NO124445B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å befri arsenholdige oksydiske jernmalmer og avbranner for arsen og eventuell overføring av disse materialer til stykkform.

Det foreligger store mengder oksydiske

jernmalmer og avbranner som på grunn

av for høyt arseninnhold ikke egner seg

for direkte hyttebehandling, så mest mulig

av arseninnholdet må fjernes før behandlingen. Det er også ofte nødvendig å over-føre disse ofte i finkornet form foreliggende råstoffer, særlig avbranner, til stykkform, hvilket vanligvis gjøres ved sintring

eller pelletering og brenning av pelletene.

En kjent fremgangsmåte for å fjerne

arsen i disse råstoffer består i en reduserende røstning med reduserende gasser,

f. eks. CO, i etasjeovner eller roterende

ovner, så jernarsenatet reduseres til AS2O3

og Fe:i04, hvorved AS2O.1 avdrives ved ca.

600° C.

Hvis råstoffet ikke på forhånd foreligger i finkornet form må det først findeles,

så også den for arsen befridde malm resp.

avbrann vil være findelt og må overføres

til stykkeform før hyttebehandlingen.

For å fjerne arsen fra meget arsenrike

malmer, f. eks. speiser, er det også kjent

samtidig å anvende pyritt og kull, hvorved

restinnholdet blir 2 % As og derover.

Det er også kjent å røste oksydiske

jernmalmer og avbranner under tilsetning

av pyritt, hvorved man ofte kan fjerne så

meget arsen at produktet blir brukbart.

Den vesentligste ulempe ved denne fremgangsmåte består i at man er nødt til å

anvende større mengder pyritt, som for det

første faller dyrt og for det annet frigis

vesentlige mengder SO2, der dog som oftest

er for små til å nyttiggjøres, f. eks. for fa-

brikasjon av H-SOi og for store til å slip-pes ut i atmosfæren.

Det finkornede for arsen befridde rå-stoff overføres derpå til stykkform ved sintring eller pelletering og brenning. Det er kjent for dette formål å anvende sulfidiske materialer, f. eks. pyritt, som fast brennstoff.

Derimot har det hittil ikke vært mulig å utføre de to operasjoner, nemlig fjernelsen av arsen og sintringen resp. brennin-gen av pellets i ett arbeidstrinn, fordi man, for å få et svovelfritt sinterprodukt må anvende et så stort luftoverskudd at arse-net igjen oksyderes til arsenat, så vesentlig mindre mengder arsen fjernes. Minsker man derimot luftoverskuddet så meget at man får et tilstrekkelig arsenfritt sinterprodukt, så blir sVovelforbrenningen så ufullstendig at sinterproduktet vil inne-holde for meget svovel.

Dessuten hadde også denne arbeidsmåte den ulempe at pyrittforbruket var for stort, nemlig minst 15 %, i praksis som oftest 25 %, beregnet på det oksydiske rå-stoff.

Heller ikke bruk av kullstoffholdige brennstoffer ved sintringen gjør det mulig samtidig å fjerne arsen. Den største ved sintring med kullstoffholdig brennstoff hittil oppnådde avdrivningsgrad utgjør ca. 50 til 70 %, hvilket på langt nær er tilstrekkelig for å gi brukbare sinterkaker for me-tallurgisk viderebehandling.

Den teoretisk mulige forandring av den kjente fremgangsmåte, nemlig i stedet for å fjerne arsen ved hjelp av reduserende gasser i etasjeovner og roterende ovner å gjøre dette på et sintringsbånd, er ikke gjennomførbar, fordi den for å fjerne arsen med reduserende gasser nødvendige reaksjonstid av 2—3 timer riktignok kan opprettholdes i etasjeovner og roterende ovner, men en så lang opprettholdelse på sin-tringsbåndet er ikke mulig av økonomiske grunner.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte som gjør det mulig å fjerne arsen på sintringsbånd uten vesentlig tilsetning av pyritt, så man herved oppnår de kjente, med arbeid på sintringsbånd forbundne fordeler. Ved en videre utformning av oppfinnelsen er det dessuten mulig å forene de to operasjoner, nemlig å fjerne arsen og omdannelse til stykkform i en eneste operasjon og å utvinne en sinterkake resp. pellets, som tilfredsstiller alle krav med hensyn til lavt arsen- og svovel-innhold og mekanisk styrke.

