решетку, то есть пластину, содержащую сопла с плотностью от 1 до 300 отверстий на квадратный метр площади печи. Сопла могут быть нескольких типов, включая следующие:
(i) не выступающие из сопловой решетки и имеющие одно отверстие, направленное вверх;
(ii) выступающие над стволом сопел, имеющим одно или более отверстий, расположенных под углом от 0 до 180°; и (iii) такие же по конструкции сопла, как в последнем случае, имеющие в качестве дополнительной особенности колпачок для дополнительной защиты от забивания отверстий.
Предпочтительно устройство также отличается наличием первого охладителя, соединенного с выпускным отверстием для инертных частиц, и второго охладителя, соединенного с циклоном, в котором обожженные частицы отделяют от отходящего газа, для раздельного обращения с обоими видами частиц.
Дополнительные разработки, преимущества и возможные применения данного изобретения можно также понять из последующего описания чертежей. Все особенности, описанные и/или проиллюстрированные, образуют объект данного изобретения сами по себе или в любом сочетании, независимо от их включения в формулу изобретения или обратных ссылок на них.
На фиг. 1 схематически представлен способ по данному изобретению с использованием суспензии.
На фиг. 2 схематически представлен способ по данному изобретению с использованием гранул.
- 4 037686
На фиг. 1 показана емкость 10 для суспензии, которую по трубопроводу 11 заполняют серосодержащим остатком, образованным в процессе прямого выщелачивания. Серосодержащий остаток чаще всего доступен в виде кека с фильтра. Данный материал смешивают с водой, поступающей по трубопроводу 12, с помощью интенсивной мешалки для разрушения комков и агломератов. Содержание твердого вещества регулируют от 30 до 65 мас.% в зависимости от содержания негорючих веществ в серосодержащем остатке.
Суспензию вводят в реактор 20 с псевдоожиженным слоем по трубопроводу 13. Реактор 20 с псевдоожиженным слоем содержит слой псевдоожиженного песка. Песок служит двум целям, а именно, вопервых, обеспечивает стабильный слой псевдоожиженных твердых частиц, в который можно ввести серосодержащий остаток и в котором должны протекать все реакции, и, во-вторых, предотвращает спекание негорючих веществ посредством разделения индивидуальных зерен PbSO4/PbO.
Псевдоожиженный песчаный слой в реакторе 20 с псевдоожиженным слоем содержит негорючие соединения из введенного серосодержащего остатка, в основном в верхней части слоя, а нижняя его часть в значительной степени обеднена негорючими веществами. Процесс сжигания/обжига проводят таким образом, что введенная суспензия однородно распределяется по псевдоожиженному песчаному слою. Большая часть введенного материала не достигает дна печи, а сгорает в верхней части слоя. Скорость псевдоожижения регулируют так, что большая часть очень мелких частиц негорючих веществ (x80<<40 мкм) уносится технологическим газом и покидает печь вместе с отходящим газом по выпускному трубопроводу 21.
Меньшая часть негорючих веществ образует агломераты и выгружается с некоторым количеством песка по выпускному трубопроводу 22, такому как, например, переточное устройство, так как это обычная практика при обжиге цинковых концентратов и пирита.
Другая часть негорючих веществ образует относительно крупные агломераты (> 1 мм), скапливающиеся на дне псевдоожиженного слоя. Этот материал выгружают раз в несколько часов через не показанное на чертеже выпускное отверстие в дне реактора.
В реакторе с псевдоожиженным слоем достигают различного отделения инертных и обожженных частиц за счет различных положений точек извлечения путем соответствующего регулирования доли песка (от 0,01 до 1 т по отношению к высушенному серосодержащему остатку), размера частиц песка (от 0,1 до 2 мм) и скорости ожижения (от 0,5 до 1,5 м/с) в сочетании с использованием выпуска в ходе непрерывной работы, а также тонкой сортировки негорючих веществ (x80<<40 мкм), которая присуща данному способу.
Поток обожженных частиц и отходящего газа направляют по выпускному трубопроводу 21 в циклон 30, в котором поток газа отделяют от обожженных частиц. Отделенные частицы направляют по трубопроводу 32 в охладитель 50а, например в охлаждающий барабан. В качестве теплоносителя в охладитель подают газ по линии 51. Охлажденное содержимое, выгруженное из циклона, направляют по линии 52 в линию 57.
