FI68661C - Foerfarande foer raffinering av sulfidkoncentrat innehaollandearsenik antimon och vismut - Google Patents

Description

! 68661

Menetelmä arseenia, antimonia ja vismuttia sisältävien sulfidi-rikasteiden raffinoimiseksi Tämä keksintö kohdistuu menetelmään arseenia, antimonia ja/tai vismuttia sisältävien sulfidirikasteiden raffinoimiseksi, jolloin sulfidirikasteiden ja hapen ja mahdollisesti happirikastetun ilman suspensiota johdetaan reaktiovyöhykkeen yläosaan, jonka alaosassa kaasujen suuntaa muutetaan sivulle päin niiden mukana kulkevien sulien ja kiinteiden osasten saattamiseksi törmäämään reaktiovyöhykkeen alla olevan sulan pintaan.

US-patenttijulkaisusta 1 762 867 tunnetaan menetelmä metallisulfi-dipitoisten kompleksimalmien käsittelemiseksi, jossa malmia kuumennetaan metallisulfidien selektiiviseksi haihduttamiseksi, jolloin raaka-aineessa ja välittömästi sen päällä ylläpidetään pelkistävä atmosfääri ja ylempänä hapettava atmosfääri. Tarvittaessa voidaan raaka-aineeseen lisätä rikkiä. Raaka-aineen sulatus ja hapetus haluttuun metallipitoisuuteen on kuitenkin suoritettava erillisessä vaiheessa.

FI-patenttijulkaisusta 56 196 tunnetaan menetelmä sulfidisten kompleksi- ja sekamalmien sekä rikasteiden sisältämien epäpuhtauksien, kuten arseenin, antimonin ja vismutin saattamiseksi helposti poistettavaan muotoon, jolloin raaka-aineen mineraalit pure- o taan ja pinotaan uudestaan alle 900 C lämpötiloissa ja korkeassa, 0,2-1 atmosfäärin elementtirikkiosapaineessa, niin että syntyy uusia helposti haihtuvia itsenäisiä sulfidiyhdisteitä, jotka voidaan osittain haihduttaa samassa vaiheessa.

Epäkohtana tässä ennestään tunnetussa menetelmässä on, että sen avulla saadaan raaka-aineen epäpuhtaudet ainoastaan helposti poistettavaan muotoon, kun taas varsinainen sulatus on suoritettava erillisessä vaiheessa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tämä epäkohta ja aikaansaada menetelmä arseenin, antimonin ja vismutin poistamisek- 2 68661 si sulfidirikasteista sekä kiven sulattamiseksi yhdessä ainoassa vaiheessa, esimerkiksi liekkisulatusuunin reaktiokuilussa.

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista. Esillä olevan keksinnön mukaan muodostetaan sylinterinmuotoiseen reaktiovyöhykkeeseen sula tai puoolikiinteä faasi sulfidirikasteesta johtamalla reaktiovyöhykkeeseen rikastetta, happea tai happirikastettua ilmaa sekä mahdollisesti hiili- ja rikkipitoista polttoainetta sellaisessa suhteessa, että reaktio- vyöhykkeen yläosaan muodostuu rikkiä ja rikkidioksidia sisältävä o atmosfääri, ^jonka lämpötila on yli 900 C ja hapen osapaine korkeintaan 10 atmosfääriä arseenin, antimonin ja vismutin haihduttamiseksi. Tämän jälkeen rikaste hapetetaan haluttuun metallipitoisuuteen samassa vaiheessa syöttämällä reaktiovyöhykkeen alaosaan ilmaa tai happirikastettua ilmaa.

Esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan syötetään reaktiovyöhykkeen yläosaan rikastetta, happea tai happirikastettua ilmaa sekä mahdollisesti hiili- ja/tai rikkipitoista polttoainetta sellaisessa suhteessa, että reaktiovyöhykkeen yläosassa vallit- o see 1200-1300 C:n lämpötila.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää poikkileikattua osapystykuvantoa keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen soveltuvasta modifioidusta liek-kisulatusuunista.

