NO136053B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til utvin-

ning av kvikksølv fra gasser ved overføring av kvikksølvet eller kvikksølvforbindelsene i utskillbart kvikksølvsulfid.

Den egner seg spesielt til utvinning av kvikksølv fra gasser

hvor kvikksølv foreligger forholdsvis fortynnet i gassfasen, hvorfra det ikke, eller bare med relativt små utbytter, kan utvinnes ved kondensasjon eller de vanlige vaskefremgangsmåter.

Ved den oksyderende røsting av sulfidiske malmer

som f.eks. sink-, bly- eller koppermalmkonsentrater overføres ved siden av svovel som svoveldioksyd også kvikksølvet praktisk talt kvantitativt i røstegassen. På grunn av sitt innhold av svoveldioksyd underkastes disse røstgasser vanligvis en videre bearbeidelse i svovelsyre, oleum, flytende svoveldioksyd eller svoveltrioksyd.

Hertil er det nødvendig på forhånd å rense disse gasser. Dette foregår på vanlig måte på tørr eller våt vei ved elektrostatisk adskillelse av støv og tåkeformede forurens-ninger og under vaske- og kjøleprosessen av røstgassen og avkjøling til for det meste 20 til 40°C. Under den vanlige rensing blir kvikksølvet som alt etter den anvendte røstefrem-gangsmåte foreligger i varierende forhold gassformet, delvis også flytende eller som fast forbindelse, bare ufullstendig fjernet fra gassen. Det i rengassen igjenblivende kvikksølv kommer kvantitativt i den frembragte resp. til tørkning anvendte svovelsyre og går dermed tapt.

Fra svensk utlegningsskrift nr. 334.598 resp.

tysk Offenlegungsschrift nr. 2.025-389 er det også allerede kjent en fremgangsmåte til å rense kvikksølvholdige gasser hvor kvikksølvet eller kvikksølvforbindelsene med nascerende svovel overføres i fast kvikksølvsulfid og adskilles. Omset-

ningerr av'- kvikksølvet med nascerende svovel finner imidlertid sted under en vasking med svovelsyre, dvs. flytende fase. Resultatet herav er en forholdsvis lav reaksjonshastighet som på den ene side er betinget ved nødvendigheten av en kvikksølv-absorbsjon og -diffusjon, på den annen side imidlertid også ved at det nascerende svovel omsetter seg meget hurtig til mer enn toatomede svovelmolekyler og derved taper sin aktivitet. Følge-lig må det arbeides med høyt svoveloverskudd, således at det ved bruk av svovel kommer til dannelse av kolloidalt svovel.

En ytterligere ulempe består i at kvikksølvsulfidet fremkommer kolloidalt. Følgelig inneholder vaskevæsken såvel kolloidalt svovel som også kolloidalt kvikksølvsulfid, hvorav det fremkommer betraktelige vanskeligheter ved utskillelse av kvikksølv-sulfid.

Til grunn for oppfinnelsen ligger derfor den oppgave å tilveiebringe en fremgangsmåte hvormed det lykkes å fjerne kvikksølvet mest mulig kvantitativt fra gassfasen, slik at det kan utvinnes med høyt utbytte. Derved er det mulig å utskille kvikksølvet før gassen kommer i berøring med svovelsyre.

Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte ved fremstilling av kvikksølv fra kvikksølvholdige gasser,, hvor kvikksølv eller kvikksølvforbindelser overføres til fast kvikk-sølvsulfid ved hjelp av nascerende svovel,, utskilles som sådan i -fast form og opparbeides til rent kvikksølv, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at omsetningen av kvikksølvet foregår i gassfase i nærvær av svoveldioksyd og kondenserende vanndamp med fra hydrogensulfid eller en hydrogensulfidutviklende forbindelse dannet svovel.

Det er kjent at gassformet kvikksølv reagerer med gassformet eller fast svovel til kvikksølvsulfid. Reaksjons-hastigheten ved temperaturer under 100°C er imidlertid meget liten, da dét reaksjonsdyktigé S^-S2-molekyl nesten,ikke er til-stede. Svoveldioksyd kan omsette seg med hydrogensulfid etter ligningen