Det er imidlertid også mulig å fjerne arsen uten reduserende gasser og uten vesentlig tilsetning av pyritt når dette gjø-res slik at det for arsen befridde produkt fåes i finkornet form, hvilket f. eks. er øn-skelig når det ikke skal tilføres høyovnen men brukes i Rennmetoden.

Oppfinnelsen beror på den overrasken-de erkjennelse at arsenatets spaltning til Fea04 og AS2O.1 foregår raskere og fullsten-digere når reduksjonsmidlet er tilsatt i fast form, dog under den uttrykkelige for-utsetning at det opprettholdes en atmosfære som er mest mulig nøytral og høyst får være svakt oksyderende eller reduserende. Opprettholdelse av en svakt reduserende atmosfære er å foretrekke, for med sikkerhet å hindre at den blir for sterkt oksyderende, dog medfører opprettholdel-sen av en sterkt reduserende atmosfære ingen fordeler. I en sterkt reduserende atmosfære vil reaksjonen iallfall delvis for-løpe over gassfasen, således at foreliggende oppfinnelses vesentlige fordel, nemlig at reaksjonen forløper raskere og fullstendig-ere i fast fase, iallfall delvis igjen opp-heves.

Ifølge oppfinnelsen tilsettes råstoffet som skal befris for arsen ikke vesentlig mer fast brennstoff enn nødvendig for re-duksjon til FeiiOé og det røstes reduserende i mest mulig nøytral atmosfære. Som brennstoff anvendes fortrinnsvis kullstoffholdige brennstoffer med tilstrekkelig reak-sjonsevne, f. eks. antrasitt, brunkull eller trekull og/eller pyritt, som har vist seg særlig reaktivt.

Tilsetningen av de faste brennstoffer kan finne sted innenfor vesentlig lavere

grenser enn ved de kjente fremgangsmåter, nemlig innenfor grensene 1—4 % for py-ritts og antrasitts vedkommende og tilsvarende større mengder ved bruk av mindreverdige brennstoffer.

En blanding av sulfidiske og kullstoff-hodige brennstoffer, som ved en spesiell utførelsesform av oppfinnelsen har vist seg særlig reaktiv består av ca. y3 pyritt og % antrasitt.

Pyrittilsetningen kan selvfølgelig min-skes tilsvarende eller helt bortfalle i til-felle avbrannen på forhånd inneholder sul-fidsvovelrester eller sulfatsvovel, som reduseres til svovel av det kullstoffholdige brensel.

Ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen kan de to operasjoner, nemlig fjernelsen av arsen og overføringen til stykkform forenes i en eneste operasjon. Det ble nemlig funnet at det under samtidig anvendelse av kullstoffholdig brensel, f. eks. koks eller brunkull og sulfidisk brennstoff, f. eks. pyritt, er mulig ved pas-sende minskning av lufttilførselen å regu-lere forbrenningen av de to brennstoffer slik at jernet reduseres praktisk talt fullstendig til Fe.iO^, så en fullstendig avdriv-ning finner sted, idet man allikevel får en sinterkake med et innhold av høyst 0,3 %, som oftest under 0,1 % svovel. Den for å fjerne bare svovel nødvendige reaksjonstid utgjør ved denne arbeidsmåte bare 15—30 min. og den samlede oppholdstid både for å fjerne arsen og for sintring utgjør fra 20 til 40 min. En slik oppholdstid kan sin-tringsbåndet uten vanskelighet beherske både teknisk og økonomisk.

Skal man samtidig både fjerne arsen og foreta sintring resp. herdning, er det naturligvis nødvendig å øke brennstoff-mengden tilsvarende den for sintring eller brenning nødvendige varmemengde, dvs. ca. 7—10 % for antrasitts vedkommende og tilsvarende større mengder når der brukes mindreverdige brennstoffer. Disse varme-mengder kan tilføres både i form av faste brennstoffer, f. eks. koks, eller ved hjelp av varme gasser. Ved sintring erstattes hensiktsmessig ca. y3 av det faste brennstoff med forbrenningsgasser.

Skal derimot pelletene samtidig befris for arsen og brennes, så er det som oftest hensiktsmessig bare å tilsette pelletene så meget pyritt-antrasittblanding som er nød-vendig for å fjerne arsen og å tilføre den for brenning nødvendige varmemengde i form av varme gasser.

