NO166114B - Primaeravfjaering for skinnekjoeretoey. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til sulfatering av ikke-jernmetaller i findelte jern- eller andre malmer.

Fremgangsmåten vedrorer å overfore ofte verdifulle side-metaller som Cu, Co, Ni, Zn osv., som befinner seg i findelte jernmalmer og som er skadelige for jernfremstillingen, til opploselige sulfater, mens jernet praktisk talt forblir fullstendig som oksyd<1>

FegO^. Fremgangsmåten kan også anvendes i forbindelse med andre malmer enn jernmalmer.

I praksis kan den sulfaterende rostingen gj<ennomfores f.eks.

i en hvirvelsjiktovn, i hvilken det er lett å beherske forholdene og temperaturen. Den sulfaterende rostingen har hittil blitt utfort bare ved bruk av sulfidholdige malmer, hvorved blant annet folgende reaksjoner foregår:

De to sistnevnte reaksjoner, som er viktige for sulfateringen, kan gå i begge retninger og er sterkt avhengige av temperaturen og gass-sammensetningen. Det er blitt konstatert at på grunn av metallsulfatenes termiske dissosiasjon, ligger den mest egnede sulfateringstemperaturen på begge sider av 700°C, hvorved jernsulfåtets mengde forblir liten, og at en overskuddsmengde luft må anvendes i overensstemmelse med den teoretisk nodvendige, dvs. den mengde som kreves for oksydering av sulfidene og dannelse av metallsulfåtene.

Idet alle de ovenfor nevnte kjemiske reaksjoner er sterkt eksotermiske, og idet det er av vesentlig betydning at temperaturen holdes konstant, er det svært nodvendig med en kontrollert avkjoling. På grunn av den adhesjonstendens som forekommer ved en sulfaterende rosting, er avkjolingselementenes anvendelse i selve hvirvelsjiktet vanskelig, på grunn av at disse elementers overflater ved lav temperatur prover å tilfeste seg stoffer som inneholder rikelig med jernsul-fat. I nuværende fremgangsmåter gjennomfores derfor avkjølingen direkte som en vanntilsetning til hvirvelsjiktet, delvis slik at jern-malm-konsentratet tilfores som et vannslam, delvis ved en direkte vanninnsproytning. Disse fremgangsmåter oppviser en lite formåls-tjenelig varmeokonomi, fordi avkjolingen hovedsakelig gjennomfores ved fordampning av vann og denne fordampningsvarme kan i praksis ikke gjenvinnes. Da ytterligere jernmalmkonsentrat innsproytes i ovnen oveni-fra som et vannslam, for tilveiebringelse av ensartede betingelser, avkjoles avlopsgassene derved utilborlig og forringer ytterligere prosessens varmeokonomi og forårsaker en kraftig sulfatering av jernet i det innforte materialet.

Fra norsk patent nr. 90 120 er det kjent å roste svovelkis

i en hvirvelsjiktovn hvorved SC^-innholdet i avgassene holdes på et maksimalt nivå. Det tas her sikte på ved en avsvovlingsrosting å oppnå et svovelfritt oksydmateriale, mens det ved foreliggende fremgangsmåte foretas en sulfaterende rosting av visse metaller i en hvirvelsjiktovn. Videre er det fra tysk patent nr. 901 959 kjent en totrinns rostingsprosess av svovelholdig malm i en hvirvelsjiktovn, ved bruk av

et oksygenoverskudd. Hensikten er utelukkende å oppnå en fullstendig fjerning av svovel fra malmen-. Det tas således ikke sikte på å oppnå et sulfatert produkt. I tysk patent nr. 347 834 beskrives omdannelse av sulfidmalmer til sulfatform ved utforelse av rosting med et over-skudd av oksygen. Således behandles det ved rosting oppnådde oksydmateriale i medstrom med oksygenholdig rostegass i nærvær av jernoksyd, som fremmer reaksjonen mellom oksygen og svoveldioksyd til SO^ hvilket forårsaker en sulfatering av nevnte materiale. Råmaterialene er således forskjellige fra de som benyttes i foreliggende fremgangsmåte. Fra tysk patent nr. 598 333 er det kjent å foreta sulfatering av en stasjonær charge, omfattende forskjellige nikkel- og/eller kopperhold-ige råmaterialer, som på forhånd tilsettes nodvendig mengde svovel for sulfateringen. Prosessen foretas ved innforing av oksygen eller oksygenanriket luft under oppvarming. Istedenfor å benytte en stasjonær charge som på forhånd gis en bestemt sammensetning er foreliggende fremgangsmåte kontinuerlig og sjiktet i hvirvelsjiktovnen er i stadig bevegelse og chargens sammensetning reguleres ved innmat-ningen.

Ifolge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte til sulfatering av ikke-jernmetaller, f.eks. Cu, Co, Ni og Zn, som befinner eeg i små mengder i findelte sulfidmalmer eller konsentrater, i en hvirvelsjiktovn under finregulering av temperaturen ved innsprøytning av vann direkte i hvirvelsjiktet, kjennetegnet ved at det oksydiske materialet, som er blitt rostet fra sulfidmalmen, tilsettes urostet sulfidmalm i en mengde på 0.05 - 1 ganger mengden av oksydisk materiale for tilveiebringelse av varmebalanse og fordelaktige sulfateringsforhold.

I denne fremgangsmåten utgår man fra det prinsipp at til sulfateringen anvendes bare så mye sulfidmalmer, som er nodvendig for å tilveiebringe varmelikevekt og hensiktsmessige sulfateringsforhold. Den tilforte sulfidmalmens minstemengde avhenger av hvordan den nodvendige temperatur kan oppnåes og opprettholdes. På den annen side må mengden av sulfidmalm være tilstrekkelig for at man i ovnen skal kunne oppnå en gassblanding i hvilken mengden av SO^ er tilstrekkelig for dannelse av metallsulfater. Bare en brokdel sulfidmalmer er nodvendig i totalinnmatningen. Malmene kan enten tilfores torre eller fuktige som i naturlig tilstand.

Ved undersøkelse av de reaksjonshastigheter i hvirvelsjiktet som er aktuelle ved den sulfaterende rosting, er det konstatert at reaksjonene 1, 2 og 3 er svært hurtige, og av denne grunn må det i forhold til ovnstorrelsen være flere tilforingssteder for sulfidmalm for tilveiebringelse av en tilstrekkelig jevn SOg-atmosfære i hvirvelsjiktet, derimot trenges det for oksydmalms vedkommende vanligvis ikke mer enn et tilforingssted. Da de fordelaktige betingelser, forst og fremst for gass-sammensetningen, som skal til for en heldig gjennom-foring av sulfateringen, vanligvis kan reguleres ved at det holdes et forhold mellom sulfidmalm og oksydmalm innen videre grenser, gjenstår opprettholdelsen av varmelikevekten som er en begrensende faktor. Tilfdringsforholdet må derfor velges således at den sluttlige finregu-leringen av temperaturen skjer ved hjelp av en liten direkte vanninnsproytning i hvirvelsjiktet. Dette forårsaker ikke noen vesentlig avkjoling av avlopsgassene.

Ved denne fremgangsmåten oppnåes en flerdobbelt kapasitet med hensyn til ovnsenhet sammenlignet med tidligere fremgangsmåter, hvor det som utgangsstoffer bare ble anvendt sulfidmalmer. På grunn av at man ved hjelp av fremgangsmåten ifolge foreliggende oppfinnelse på en fordelaktig måte kan sulfatere oksydmalmer, folger det av dette at hoveddelen av sulfidmalmene forst på vanlig måte kan rostes til oksydmalmer, hvorved betydelig bedre SC^-gasser kan gjenvinnes enn ved på tidligere måte å sulfatere sulfidmalmer direkte, og hvorved det dessuten oppnåes en fordelaktig varmeokonomi.

Eksempler på sulf ateringen under anvendelse av en 5 «i o/ hvirvelsjiktovn.

Sulfidmalmanalyse:

Produktet fra denne sulfidmalm rostet i en fluidiserende rosteovn ga analysen:

Ved sulfateringstemperaturen 670°G må gassens hastighet i forhold til ovnens frie tverrsnittsoverflate beregnes til 0.25 m/s. Tilforingsmengdene var ved forskjellige betingelser folgende:

SR = svovelkismalm

PJ = rostet produkt fra svovelkismalmen

Med totaltilforselsforholdet' 1:6 oppnår man således en 5~ dobbelt kapasitet sammenlignet med ren svovelmalmtilforsel.

Med blandingsforholdet SR/PJ = 1.3 og 1.6 ganger den teo-retiske luftmengden, ble folgende analyse for produktet oppnådd: totalopploselighet 10.4 - 11.4 $, opploselig Fe = -.19 - 0.23 $> uopp-løselig i vann: Co = 0.10 $

Ni = 0.11 - 0.12 $

Cu = 0.03 $

Zn = 0.08 - 0.10 $

Sulfid S = 0.2 $

Med blandingsforholdet SR/PJ = 1.5 og 1.6 ganger den teore-tiske luftmengden, var produktets analyse folgende: totalopploselighet 11-12$, opploselig Fe = 0.2 - 0.3$, uopploselig i vann: Co = 0.10 - 0.11$

Ni = 0.11 - 0.12$

Cu = 0.02 - 0.03$

Zn = 0.12 - 0.13 $

Sulfid S = 0.2 %

Hvirvelsjiktets temperatur var 670°-675°C. Malmen ble til-fort ved en fuktighet på 6-7 $.

Avlopsgassenes S0g + S0^ var ca. 7-9$ °g i overensstemmelse med dette var oksygeninnholdet ca. 8$ (av torrgassen).

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til sulfatering av ikke-jernmetaller, f.eks. Cu, Co, Ni og Zn, som befinner seg i små mengder i findelte sulfid-

malmer eller konsentrater, i en hvirvelsjiktovn under finregulering av temperaturen ved innsproytning av vann direkte i hvirvelsjiktet,karakterisert ved at oksydisk råmateriale, som er blitt rostet fra sulfidmalmen, tilsettes urostet sulfidmalm i en mengde på 0.05 - 1 ganger mengden av oksydisk materiale for tilveiebringelse av varmebalanse og fordelaktige sulfateringsforhold.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at sulfidisk råmateriale innmates i ovnen på to eller flere steder.