Piirustuksessa on liekkisulatusuunin seisovan sylinterinmuotoinen reaktiokuilu merkitty viitenumerolla 1 ja se yhtyy alapäästään alauuniin 2. Reaktiokuilu 1 on jaettu kahteen päällekkäiseen vyöhykkeeseen, s.o. ylempään halkaisijaltaan pienempään osaan 1' ja alempaan osaan 1". Kuten ennestään tunnetuissa liekkisulatus-uuneissa rikasteen ja kaasun suspensio voidaan syöttää reaktio-kuilun 1 yläpäästä 4 putken 5' kautta tai sitten reaktiokuilun 1 yläosaan l' tangentiaalisesti liittyvän putken 5 kautta.

Il 68661 3

Esillä olevan keksinnön mukaisesti ylläpidetään reaktiokuilun 1 yläosassa l' pelkistävä ja sulfidoiva atmosfääri, jonka lämpötila o -6 on yli 900 C ja hapen osapaine korkeintaan 10 atmosfääriä.

Hapen osapaine voi tietenkin epätyydyttävän sekoituksen ansiosta, varsinaisten reaktioalueiden ulkopuolella olla korkeampi. Näissä olosuhteissa rikasteen arseeni, antimoni ja vismutti haihtuvat ja tämän jälkeen voidaan raaka-aine hapettaa haluttuun metallipitoisuuteen syöttämällä ilmaa tai happirikastettua ilmaa reaktiokuilun 1 alemman osan 1 kattoon sovitetun putken 6' kautta tai reaktiokuilun 1 alemman osan 1 seinämän läpi joko radiaalisesti tai tangentiaalisesti johdetun putken 6 kautta.

On tunnettua, että esim. arseeni haihtuu ei-hapettuvissa olosuh-o teissä 600-900 C:ssa ja sulfidina ja sen yläpuolella alkuaineena, mikäli kaasuatmosfääri on riittävän pelkistävä ja sulfidoiva.

o Näin tapahtuu 1250 C:n lämpötilassa arseenipitoiselle kuparirikasteelle mikäli ympäröivän kaasun hapen osapaine on suuruusluok-—6 —3 kaa 10 atm ja rikkipaine 10 atm. Tämäntyyppinen tilanne voidaan keksinnön mukaisesti aikaansaada kaasurikastesuspensiossa liekkiuunin reaktiokuilua muistuttavassa tilassa käyttämällä osaa rikasteen sisältämästä pyriittisestä rikistä polttoon ja jättäen riittävä määrä atmosfäärin rikkipaineen ylläpitämiseksi. Mikäli rikasteessa on vapaata pyriittiä voidaan jopa koko tarvittava lämpömäärä tuottaa polttamalla pyriittiä teknisellä hapella. Koska kuitenkin esim. kalkopyriitin pyriittinen osuus ei riitä sekä lämpötilan että kaasuatmosfäärin rikkipaineen ylläpitämiseksi on tässä tapauksessa tarpeellinen lämpötila ja kaasuatmosfääri aikaansaatava polttamalla hiilivetyä tai hiiltä hapen avulla (ilman käyttö on mahdollinen, mutta aiheuttaa suuret kaasumäärät). Mikäli rikasteissa ei ole pyriittistä rikkiä voidaan poltossa käyttää elementtirikkiä tai sentapaista sopivan rikkipaineen aikaansaamiseksi (esim. kuparihohdetta ja enargiittia sisältäviä rikasteita sekä pentlandiittia ja arseenikiisuja sisältäviä nikkelirikas-teita).

4 68661

Samalla tavalla voidaan menetellä rikasteilla, joissa epäpuhtaudet ovat antimoni ja vismutti. Myöskin lyijy ja sinkki haihtuvat näissä olosuhteissa erinomaisesti.

Suspensiossa oleva sula voidaan erottaa liekkisulatusprosessista tunnetulla tavalla tuottaen suhteellisen matalaa kiveä, riippuen tietenkin rikasteiden kuparipitoisuuksista. Haihtuneita komponentteja sulfideina tai metalleina sisältäviä kaasuja voidaan käsitellä monella tavalla.