For å opprettholde en nøytral atmosfære er det, hvis man sintrer med faste brennstoffer under gjennomsugning av luft, nødvendig å minske luftgjennomløpet i vesentlig grad, sammenliknet med de luftmengder som ellers tilføres ved bruk av sintringsbånd.

Ifølge oppfinnelsen anvendes 5—10 mVmVtime luft sammenliknet med de ellers vanlige luftmengder fra 30 til 80 m3/m2/time, som oftest 50 m3/m2/time.

Ved en videre utformning av oppfinnelsen er det imidlertid ikke nødvendig å begrense luftgjennomløpet så sterkt under hele behandlingen. Det er tilstrekkelig å begrense luftmengden til den angitte lave verdi under halvparten av behandlings-tiden. Deretter økes luftgjennomløpet gan-ske betraktelig, endog over de ellers vanlige verdier, uten uheldig innvirkning på arsenavdrivningen. Dette til slutt økede luftgjennomløp inntil 50 m<3>/m<2>/time, ja endog over 70—80 m<3>/m<2>/time, gjør det mulig å holde sintringsbåndets ytelse innenfor tekniske-økonomiske grenser, dvs. ca. 5—7 tato/m<2>, til tross for den meget begrensede luftgjennomgang til å begyn-ne med.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskre-vet i de følgende eksempler.

Eksempel 1:

Det ble anvendt en flotasjonsavbrann med 1,7 % As og 1,48 % svovel og følgende siktanalyse:

500 g av denne avbrann ble behandlet med 4 % malt antrasitt og 2 % flotasjons-pyritt ved 900—950° i 15 min. i et elektrisk oppvarmet roterende rør i kvelstoffatmo-sfære. Produktet inneholder under 0,04 % As.

Eksempel 2:

I", —- T j - .

Det ble anvendt samme avbrann som i eksempel 1. Ved et sintringsforsøk ble føl-gende charge blandet i en Eirich-blande-maskin under samtidig fuktning:

Den ferdige blanding ble anbragt på en sintringspanne (40 x 40 cm) og etter antennelse ble undertrykket innstilt slik at det ble avsuget høyst 5—10 m<3>/m<2> sugeflate pr. minutt. Etter avsluttet brenning ble det sintrede produkt kjølt med en av-gassmengde av 80—120 m<:>)/m<2> sugeflate. Etter avsluttet sintring inneholdt produktet under 0,05 % As og 0,3 % totalsvovel.

Eksempel 3:

Følgende charge ble blandet i samme apparat som i eksempel 2 og deretter sin-tret:

Også her ble avgassmengden til å be-gynne med begrenset til 5—10 m<3>/m2 sugeflate/min. Ved denne blandingsfyring var det sintrede produkts kvalitet bedre enn ved normal sintring, da mengden av til-bakeført gods var mindre. Det sintrede produkt inneholdt også her under 0,05 % As og toltalsvovelinnholdet var 0,17 %.

Eksempel 4: Avbrannen (samme sammensetning og siktanalyse som i eksempel 1) ble uten mal-ing pelletisert på en tallerkengranulator under tilsetning av 4 % pyritt og 6 % brunkull. Pelletene hadde en diameter av 10— 20 mm. De rå pellets ble anbragt på en rist (størrelse 40 x 40 cm) i en laghøyde av 35 cm. Risten var før beskikningen med de rå pellets forsynt med et 10 cm tykt lag av allerede brente pellets fra et tidligere forsøk. En mest mulig surstoffri forbren-hingsgass ble suget gjennom pelletlaget. Den maksimale brenningstemperaturen var 1230° C. Etter avsluttet brenning ble pelletene avkjølt med luft. Pelletene inneholdt 0,08 % As og 0,2 % S.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for å befri oksydiske malmer og jernavbranner for arsen ved reduserende røstning med faste reduksjons-midler, karakterisert ved at røstningen foretas i mest mulig nøytral atmosfære utelukkende med fast reduksjonsmiddel som består av fra 1 til 4 % sulfidiske re-duksjonsmidler og fra 2 til 4 % antrasitt eller tilsvarende større mengder mindreverdige brennstoffer.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at tilsetningen av sulfidisk brennstoff holdes innenfor grensene fra 1 til 2 %.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 og 2, karakterisert ved at jernmalmen blandet med kullstoffholdig og sulfidisk brennstoff I overføres til stykkform ved sintring eller brenning i form av pellets samtidig som den befries for arsen.