Поток отходящего газа, содержащий в основном негорючие вещества совместно с мелкими частицами песка, направляют далее по трубопроводу 31 в камеру 33 дожигания для окисления паров серы дополнительным количеством воздуха или любого кислородсодержащего газа. Образующуюся при этом пыль направляют по трубопроводу 36 в коллекторный трубопровод 57.
Отходящий газ далее направляют по трубопроводу 34 в котел-рекуператор 40 для рекуперации тепла путем получения пара. Твердые вещества, отделенные в котле-рекуператоре, также объединяют по линии 48 со всеми потоками продуктов в трубопроводе 57. В конкретных случаях, например, если производительность рассматриваемого блока слишком мала, котел-рекуператор 40 можно заменить испарительным охладителем.
Путем перемещения ниже по потоку газового канала твердые вещества подают по трубопроводу 41 в стандартную систему 42 очистки горячего газа. Газ 44 в системе очистки горячего газа используют также для производства серной кислоты после его очистки в стандартной системе 45 мокрой очистки газа.
Частицы 43, отделенные в системе очистки горячего газа, можно также смешать по трубопроводам 47 и 48 с общим потоком продукта в трубопроводе 57. Однако в случае, когда данный поток твердых веществ (или любой другой поток твердых веществ) все еще содержит значительное количество сульфидной серы, этот поток подают рециклом, предпочтительно в емкость для суспензии, по трубопроводу 43. К тому же, даже если это не показано, можно направить рециклом поток твердых веществ в реактор 20. Кроме того, что также не показано, можно организовать рециркуляционные трубопроводы из камеры 33 дожигания и/или из котла 40.
Инертные частицы, извлеченные из псевдоожиженного слоя реактора 20 с псевдоожиженным слоем, подают в охладитель 50b, где их также охлаждают воздухом или любым другим газом. Этот поток горячего газа можно использовать в качестве ожижающего газа и подавать по линии 24 в реактор с псевдоожиженным слоем по линии 23. Оба охладителя могут быть сконструированы как охлаждающие секции и использовать один и тот же теплоноситель. К тому же, даже если это не показано, можно иметь раздельные линии для теплоносителя в обеих охлаждающих секциях.
- 5 037686
Охлажденный песок могут направлять в необязательный измельчитель и блок 55 разделения по трубопроводу 54, где металлургические частицы отделяют от песка. Металлургические частицы собирают в трубопроводе 57, в который будут подавать и все другие линии продуктов.
Песок или любые другие инертные частицы можно направлять рециклом в реактор 20 с псевдоожиженным слоем непосредственно по трубопроводу 56.
На фиг. 2 представлен практически идентичный способ. Единственным различием является то, что в реактор 20 с псевдоожиженным слоем подают не суспензию, а гранулы. Эта опция обладает тем преимуществом, что получают большее количество пара, так как к материалу сырья не добавляют воды. Вязкий кек из серосодержащего остатка с фильтра необходимо измельчить, чтобы обеспечить контролируемую подачу сырья в печь 20. Этого достигают посредством смешивания серосодержащего остатка с песком в смесителе 14, предпочтительно в смесителе с высоким усилием сдвига. Серосодержащий остаток подают в смеситель по трубопроводу 11, а дополнительный песок подают по трубопроводу 15. Было обнаружено, что для получения высоко сыпучей сырьевой смеси необходимо добавлять от 1,5 до 4 т песка на тонну высушенного серосодержащего остатка. Размер зерен песка предпочтительно составляет от 0,1 до 1 мм. Интенсивное перемешивание приводит к образованию гранул с приемлемым размером зерна для обжига в псевдоожиженном слое (при этом основная масса твердых веществ имеет размер от 300 до 600 мкм, в то время как все еще будут присутствовать твердые вещества размером от 0,1 до 3 мм).
Перед подачей в реактор 20 с псевдоожиженным слоем гранулы проходят по трубопроводу 16 в необязательную сушилку 17 для увеличения их стабильности. Удаленную воду извлекают по трубопроводу 18. В сушилке 17 может использоваться предварительно нагретый воздух, который пропускают напрямую или опосредованно на другую стадию способа и/или в воду или другую жидкость, предварительно нагретую с помощью источника тепла, включенного в данный способ или дополнительный по отношению к нему. Кроме того, сушилка 17 также может нагреваться электричеством или быть сконструирована в виде псевдоожиженного слоя. Необходимость стадии сушки зависит от свойств серосодержащего остатка. Вполне возможно, что серосодержащие остатки вообще не будут нуждаться в сушке перед обжигом.