Tørr S02~ og. HgS-gass reagerer såvel ved vanlige som også ved høyere temperaturer inntil 300 eller 400°C bare meget langsomt. Heller ikke ved nærvær av vanndamp foregår noen reaksjon. Underskrides imidlertid duggpunktet, går reaksjonen hurtig autokatalytisk. Avgjørende er det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen at omsetningen av kvikksølvet eller en flyktig kvikksølvforbindelse til kvikksølvsulf id med S-^- eller Sg-molekyler, altså nascerende svovel foregår i nærvær av konden-sert vanndamp. Følgelig foregår S^- resp. Sg-fremstillingen etter ovennevnte reaksjoner eller analogt med et annet H2S-utvik-lende sulfid. Videre er det avgjørende at reaksjonen foregår i gassfase for at den til kolloidal HgS-dannelse tenderende om-setning av kvikksølv eller kvikksølvforbindelser med hydrogensulfid uten S-|! /Sg-mellomtrinnet undertrykkes sterkt for å få utskillbart kvikksølvsulfid. Dette oppnås ved at omsetningen foregår ved eller under duggpunktet og før eller etter et even-tuelt vasketrinn, imidlertid ikke under en vasking. Adskil-lelsen av kvikksølvsulfid er da enkel og krever ved røstegass-rensing for fremstilling av svovelsyre ingen spesielle tilleggs-innretnihger. Det blir delvis i vanlige vaskeinnretninger ut-vasket sammen med annet støv eller utskilt elektrostatisk i våt-elektrofilteret og kan da lett opparbeides til metallisk kvikksølv. Ved sterkt varierende eller økede kvikksølvinnhold i forløpet øker mengden av kolloidal kvikksølvsulfid i gassen. Det viste seg imidlertid at også under disse betingelser kan mengden av kvikksølvsulfid fjernes fra gasstrømmen ved hjelp av et ytterligere etter våtelektrofiltrene koplet filtertrinn - bestående f.eks. av veke-, fast eller hvirvelsjiktsfiltere - direkte eller ved forutgående absorpsjon på et i gassfasen inn-bragt fast bærestoff, f.eks. støv.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av utførelseseksempler under henvisning til tegningen.

På tegningen viser:

Fig. 1 en skjematisk fremstilling av et anlegg til røsting av sulfidisk sinkkonsentrat med kvikksølvutvinning, og

fig. 2 en skjematisk fremstilling av et anlegg til sinterrøsting av blykonsehtrater med kvikksølvutvinning.

I henhold til fig. 1 røstes i en hvirvelsjiktrøst-ovn 2 sinkmalmkonsentratet ved. ca. 1000°C, idet røstluften tilføres over vifte 1. Den støvholdige røstgass som forlater ovnen med ca. 1000°C, og som inneholder 8 til 12 volum- svoveldioksyd og det omtrent kvantitative flyktiggjorte kvikksølv som gass, avkjøles i den etterkoplede avkjølingskjele 3 til ca. 350°C. En syklon 4 utskiller grovstøvet, et varmgasselektro-filter 5 utskiller finstøvet til få milligram fra gassen. Den forrensede gass trer med 200 til 400°C inn i kjøletårnet 6 og etter avkjøling til 50 til 70°C inn i vasketårnet 7- Ved over-risling med sirkulerende vaskesyre, en fortynnet sterkt foru-renset svovelsyre, avkjøles og vaskes gassen. Under disse betingelser kan avhengig av den røstede sinkmalmkonsentrattype ingen eller bare små mengder av kvikksølvet utskilles. Den ved avkjøling og vasking dannede tåke utskilles i to våt-elektro-filtertrinn 8 og 10 med mellomkoplet indirekte gasskjøler 9 og gassen avkjøles til 30 til 40°C. Derved kan ytterligere kvikk-sølv, hvis kvikksølvpartialtrykket tillater det, komme til utskillelse. I alle tilfeller forblir imidlertid i rengassen et gassformet restkvikksølvinnhold, som maksimalt kan oppnå til denne temperatur svarende partialtrykk. Dette kvikksølv fjernes kvantitativt først i tørketårnet 11 hvori gassen berisles med konsentrert svovelsyre og kommer således på uønsket måte over tørrsyren i den frembragte svovelsyre, ee forenede kondensater og vaskesyrer avgasses i en stripper 12 og befris fra sedimen-terbare faste stoffer i en avsetningstrakt 13.

Ved den ovenfor omtalte fremgangsmåte befinner kvikk-sølvinnholdet av sinkmalmkonsentratet seg såvel i stripperav-løpet som også i tørrsyren, således at det er umulig med en kvikk&ølvgjenvinning med godt utbytte og resultatet er en for-urensning av svovelsyren. Por å hindre dette blir ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hydrogensulfid eller en hydrogensulfidutviklende forbindelse innført på et sted i gassen hvor gassens duggpunkt er oppnådd eller underskredet, således at kvikksølvet omsetter seg med dannet nascerende svovel til utskillbart kvikksølvsulfid. Etter denne utskillelse uttas det med kondensatet resp. strippavløpet fra systemet. Da det her foreligger i grovfnokket form, er kvikksølvsulfidet meget lett og kvantitativt utvinnbart ved sedimentasjon eller filtrering. Eksempel 1.

Ved anvendelse av 550 tato (dagstonn) netto tørr sinkmalmkonsentratblanding med

13 g/t kvikksølv

80 g/t klor

45 g/t fluor

under 5 g/t tellur

under 5 g/t selen

ble det av 1,08 . 10^ normalkubikkmeter tørr røstgass pr. dag med 8 til 12 volum/5 svoveldioksyd frembragt 510 tato 96?-ig svovelsyre. Under disse betingelser inneholdt denne svovelsyre 8 til 10 ppm kvikksølv. Ved kontinuerlig tilsetning av 10 liter/ time av en oppløsning av 20 g/liter Na2S i gasstrømmen ved 14 sank kvikksølvinnholdet i den frembragte svovelsyre til under 0,5 ppm. Det i området for vaske- og kjøleanlegget samt den elektrostatiske gassrensing med kondensatet resp. vaskesyren utførte slam inneholdt 20 til 30 vekt? kvikksølv, nemlig alt i bundet og til utvinning av rent kvikksølv godt egnet form. Eksempel 2.