Mikäli kuilussa syntyy matalaa kiveä voidaan tätä kiveä hapettaa edelleen kuilun alaosassa käyttäen ilmalisäystä. Tällöin kaasu-faasissa olevat kaasumaiset komponentit muuttuvat helposti oksideiksi, mutta korkean lämpötilan ansiosta nämä pysyvät kaasumaisena (lukuunottamatta sinkkioksidia). Kaasujen jäähdytyksessä on, kuten aina tämän tapaisten aineiden ollessa kysymyksessä, huolehdittava siitä, ettei ilmavuotoja esiinny ennenkuin varsinaiset rikasteista johtuvat pölyt on erotettu. Näiden rikasteista johtuvien pölyjen erotus suoritetaan parhaiten niin korkeassa lämpötilassa kun sähkösuotimien rakenne sallii, minkä jälkeen eri lämpötiloissa tiivistyvät metallit voidaan selektiivisesti erottaa esim. käyttämällä eri lämpötiloissa toimivia sähkösuotimia tai sentapaisia. Lisäksi voitaisiin pölymäärää vähentää käyttämällä lisähapetuksessa sykloniefektiä nousukuilussa.

Esimerkki: 3 /

Koeuunin reaktlokuiluun syötettiin 200 Nm /h teknillistä happea 50 kg/h öljyä ja 1 t/h sulfidista kuparirikastetta, jonka Astoi- o suus oli 0,7 %.^ Kuilun yläosan lämpötila oli 1250 C ja vallitseva P~ = 10 atm ja Pc = 10 atm. Reaktiokuilun alem-°2 s2 3 paan osaan syötettiin vielä n. 700 Nm /h iimaa. Tuotetun kiven

Cu-pitoisuus oli 57 % ja sen As-pitoisuus 0,013 %, joten As-haihtuma oli 98 %.

Claims (4)

5 68661

1. Menetelmä arseenia, antimonia ja/tai vismuttia sisältävien sulfidirikasteiden raffinoimiseksi, jolloin sulfidiri-kasteen ja hapen tai mahdollisesti happirikastetun ilman suspensiota johdetaan reaktiovyöhykkeen (1) yläosaan (1'), jonka alaosassa kaasujen suuntaa muutetaan sivulle päin niiden mukana kulkevien sulien ja kiinteiden osasten saattamiseksi törmäämään reaktiovyöhykkeen (1) alla olevan sulan (3) pintaan, tunnettu siitä, että sulan tai puoli-kiinteän faasin muodostamiseksi johdetaan (5, 5') reaktio-vyöhykkeeseen rikastetta, happea tai happirikastettua ilmaa sekä mahdollisesti hiili- ja/tai rikkipitoista polttoainetta sellaisessa suhteessa, että reaktiovyöhykkeen (1) yläosaan (1') muodostuu rikkiä ja rikkidioksidia sisältävä atmosfääri, jonka lämpötila on yli 900°C ja hapen osapaine korkeintaan 10 ^ atm arseenin, antimonin ja vismutin sekä mahdollisesti lyijyn ja sinkin haihduttamiseksi ja että reaktiovyöhykkeen (1) alaosaan (1") syötetään samassa vaiheessa (6, 6') ilmaa tai happirikastettua ilmaa rikasteen hapettamiseksi haluttuun metallipitoisuuteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktiovyöhykkeen (1) yläosaan (1') syötetään (5, 5’) rikastetta, happea tai happirikastettua ilmaa sekä mahdollisesti hiili- ja/tai rikkipitoista polttoainetta sellaisessa suhteessa, että reaktiovyöhykkeen yläosassa vallitsee 1200-1300°C:n lämpötila.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaa tai happirikastettua ilmaa syötetään (6) tangentiaalisesti reaktiovyöhykkeen (1) alaosaan (1 " ) .

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikastetta, happea tai happirikastettua ilmaa sekä mahdollisesti hiili- ja/tai rikkipitoista polttoainetta syötetään (5) tangentiaalisesti reaktiovyöhykkeen (1) yläosaan (1').