Данный способ сжигания/обжига в реакторе 20 с псевдоожиженным слоем отличается от способа на фиг. 1 тем, что для способа сжигания/обжига используют весь объем слоя реактора 20 с псевдоожиженным слоем. Спекание достигается посредством оптимального разделения слипающихся частиц (сульфатов и оксидов свинца) в песчаной матрице. Сжигание происходит при 650-850°C при коэффициенте λ от 1,1 до 1,5, как и в способе на фиг. 1. В состоянии равновесия реактор 20 с псевдоожиженным слоем имеет дефицит тепла, для поддержания желаемой рабочей температуры в реакторе 20 с псевдоожиженным слоем можно сжигать углеродсодержащее топливо. Это возможно также для способа на фиг. 1. Однако, чтобы данный способ был привлекательным, он должен быть самоокупаемым.
Скорость ожижения находится в типичном для устойчивого обжига диапазоне, а именно от 0,5 до 1,5 м/с. Основную порцию обожженного вещества выгружают через выпускное переточное устройство. Мелкие частицы песка и обожженные частицы уносятся отходящим газом обжиговой печи. Реактор 20 с псевдоожиженным слоем имеет выпускное отверстие в дне для внутренней выгрузки или возможных крупных агломератов. Обожженные вещества, выгруженные из реактора 20 с псевдоожиженным слоем, охлаждают в охлаждающем барабане 50 (а, b). Разделение песка и содержащих серебро представляющих ценность компонентов достигают путем обработки на стадии растирания с последующей сортировкой путем просеивания или воздушной сепарацией.
Отходящий газ содержит в основном негорючие вещества совместно с некоторой небольшой долей песка. Следует отметить, что твердые частицы содержат большую часть серебра, а также сульфаты/оксиды свинца, сульфаты/оксиды цинка, железо, в основном в виде гематита, и оксид кремния и подлежат продаже и дополнительной обработке в плавильной печи для свинца.
На дополнительной стадии способа чистую серу можно отделить от серосодержащего остатка с помощью стадии вакуумной дистилляции, которую проводят с помощью пара, генерируемого в котлерекуператоре при 250-300°C. Такими образом негорючую фракцию обогащают до 60 мас.%, и она существует в виде очень мелких (х80<<40 мкм) твердых веществ, суспендированных в фазе жидкой серы. Эту фазу серы распыляют до мелких частиц (х80<80 мкм), и ее можно использовать для сжигания, как показано на обоих чертежах. Испаренную серу конденсируют в ванне с жидкой серой при температуре, которая немного ниже температуры испарения серы. Таким образом, такие испарившиеся примеси, как ртуть, остаются в газовой фазе и могут быть отделены от серы. Отходящий газ дополнительно очищают на стадиях очистки, соответствующих существующему уровню техники. Сконденсированная сера представляет собой чистую элементную серу и может быть продана в виде продукта.
Песок (или любые другие инертные частицы), извлеченный в измельчителе и блоке разделения, по меньшей мере частично, подают по трубопроводу 61 рециклом в смеситель для формирования гранул. Однако по меньшей мере часть этих частиц также можно подавать рециклом в реактор 20 с псевдоожиженным слоем.
Предварительно нагретый воздух (или любой другой газ) из по меньшей мере одного охладителя 50а, 50b подают, по меньшей мере частично, по трубопроводам 62, 63 в сушилку 17, где их используют
- 6 037686 для сушки и/или предварительного нагрева гранул.
Дополнительно по меньшей мере часть предварительно нагретого газа из по меньшей мере одного охладителя 50а, 50b подают по трубопроводам 62 и 64 в реактор 20 с псевдоожиженным слоем, где его можно использовать в качестве ожижающего газа и/или источника кислорода.