Ved anvendelse av 630 tato netto tørr sinkmalmkonsentratblanding med

178 g/t kvikksølv

50 g/t klor

70 g/t fluor

10 g/t selen

under 10 g/t tellur

ble det av 1,24 . 10 c normalkubikkmeter tørr røstgass pr. dag med 8 til 12 volum? svoveldioksyd frembragt 590 tato 96?-ig svovelsyre. Under disse betingelser inneholder denne svovelsyre 60 til 80 ppm Hg. Dessuten kondenserte metallisk kvikk-sølv i gassrensesystemets våte del, spesielt i gasskjøleren 9-Ved kontinuerlig tilsetning av 10 liter/time av en oppløsning med 160 g/liter natriumsulfid i gasstrømmen analogt eksempel 1 sank kvikksølvinnholdet i den frembragte svovelsyre til under 0,5 ppm. Det i området for vaske- og kjøleanlegget såvel for elektrostatisk gassrensning med kondensatet resp. vaskesyren utførte slam inneholder 40 til 60 vekt? kvikksølv, nemlig fullstendig som bundet og i godt egnet form til videreforarbeidelse i rent kvikksølv.

I henhold til fig. 2 avrøstes på et båndsinter-apparat 22 ifølge trykksinterfremgangsmåten, blykonsentrat sammen med tilsetninger' og andre blyholdige forstoffer ved ca. 900°C, idet røstluften tilføres over vifte 21. Over en ventilator 23 kommer den støvholdige og 4 til 6 volum? svoveldioksydholdige røstgass med en temperatur fra 200 til 350°C inn i varmgass-elektrofilteret 24 hvor støvets hoveddel fjernes fra gassen.

Dette noe kvikksølvsulfid-holdige støv tas ora igjen. Den

forrensede gass gjennomstrømmer en venturivasker 25, idet den avkjøler seg til 55 til 60°C og avkjøles videre i en gass-

kjøler 26 til 40 til 50°C. Den dannede tåke utskilles i to våt-élektrofiltertrinn 27 og 29 med mellomkoplet indirektegass-

kjøler 28 og gassen avkjøles til 20 til 30°C. En del av kvikk-

sølvet ved sinterrøsting forflyktiges også kvikksølv delvis som sulfid, utfelles ved denne våte gassrensning i bunnform,

f.eks. som kvikksølvsulfid og -selenid, og uttas med konden-

satet resp. vaskesyren etter å ha passert trippen 31 i avset-ningstrakten. Den således rensede ennå kvikksølvholdige gass trer inn i et tørketårn 30 således at dette kvikksølv kommer over tørrsyren på uønsket måte inn i den frembragte svovelsyre og går tapt for utvinning. Denne ulempe overvinnes ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 3-

345 tato netto tørr blykonsentrat, videre retur-

gods og tilsetningsstoffer.røstes idet det oppstår 0,87 . 10^ normalkubikkmeter pr. dag tørr røstgass med 3 til 4 volum? svoveldioksyd. Med røstgassen kom

4,22 kg pr. dag kvikksølv

288 kg pr. dag klor

18,7 kg pr. dag fluor

0,29 kg pr. dag selen

0,1 kg pr. dag tellur

inn i gassrenseanlegget. Ved en frembringelse av 135 tato 96%- ig svovelsyre inneholdt denne 18,5 ppm Hg. Ved kontinuerlig tilsetning av 20 liter/time av en vandig oppløsning med 50 g/

liter natriumsulfid i gasstrømmen ved 33 sank kvikksølvinnholdet i den frembragte svovelsyre til under 0,5 ppm. Det i området for vaske- og kjøleanlegg samt for elektrostatisk gassrensing med vaskesyren uttatte slam inneholdt 2 til 4 vekt? kvikksølv,

nemlig i bundet form som er godt egnet til videreforarbeidelse til kvikksølv.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av kvikksølv fra kvikksølvholdige gasser, hvor kvikksølv eller kvikksølvforbind-

elser overføres til fast kvikksølvsulfid ved hjelp av nascerende svovel, utskilles som sådan i fast form og opparbeides til rent kvikksølv, karakterisert ved at omsetningen av kvikksølvet foregår i gassfase i nærvær av svoveldioksyd og kondenserende vanndamp med fra hydrogensulfid eller en hydrogensulfidutviklende forbindelse dannet svovel.

2. Fremgangsmåte, ifølge krav 1, karakterisert ved at den kvikksølvholdige gass holdes ved en temperatur mellom 10 og 70°C. 3- Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kolloidal restkvikksølvsulfid fjernes fra gassen ved utskilling på et fast bærestoff i et eget filtertrinn.