PL102285B1 - A method of thermal treating pyrite coal waste material - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób termicznej obróbki pirytowych odpadów weglowych przez wypalanie metoda fluidalna, w celu ich utylizacji.

Znane sposoby obróbki termicznej materialów typu pirytowych odpadów weglowych lub tez pirytu polegaja na zastosowaniu kilku operacji jednostkowych. Na przyklad sposób prazenia pirytu wedlug opisu patentowego USA nr 3160496 polega na prazeniu rudy pirytowej, redukcji wypalków w piecu fluidalnym, a nastepnie grudkowaniu. Wady tego sposobu - to koniecznosc stosowania dwóch pieców fluidalnych, z których jeden sluzy do prazenia zas drugi do redukcji, koniecznosc stosowania generatora do wytwarzania gazów redukcyjnych. Ponadto sposób ten nie nadaje sie dc stosowania do obróbki termicznej materialu, który zawiera powyzej 6% wegla, gdyz w czasie prazenia takiego materialu nastepuje niekontrolowany wzrost temperatury, a wydzielajace sie produkty smolowe utrudniaja prowadzenie procesu.

Znany jest tez z patentu polskiego nr 72635 sposób prazenia surowca zawierajacego siarczki zelaza metoda fluidalna, prowadzony w temperaturze ponizej temperatury topnienia wypalków. Proces ten sluzy do oczyszcza¬ nia surowca od niepozadanych zwiazków miedzi, cynku i podobnych, ale nienadaje sie do przerobu pirytowych odpadów weglowych na produkt o znacznej zawartosci magnetycznych tlenków zelaza.

Celem wynalazku jest jednostopniowy sposób termicznej obróbki pirytowych odpadów weglowych, szczególnie o duzej zawartosci wegla w kierunku uzyskania produktu o znacznej zawartosci magnetycznych tlenków zelaza. Cel ten osiaga sie prowadzac obróbke pirytowych odpadów weglowych w zlozu fluidalnym w sposób autotermiczny w temperaturze 900-1060°C.

Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze pirytowe odpady weglowe o zawartosci wegla do 40% i zawartosci siarki powyzej 10% poddaje sie kruszeniu w celu uzyskania uziarnienia ponizej 10 mm. Nadawe poddaje sie prazeniu w piecu fluidalnym, przy czym proces prazenia prowadzi sie autotermicznie, wykorzystujac zawartosc wegla zarówno w celu uzyskania ciepla niezbednego do prowadzenia procesu w temperaturze 900-1060 C, jak i w celu zapewnienia atmosfery zapobiegajacej utlenianiu FeO do tlenków wyzszych. Korzystna atmosfere utleniajaco-redukcyjna zapewnia utrzymywanie odpowiedniego stosunku nadawy do ilosci dozowane-2 102 285 go powietrza. W przypadku gdy zawartosc wegla w surowcu nie wystarcza do wytworzenia atmosfery zapobiega¬ jacej tworzeniu sie wyzszych tlenków zelaza, do nadawy dodaje sie mialu weglowego. Czas przebywania surowca w zlozu powinien miescic sie w granicach 45—80 min. Produkty obróbki termicznej surowców w reaktorach ze zlozem fluidalnym odbiera sie z przelewu umieszczonego nad zlozem, uzyskuiac produkt o grubszym ziarnie oraz z odpylaczy — uzyskujac produkt o drobniejszym ziarnie.

Na skutek segregacji ziarnowej w zlozu fluidalnym omawianego materialu zachodzi rozdzial skladników mineralnych weglowych odpadów pirytowych, przy czym do produktu uzyskiwanego z odpylacza przechodza glównie tlenki zelaza, natomiast do produktu uzyskiwanego z przelewu pozostale skladniki mineralne przerabia¬ nego surowca, wraz z pewna czescia tlenków zelaza. Równoczesnie istotne jest, ze w jednym piecu fluidalnym zachodzi proces utleniania i redukcji, skutkiem czego uzyskuje sie produkty zawierajace znaczne ilosci magnetytu.