Список номерных ссылок
- смеситель,
11-13 - трубопровод,
- смеситель, , 16 - трубопровод,
- сушилка, , 19 - трубопровод,
- реактор с псевдоожиженным слоем,
- отводящий трубопровод,
- выпускной трубопровод, , 24 - трубопровод,
- циклон, , 32 - трубопровод,
- стадия дожигания,
34-36 - трубопровод,
- бойлер,
- трубопровод
- очистка горячего газа, , 44 - трубопровод,
- мокрая очистка газа,
46-48 - трубопровод,
50а, 50b - охладитель,
51-54 - трубопровод,
- измельчитель и блок разделения, , 57 - трубопровод,
61-64 - трубопровод.
Claims (11)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ утилизации содержащего от 30 до 60 мас.% элементной серы остатка от выщелачивания, полученного в виде кека на фильтре при выщелачивании серосодержащего металлического концентрата, в котором остаток от выщелачивания подают в реактор (20), куда вводят ожижающий газ с образованием псевдоожиженного слоя, содержащего по меньшей мере часть остатка от выщелачивания, и в котором остаток от выщелачивания нагревают в присутствии инертных частиц, представляющих собой частицы SiO2, до температуры от 600 до 900°C в окислительной атмосфере с получением обожженных частиц и SO2, который затем используют для производства серной кислоты, причем по меньшей мере 60 мас.% инертных частиц извлекают из псевдоожиженного слоя через выпускной трубопровод (22) для извлечения инертных частиц из псевдоожиженного слоя, а по меньшей мере 60 мас.% обожженных частиц извлекают вместе с потоком газа, содержащим отходящие газы и ожижающий газ, через отводящий трубопровод (21) для обожженных частиц, полученных из остатка для выщелачивания, совместно с отходящим газом из реактора (20), при этом диаметр по меньшей мере 70 мас.% обожженных частиц составляет менее 60 мкм и/или диаметр по меньшей мере 70 мас.% инертных частиц составляет от 0,05 до 3 мм, среднее время пребывания остатка от выщелачивания в реакторе составляет от 20 до 200 мин и скорость ожижающего газа на входе составляет от 0,2 до 2 м/с.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере 60 мас.% инертных частиц образуют первую зону псевдоожиженного слоя, а по меньшей мере 60 мас.% остатка от выщелачивания и/или обожженных частиц находятся во второй зоне, расположенной над первой зоной.
- 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед подачей в реактор остаток от выщелачивания смешивают с водой с получением суспензии, или тем, что перед подачей в реактор остаток от выщелачивания смешивают с инертным материалом и/или материалом из первой зоны.
- 4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что частицы, извлеченные из первой зоны, разделяют на инертные частицы и обожженные частицы.
- 5. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что частицы, извлеченные из второй зоны, отделяют от отходящего газа.
- 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что псевдоожиженный слой содержит смешанную зону, содержащую по меньшей мере 60 мас.% инертных частиц и по меньшей мере 60 мас.% остатка от выщелачивания и/или обожженных частиц в виде смеси.- 7 037686
- 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что соотношение инертного материала на тонну высушенного остатка от выщелачивания устанавливают в пределах от 0,01 до 1 т.
- 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что окислительную атмосферу регулируют так, что коэффициент лямбда избытка кислорода в топливно-кислородной смеси составляет от 1,1 до 1,8.
- 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что пыль, содержащуюся в отходящем газе, подают рециклом на стадию способа, осуществляемую в емкости (10) для смешивания, расположенную перед реактором и/или в реакторе.
- 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что инертные и/или обожженные частицы охлаждают путем предварительного нагревания потока газа, при этом предварительно нагретый поток газа подают рециклом в реактор.
- 11. Применение устройства для утилизации, содержащего от 30 до 60 мас.% элементной серы остатка от выщелачивания, полученного в виде кека на фильтре при выщелачивании серосодержащего концентрата цветных металлов, способом по любому из пп.1-10, где устройство содержит емкость (10) для смешивания для образования суспензии или гранул из остатков, реактор (20) с по меньшей мере одним трубопроводом (13) для подачи суспензии или трубопровод (19) для подачи гранул для обработки остатка от выщелачивания, полученного в виде кека на фильтре при выщелачивании серосодержащего концентрата цветных металлов, в реактор (20), подающий трубопровод (23) для подачи ожижающего газа в реактор (20), по меньшей мере один отводящий трубопровод (21) для извлечения обожженных частиц, полученных из остатка от выщелачивания, совместно с отходящим газом из реактора (20) в циклон (30) и выпускной трубопровод (22) для извлечения инертных частиц из псевдоожиженного слоя, в котором выпускной трубопровод (22) расположен так, что по меньшей мере 60 мас.% инертных частиц извлекают через указанный выпускной трубопровод (22), отличающееся тем, что первый охладитель (50b) соединен с выпускным трубопроводом (22) для инертных частиц, а второй охладитель (50а) соединен с циклоном (30), при этом обожженные частицы отделяют от отходящего газа.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016101362 | 2016-01-26 | ||
PCT/EP2016/082772 WO2017129341A1 (en) | 2016-01-26 | 2016-12-28 | Method and apparatus for treating a leaching residue of a sulfur-containing metal concentrate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201891531A1 EA201891531A1 (ru) | 2019-01-31 |
EA037686B1 true EA037686B1 (ru) | 2021-05-04 |
Family
ID=57799692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201891531A EA037686B1 (ru) | 2016-01-26 | 2016-12-28 | Способ и устройство для обработки остатка от выщелачивания серосодержащего металлического концентрата |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3408018A1 (ru) |
AU (1) | AU2016390040B2 (ru) |
BR (1) | BR112018014777B1 (ru) |
CA (1) | CA3012028A1 (ru) |
EA (1) | EA037686B1 (ru) |
MX (1) | MX2018008747A (ru) |
WO (1) | WO2017129341A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110172595A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-08-27 | 东北大学 | 一种钒渣悬浮态氧化焙烧-酸浸提钒的装置及方法 |
EP3932534B1 (de) * | 2020-06-30 | 2022-12-07 | AURA Technologie GmbH | Verfahren und vorrichtung zum recycling von wertmetallhaltigen abfallstoffen |
WO2023242465A1 (en) * | 2022-06-17 | 2023-12-21 | Metso Metals Oy | Method and arrangement for treating fine tailings |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2785050A (en) * | 1952-08-21 | 1957-03-12 | Allied Chem & Dye Corp | Two-stage fluid-suspension roasting of iron sulfide ore |
US2789034A (en) * | 1954-03-30 | 1957-04-16 | Allied Chem & Dye Corp | Process and apparatus for converting finely divided metal sulfide ore into sulfur dioxide and agglomerates of low sulfur cinder |
US3941867A (en) * | 1974-09-04 | 1976-03-02 | Canadian Patents And Development Limited | Production of molybdenum trioxide from molybdenite in a fluidized bed |
US4415540A (en) * | 1978-05-05 | 1983-11-15 | Provincial Holdings Ltd. | Recovery of non-ferrous metals by thermal treatment of solutions containing non-ferrous and iron sulphates |
US4670237A (en) * | 1983-06-21 | 1987-06-02 | Metallgesellschaft Ag | Process of removing pollutants from exhaust gases |
EP0508542A2 (en) * | 1991-04-12 | 1992-10-14 | METALLGESELLSCHAFT Aktiengesellschaft | Process for treating ore having recoverable metal values including arsenic containing components |
US5783158A (en) * | 1996-03-09 | 1998-07-21 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Process for treating sulfide ores containing gold and/or silver and as accompanying metal at least iron |
US20030198584A1 (en) * | 2002-04-19 | 2003-10-23 | Mason Bradley J. | Single stage denitration |
US20060230879A1 (en) * | 2002-12-23 | 2006-10-19 | Michael Stroder | Method and plant for the heat treatment of sulfidic ores using annular fluidized |
WO2011076995A1 (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Outotec Oyj | Method for utilising sulphur-containing waste generated in leaching of sulphide concentrates |
-
2016
- 2016-12-28 EP EP16826355.6A patent/EP3408018A1/en active Pending
- 2016-12-28 MX MX2018008747A patent/MX2018008747A/es unknown
- 2016-12-28 AU AU2016390040A patent/AU2016390040B2/en active Active
- 2016-12-28 CA CA3012028A patent/CA3012028A1/en active Pending
- 2016-12-28 WO PCT/EP2016/082772 patent/WO2017129341A1/en active Application Filing
- 2016-12-28 BR BR112018014777-0A patent/BR112018014777B1/pt active IP Right Grant
- 2016-12-28 EA EA201891531A patent/EA037686B1/ru unknown
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2785050A (en) * | 1952-08-21 | 1957-03-12 | Allied Chem & Dye Corp | Two-stage fluid-suspension roasting of iron sulfide ore |
US2789034A (en) * | 1954-03-30 | 1957-04-16 | Allied Chem & Dye Corp | Process and apparatus for converting finely divided metal sulfide ore into sulfur dioxide and agglomerates of low sulfur cinder |
US3941867A (en) * | 1974-09-04 | 1976-03-02 | Canadian Patents And Development Limited | Production of molybdenum trioxide from molybdenite in a fluidized bed |
US4415540A (en) * | 1978-05-05 | 1983-11-15 | Provincial Holdings Ltd. | Recovery of non-ferrous metals by thermal treatment of solutions containing non-ferrous and iron sulphates |
US4670237A (en) * | 1983-06-21 | 1987-06-02 | Metallgesellschaft Ag | Process of removing pollutants from exhaust gases |
EP0508542A2 (en) * | 1991-04-12 | 1992-10-14 | METALLGESELLSCHAFT Aktiengesellschaft | Process for treating ore having recoverable metal values including arsenic containing components |
US5783158A (en) * | 1996-03-09 | 1998-07-21 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Process for treating sulfide ores containing gold and/or silver and as accompanying metal at least iron |
US20030198584A1 (en) * | 2002-04-19 | 2003-10-23 | Mason Bradley J. | Single stage denitration |
US20060230879A1 (en) * | 2002-12-23 | 2006-10-19 | Michael Stroder | Method and plant for the heat treatment of sulfidic ores using annular fluidized |
WO2011076995A1 (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Outotec Oyj | Method for utilising sulphur-containing waste generated in leaching of sulphide concentrates |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2016390040B2 (en) | 2019-10-31 |
WO2017129341A1 (en) | 2017-08-03 |
BR112018014777A2 (pt) | 2018-12-11 |
MX2018008747A (es) | 2018-11-29 |
CA3012028A1 (en) | 2017-08-03 |
EA201891531A1 (ru) | 2019-01-31 |
BR112018014777B1 (pt) | 2022-07-26 |
AU2016390040A1 (en) | 2018-08-16 |
EP3408018A1 (en) | 2018-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR920002082B1 (ko) | 공정 가스의 처리 방법 및 장치 | |
RU2079562C1 (ru) | Способ переработки полиметаллических руд и концентратов, содержащих благородные металлы, мышьяк, углерод и серу | |
KR100584745B1 (ko) | 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서함철더스트 및 슬러지 재활용 장치 및 방법 | |
EP3052665B1 (en) | Method and plant for removing arsenic and/or antimony from flue dusts | |
AU739185B2 (en) | A process and apparatus for treating particulate matter | |
CN109306407B (zh) | 一种冶金含锌除尘灰治理及利用的装置和方法 | |
CN109652653A (zh) | 一种无机危废系统工艺 | |
EA037686B1 (ru) | Способ и устройство для обработки остатка от выщелачивания серосодержащего металлического концентрата | |
US3043652A (en) | Fluid bed process for granulating fine-grained materials | |
US5667556A (en) | Method of reprocessing zinc- and iron oxide-containing residual material | |
HU217281B (hu) | Eljárás és berendezés szilárd szemcsés anyagnak egymáshoz tapadni képes szemcséket tartalmazó, forró gázzal való felhevítésére | |
RU2359045C2 (ru) | Способ переработки свинецсодержащих материалов | |
US4263262A (en) | Fluid bed calcining process | |
EP3592872B1 (en) | Process for roasting of gold bearing sulfide concentrate | |
RU2487949C2 (ru) | Способ и устройство для изготовления жидкого чугуна или жидких стальных полуфабрикатов | |
KR20010031922A (ko) | 직접 환원철, 액체 선철 및 강 제조 방법 | |
US3649186A (en) | Continuous process for obtaining high-grade zinc oxide from zinc-containing minerals | |
CN216808148U (zh) | 用于固体物料的热处理的设备 | |
CA3228346A1 (en) | Process and plant for recycling zinc oxide residues | |
EA041563B1 (ru) | Способ обжига концентратов и/или остатков, содержащих сульфиды металлов | |
Adham et al. | 2800 Speakman Drive Mississauga, Ontario L5K2R7 (* Corresponding author: kadham Ghatch. ca) | |
NO135379B (ru) | ||
MXPA00004484A (en) | Method for producing directly-reduced iron, liquid pig iron and steel |