Przyklad I. Przeprowadzono spalanie 300 kg weglowych odpadów pirytowych zawierajacych okolo 18% siarki i 19% wegla w piecu fluidalnym o srednicy wewnetrznej 450 mm i wysokosci 3 m. Surowiec kruszono w ten sposób, ze ziarno maksymalne wynosilo okolo 6 mm. Tak skruszony material podawano do pieca w ilosci okolo 30 kg/h. Temperatura we wnetrzu pieca fluidalnego wynosila 960-1060 C. Czas przebywania materialu w zlozu wynosil 56 minut. Uzyskano 117 kg produktu, w tym 16,7 kg produktu z odpylacza i 100 kg z przele¬ wu, przy czym zawartosc siarki w produkcie z odpylacza wynosila 0,53%, a w produkcie z przelewu 0,59%.

Produkt z odpylacza stanowi wysokoprocentowy koncentrat zelaza, zawierajacy 62% Fe, natomiast produkt z przelewu zawiera okolo 37% Fe oraz pozostale skladniki mineralne, wchodzace w sklad materialu wyjsciowe¬ go.

Przyklad II. Przeprowadzono spalanie 340kg odpadów pirytowych zawierajacych 17% siarki oraz 13% wegla w piecu fluidalnym. Surowiec przed spalaniem skruszono do ziarna maksymalnego 2 mm. Material podawano do pieca w ilosci 33 kg/h, temperatura we wnetrzu pieca wynosila 900-1020°C/czas przebywania w zlozu wynosil okolo 48 minut. Uzyskano 62 kg produktu z odpylacza i 103 kg produktu z przelewu, przy czym zawartosc siarki w produkcie z cyklonu wynosila 0,45%, a w produkcie z przelewu 1,0%. Produkt uzyskany z odpylacza byl wysokoprocentowym koncentratem zelaza, zawierajacym 62% Fe, a produkt z przele¬ wu okolo 12% Fe oraz pozostale skladniki mineralne zawarte w materiale wyjsciowym.

Zaleta wynalazku jest mozliwosc uzyskiwania wysokoprocentowych koncentratów zelaza o niskiej zawar¬ tosci siarki z pirytów weglowych. Szczególnie istotna jest nozfiwosc wykorzystania przy pomocy niniejszego wynalazku surowca o wysokiej zawartosci wegla, co pozwala na utylizacje klopotliwych, mlynowych odpadów weglowych, powstajacych podczas przygotowywania wegli energetycznych do spalania. Odpady te wymagaja znacznych powierzchni dla skladowania i ulegaja latwo samozaplonowi, co powoduje zatrucie atmosfery przez emisje znacznych ilosci S02.

Specyfika procesu fluidalnego wedlug wynalazku sprzyja rozdzialowi substancji mineralnych wchodzacych w jego sklad, skutkiem czego uzyskuje sie produkt pylisty, bedacy glównie mieszanina tlenków zelaza oraz produkt ziarnisty z przelewu zawierajacy glównie pozostale skladniki mineralne wraz z pewna iloscia tlenków zelaza. Otrzymane produkty takiego jednostopniowego procesu utleniania i redukcji charakteryzuja sie silnymi wlasnosciami magnetycznymi. Pozwala to na wyeliminowanie drugiego pieca fluidalnego do redukcji oraz instalacji do produkcji gazów redukcyjnych.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób termicznej obróbki pirytowych odpadów weglowych przez wypalanie metoda fluidalna w temperaturze nizszej od temperatury topnienia wypalków, znamienny tym, ze pirytowe odpady weglowe o uziarnieniu 0-10 mm wypala sie fluidalnie w atmosferze utleniajaco-redukcyjnej w temperaturze 900-1060°C i przy czasie przebywania materialu w zlozu 45—80 minut.

2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze do nadawy dodaje sie mialu weglowego. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl