Opublikowano dnia 30 stycznia 1960 r. 4L POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY CD/Ib ^l&X Nr 42290 KI. 12 i, 17 American Sulphur and Refining Company Beverly Hills, Stan Kalifornia, Stany Zjednoczone Ameryki Sposób ciaglego ekstrahowania siarki z rudy Patent trwa od dnia 23 lutego 1957 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymy¬ wania bardzo czystej siarki, z duza wydajnoscia, przez ekstrahowanie rozpuszczalnikiem rud siar- konosnych, których przeróbka czesto dotychczas uchodzila za nieoplacalna.Sposób wedlug wynalazku poza innymi ce¬ chami obejmuje zanurzanie rozdrobnionej rudy w kapieli z goracego rozpuszczalnika, korzyst¬ nie czterochloroetylenu, w temperaturze zblizo¬ nej do temperatury topnienia lub wyzszej od temperatury topnienia siarki i w której roz¬ puszczalnosc, siarki w rozpuszczalniku jest zna¬ czna. Jezeli ruda zawiera wilgoc, to korzystnie jest topic siarke pod cisnieniem zwiekszonym, a jezeli jest pozbawiona wilgoci, to mozna topic ja pod cisnieniem atmosferycznym. Roztwór rozpuszczalnika, zawierajacy rozpuszczona siar¬ ke z zawieszonymi czastkami rudy odciaga sie z kapieli i miesza z woda o nieco nizszej tem¬ peraturze. Woda zwilza czastki zawiesiny do¬ mieszek znajdujace sie w roztworze i zmniejsza ich efektywny ciezar wlasciwy, a jednoczesnie, jezeli to jest pozadane, powoduje stracanie pew¬ nej ilosci siarki w postaci bardzo, drobnych krysztalów. Zwilzone czastki oddziela sie na¬ stepnie od rozpuszczalnika i siarki. Roztwór siarki w rozpuszczalniku chlodzi sie dalej w ce¬ lu stracenia zasadniczo wszystkiej siarki w po¬ staci wiekszych krysztalów, po czym krysztaly te oddziela sie mechanicznie od rozpuszczalnika.Rozpuszczalnik po mechanicznym oddzieleniu siarki moze jeszcze zawierac nieco siarki, ale poniewaz po ogrzaniu stosuje sie go ponownie do ekstrahowania siarki ze swiezej rudy, przeto zawarta w nim siarka nie jest tracona. Roz¬ puszczalnik zawarty w oddzielonych kryszta¬ lach siarki odzyskuje sie przez destylacje w wa¬ runkach, powodujacych topnienie siarki. Tak stopiona siarke usuwa sie i pozostawia do ze¬ stalenia sie, a oddestylowany rozpuszczalnik za¬ wraca sie do ponownego uzytku przy ekstraho¬ waniu siarki z rudy.Sposób wedlug wynalazku moze byc dogodnie i ekonomicznie prowadzony w urzadzeniach uwidocznionych na rysunku, ale oczywiscie w poszczególnych stadiach procesu, jak równiez w urzadzeniu moga byc wprowadzone zmiany, bez wykraczania poza ramy wynalazku.Przyklad urzadzenia do wykonywania sposobu wedlug wynalazku jest uwidoczniony na rysun¬ ku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie szczególnie korzystna postac urzadzenia, fig. 2 — przekrój wzdluz linii 2—2 na fig. 1, fig. 3 — prze¬ krój wzdluz linii 3—3 na fig. 1, fig. 4 — widokz boku czesci pokazanych na fig. 2, fig. 5 — od¬ mienny schemat innej odmiany czesci z fig. 1, a fig. 7 — schemat dodatkowego urzadzenia, sto¬ sowanego w przypadku, gdy ruda siarkonosna zawiera male ilosci weglowodoru, co zdarza sie niekiedy.W ponizszym opisie wymienia sie jako roz¬ puszczalnik czterochloroetylen, ale oczywiscie stosowac mozna równiez inne odpowiednie roz¬ puszczalniki.Siarkonosna rude rozdrabnia sie najpierw na drobne kawalki o wymiarach np. okolo 12 lub 6 mm, i suszy czesciowo lub calkowicie. Te czyn¬ nosci przygotowawcze wykonuje sie w aparatu¬ rze nie uwidocznionej na rysunku i nie stano¬ wia one czesci wynalazku.Rozdrobniona rude, zawierajaca zazwyczaj nieco wilgoci, wprowadza sie do zbiornika 12, w którym napedzany silnikiem pionowy slimak 12 chwyta ja, dociska do obciazonego sprezyna 14 zamkniecia 13 i pokonujac opór tej sprezyny powoduje wprowadzenie sprasowanej rudy do ekstraktora w miejscu oznaczonym na fig. 1 licz¬ ba 15. Sprasowywanie rudy w ten sposób zapo¬ biega stratom cisnienia i stratom par rozpusz¬ czalnika z ekstraktora przez zamkniecie 13.Ekstraktor ma ksztalt wydluzonej komory, najkorzystniej cylindrycznej, która powinna byc szczelna, aby uniknac strat par rozpuszczalnika.Korzystnie jest umieszczac ja nieco nachylona tak, aby koniec, na którym wprowadza sie rude znajdowal sie nieco nizej, jak to uwidoczniono na rysunku. Ekstraktor jest zaopatrzony w plaszcz parowy, umozliwiajacy ogrzewanie go odpowiednim czynnikiem, np. para. Wykorzy¬ stuje sie przy tym znane urzadzenia regulujace cisnienie tak, aby utrzymywac wewnatrz eks¬ traktora temperature zblizona" do temperatury topnienia lub wyzsza od temperatury topnienia siarki, która wynosi okolo 112°C, ale nizsza od temperatury wrzenia rozpuszczalnika pod danym cisnieniem. Temperatura wrzenia czterochloro- etylenu pod cisnieniem atmosferycznym wynosi okolo 121 °C. Zazwyczaj, ze wzgledu na obec¬ nosc w rudzie pewnej ilosci wilgoci, cisnienie wewnatrz komory ekstraktora bedzie odpowia¬ dalo preznosci pary azeotropu w danej tempe¬ raturze. Czterochloroetylen i woda tworza azeo- trop o temperaturze wrzenia ok. 88 °C pod nor¬ malnym cisnieniem. * Charakter siarkonosnej rudy zwykle pozwala na wydajne rozpuszczanie zawartej w niej siar¬ ki ponizej temperatury topnienia siarki.Zawarta w rudzie siarka zostaje stopiona w ekstraktorze i rozpuszcza sie latwo w rozpusz¬ czalniku, poniewaz czterochloroetylen w tem¬ peraturze panujacej w ekstraktorze ma wysoka zdolnosc rozpuszczania jej. W% miare przesuwa¬ nia sie kawalków rudy w ekstraktorze w prze- ciwpradzie do rozpuszczalnika, zawartosc w nich siarki stopniowo maleje. Objetosc rozpuszczal¬ nika w ekstraktorze powinna byc znacznie wieksza od objetosci rudy, aby zapewnic dobra ekstrakcje, a to moze byc gospodarczo przepro¬ wadzone przy zawracaniu rozpuszczalnika do ponownego uzytku bez strat. Np. gdy ruda za¬ wiera okolo 30 % siarki stosunek rozpuszczal¬ nika do niej powinien wynosic 10 : 1.Urzadzenie do przenoszenia rudy w ekstrak¬ torze moze byc zbudowane i dzialac nastepu¬ jaco. Wewnatrz ekstraktora rozmieszczony jest szereg przegród pionowych 16 tak dobranych, aby dzielily rozpuszczalnik na wiele kapieli i powodowaly jego kaskadowe przeplywanie stopniowo od wyzszego do nizej polozonego konca ekstraktora. Przez ekstraktor przechodzi wal 11 obracany powoli przez silnik nie uwi¬ doczniony na rysunku. Na wale umieszczony jestznany przenosnik slimakowy, podzielony na odcinki 18, doprowadzajace rude do poszczegól¬ nych przegród, przy których znajduje sie szereg lopatek 19 (fig. 2), równiez umocowanych na wale. Lopatki te porywaja rude, podnosza ja nad przegrody i przerzucaja przez nie dzieki temu, ze zaczepiaja o wystepy 20, umieszczone u góry kazdej przegrody, na drodze ruchu lo¬ patek. Wystepy powoduja wyginanie sie lopa¬ tek, nadajac im przy tym chwilowe lekkie drganie, wystarczajace do tego, by ruda ze¬ slizgiwala sie z lopatek ponad przegroda i wpa¬ dala do nastepnej kapieli rozpuszczalnika, gdzie przenosnik chwyta ja i przenosi do nastepnej przegrody, powodujac staly ruch w przeciwpra- dzie do rozpuszczalnika.Kazda przegroda 16 ma górny brzeg wykona¬ ny w postaci schodków, jak to uwidoczniono na figl2. Czesc 21 brzegu obok której wznosza sie lopatki jest polozona nieco wyzej niz czesc 22.Ruda przerzucana jest przez ten wyzszy brzeg 21 przez idace ku górze lopatki, podczas gdy rozpuszczalnik przelewa sie do nastepnej nizszej kapjeli przez brzeg nizszy 22. Tak wiec rozpusz¬ czalnik nie splywa przez rude przerzucana nad przegrodami.Obok wylotu, którym ruda opuszcza eks¬ traktor znajduje sie przegroda 23 nieco wyz¬ sza od poprzednich, poprzez która lopatki 19 przerzucaja rude. Miedzy przegroda 23 i kon¬ cowa sciana ekstraktora umieszczony jest na wale 17 zestaw lopatek 24 (fig. 3), który podnosi 2 —rude do pochylni 25 (fig. 3), sfcad przechodzi ona do slimaka sprasowujacego 26. Slimak ten nape¬ dzany silnikiem 21 sprasowuje rude i zmusza ja do przejscia przez obciazone sprezyna zamkniecie 28 do zbiornika 29, skad ruda spadla do suszarni 30 rudy odpadkowej. W miejscu gdzie ruda przechodzi ze zbiornika do suszarni 30, mozna zgodnie z wynalazkiem powodowac stykanie sie glównej masy stalej z woda, w sposób podobny jak w opisanym nizej zwilzaczu 48.Zwilzona stala masa spada do suszarni 30.Sprasowana ruda odpadkowa przechodzac przez zamkniecie 28 zapobiega uchodzeniu w tym miejscu pary z ekstraktora.Suszarnia rudy odpadkowej stanowi nachylo¬ na, zamknieta komore, zaopatrzona w plaszcz parowy najkorzystniej o ksztalcie cylindrycz¬ nym. Cisnienie wewnatrz suszarni utrzymuje sie nieco ponizej cisnienia atmosferycznego. Su¬ szarnia posiada wal 31 przechodzacy przez cala jej dlugosc. Na wale tym umieszczony jest wol¬ no obracajacy sie przenosnik slimakowy 32 przenoszacy rude, pozbawiona juz zasadniczej siarki, do koryta wylotowego 33, z którego prze¬ chodzi ona dalej do rury 35 ze slimakiem 34, napedzanym silnikiem 36. Slimak ten spraso¬ wuje rude odpadkowa dociskajac ja do obcia¬ zonego sprezyna 38 zamkniecia 37 i zmuszajac ja do przejscia przez to zamkniecie, wbrew dzialaniu sprezyny 38 do zbiornika 39, skad usu¬ wa sie ja jako odpadek. Urzadzenie do rozladun¬ ku rudy odpadkowej zabezpiecza przed nad¬ mierna strata par rozpuszczalnika oraz przed przedostawaniem sie powietrza do aparatury.Jednym z zadan suszarni rudy odpadkowej jest odzyskiwanie z przerobionej rudy pozosta¬ losci rozpuszczalnika, zawartego miedzy czast- kami rudy. Miedzy tymi czastkami moze tez znajdowac sie nieco przylegajacej wilgoci, a po¬ za tym, jak wyjasniono nizej, do odpadkowej rudy dodaje sie celowo nieco wody, totez wszystek rozpuszczalnik, np. czterochloroetylen, odparowuje wode jako mieszanina azeotropowa, której temperatura wrzenia pod cisnieniem at¬ mosferycznym wynosi okolo 88 °C. Para azeo-, tropu ciezsza jest od powietrza i pary wodnej, totez wychodzi ona z nizej polozonego konca suszarni i przez kolpak 40 i przewód 41 do skra¬ placza 42, jak nizej opisano.Cieplo dostarczane przez plaszcz parowy su¬ szarni 30 wraz z cieplem zawartym w rudzie wprowadzanej do suszarni, powinno byc dosta¬ teczne do odparowania w suszarni ilosci wody nieco wiekszej niz teoretycznie potrzeba do utworzenia azeotropowej mieszaniny par, aby mozliwie w calosci odzyskac rozpuszczalnik za¬ warty w rudzie i zmniejszyc jego zuzycie. Na¬ chylenie suszarni i jej srednica powinny byc tak dobrane, aby ciezsze pary azeotropu opadaly ku nizszemu koncowi suszarni i nie mogly sie przedostac do koryta wylotowego 33. Przestrzen w suszarni pomiedzy wlotem do koryta 33 i gór¬ na warstwa par azeotropcwych powinna byc dostatecznie duza, aby umozliwic odparowywa¬ nie wody z rury odpadkowej poza strefa par azeotropu. Strefa pary wodnej lzejszej niz para azeotropu, bedzie sie znajdowac w najwyzszym koncu suszarni, obok koryta wylotowego 33 i be¬ dzie blokowac ujscie par rozpuszczalnika lub par azeotropu z górnego konca suszarni.Zawór odciazajacy 41 pozwala wypuszczac z ekstraktora gazy nie skraplajace sie i kiero¬ wac je do przewodu 41 wraz z pewna iloscia pary azeotropu, Dzieki temu utrzymuje sie w ekstraktorze zadane cisnienie.Goracy, ciekly rozpuszczalnik, zawierajacy rozpuszczona siarke oraz czastki rudy, przeply¬ wa przez najnizsza przegrode 43 ewentualnie po przejsciu przez przegrode odpieniajaca 43, umie¬ szczona jak uwidoczniono na rysunku. Roztwór odciaga sie z ekstraktora przez przewód 44 za pomoca pompy 45 w temperaturze okolo 115 °C lub wyzszej, to jest dostatecznie powyzej tem¬ peratury topnienia siarki. Goracy roztwór prze¬ plywa przez izolowany lub ogrzewany przewód 46 i zawór kontrolny 47 do izolowanego zwil- zacza 48, w którym miesza sie go starannie z woda o terr.peraturze 70—110 °C, doprowadza¬ na przewodem 49 za pomoca pompy 40 z prze¬ wodu zasilajacego 51. Przewód 46, jak równiez inne przewody, którymi przechodzi goracy roz¬ twór powinny byc, jak wspomniano izolowane cieplnie zewnatrz lub wewnatrz, aby zabezpie¬ czyc przed tworzeniem sie krysztalów siarki.Goracy roztwór wychodzacy z ekstraktora, unosi znaczne ilosci drobnych czastek rudy.Czastki te zwilza sie warstwa wody w zwilza¬ czu, zmniejszajac przez to ich ciezar wlasciwy ponizej ciezaru wlasciwego roztworu i stopionej siarki. Czastki rudy jako takie posiadaja ciezar wlasciwy wiekszy od ciezaru wlasciwego roz¬ puszczalnika, ale pp zwilzeniu woda, która jest lzejsza niz rozpuszczalnik, staja sie lzejsze od roztworu. Krysztaly siarki, o ile sie w tym cza¬ sie tworza, nie podlegaja zwilzaniu woda.Tak wiec roztwór doprowadzany przez ogrze¬ wany przewód 52 do izolowanego rozdzielacza zawiesiny 53 rozdziela sie. Rozpuszczalnik, który w przypadku czterochloroetylenu ma ciezar wlasciwy okolo 1,6 i siarka zawarta w tym roz^ *r A J* -. puszczalniku opadaja na dno rozdzielacza, pod¬ czas gdy woda kieruje sie ku powierzchni cieczy 54 w korycie 55. Jezeli stosuje sie rozpuszczalnik o ciezarze wlasciwym mniejszym niz ciezar wlasciwy;wody, np. toluen, wówczas fazy w roz¬ dzielaczu 53 ukladaja siC odwrotnie, to znaczy, ze rura odprowadzajaca 57 powinna byc umie¬ szczona przy dnie rozdzielacza 53, a rura 60 u Je£° górnej czesci. Zasada pracy pozostaje jednak ta sama. Podobnie odwrotne polaczenia powinny byc wykonane w pluczce 64, opisane ponizej.Zwilzone drobne czastki rudy, ciezsze niz czysta, pozbawiona tych czastek woda, zbieraja sie na granicy wody i roztworu i podplywaja przez przewód 56 do koryta 55, skad z pewna iloscia wody odciagane sa rura odprowadzajaca 57 poprzez regulowany cisnieniem zawór ply¬ wakowy 58 do suszarni rudy odpadkowej. Rura wyrównujaca cisnienie laczy, jak uwidoczniono na rysunku, komore wlotowa tego zaworu z sy¬ stemem rur wyrównywacza cisnien 59. Korzyst¬ nie jest umieszczac rozdzielacz 53 powyzej plucz¬ ki (opisana nizej), aby uzyskac splyw roztworu do tej pluczki pod wlasnym ciezarem.Ilosc wody dodawanej do roztworu w zwil- zaczu 48, jak wyjasniono powyzej, powinna byc wystarczajaca do zwilzenia calej zawiesiny, a ob¬ jetosc jej i temperature dobiera sie tak w sto¬ sunku do ilosci ciepla zawartego w roztworze, zeby nie obnizyc zbytnio temperatury roztworu i uniemozliwic tworzenie sie duzych krysztalów.W tym czasie bowiem powstawanie duzych kry¬ sztalów jest nietylko niepozadane, ale ich gwal¬ towne tworzenie sie mogloby sprzyjac wchla¬ nianiu pewnej ilosci zawiesiny. Drobne czastki rudy zawarte w krysztalach stanowilyby powaz¬ ne zanieczyszczenie w koncowym produkcie, a usuwanie ich z siarki przez zwykle przeto¬ pienie i odsaczanie nie jest latwe i oplacalne.Rozpuszczalnik zawierajacy siarke odciaga sie w sposób ciagly z dna rozdzielacza 53 i prowadzi izolowanym lub ogrzewanym przewodem 60 do zbiornika przeplywowego 61, którego górna czesc polaczona jest, jak uwidoczniono na rysunku, z systemem rur wyrównywacza cisnienia 59. Po¬ ziom cieczy ustalony przez rure 60 umozliwia przeplywanie zwilzonej zawiesiny do koryta 55.Pozioma plyta 62, umieszczona w dowolny, od¬ powiedni sposób tuz pod koncem przewodu 56, zapobiega porywaniu przez prady wirowe roz¬ tworu razem z zawiesina.Ze zbiornika 61 roztwór plynie przewodem 63, który moze byc izolowany lub ogrzewany, do pionowej pluczki 64, w temperaturze okolo 93°C i przeplywa z góry na dól przez przegrode odbi¬ jajaca 65 i dziurkowane plytki 66, sluzace do lepszego rozprowadzenia. W pluczce goracy roz¬ twór splywa ku dolowi w przeciwpradzie do plynacego ku górze strumienia zimnej, czystej wody, wprowadzanej z rozdzielacza zawiesiny przewodami 67 i 67' i chlodzonej w wymienni¬ kach ciepla 68 i 68' odpowiednimi czynnikami chlodzacymi do temperatury korzystnie okolo 20 °C, a co najmniej do temperatury tak niskiej, aby zapewniala ochlodzenie dolnej czesci pluczki do temperatury, w której zasadniczo cala ilosc siarki wykrystalizowuje sie. Poniewaz woda ma mniejszy ciezar wlasciwy niz roztwór, przeto plynie w pluczce do góry, nagrzewa sie przez zetkniecie z goracym roztworem i w sposób ciagly odplywa rura przelewowa 51 do zwilza- cza zawiesiny, gdzie miesza sie ze swiezym roz¬ tworem.Jak ponizej wyjasniono, korzystne jest jako czynnik chlodzacy w wymienniku ciepla 68 sto¬ sowac zimny rozpuszczalnik.Jedna z korzysci bezposredniego mieszania roztworu siarki w rozpuszczalniku ze stosunko¬ wo zimna woda w pluczce 64 opiera sie na fak¬ cie, ze krysztaly siarki, tworzace sie w tych warunkach, nie maja daznosci do osadzania sie na scianach pluczki, co zachodziloby, gdyby pluczka byla zaopatrzona w plaszcz chlodzacy.Ochlodzony rozpuszczalnik i duze krysztaly siarki odciaga sie w sposób ciagly z dna pluczki przewodem 69 do zbiornika przeplywowego 70, którego wierzcholek polaczony jest z systemem rur wyrównywacza cisnienia 59.Ze wzgledu na to, ze roztwór i woda, wcho¬ dzace do rozdzielacza 53, maja temperature wyz¬ sza niz temperatura wrzenia azeotropu, w sy¬ stemie rur wyrównywacza cisnienia powinno panowac cisnienie zapobiegajace zbednemu po¬ wstawaniu pary azeotropu.Przewody 71 i 72 z wlaczonym plywakowo ste¬ rowanym zaworem 73, regulujacym cisnienie,, doprowadzaja w sposób ciagly strumien rozpu¬ szczalnika i krysztalów siarki, korzystnie o tem¬ peraturze okolo 20 °C, do sortownika siarki 74, pracujacego pod cisnieniem nieco nizszym od atmosferycznego. W sortowniku tym, umieszczo¬ nym pochylo, krysztaly siarki odprowadzane sa przenosnikiem slimakowym 74y w strone konc?. wyzej polozonego, a rozpuszczalnik scieka z nich.System rur wyrównywacza cisnienia 59 pola¬ czony jest z komora wlotowa zaworu 73, jak to uwidoczniono na rysunku.Rozpuszczalnik, który splynal z krysztalów, plynie przez przegrode 75 i przewód 75', do wy- * 4 ¦*mienników ciepla 68 i 76, w których ogrzewa sie do temperatury tuz ponizej 121 °C lub zbli¬ zonej, po ¦ezym za pomoca pompy 77 i przewodu 78 dostarczany jest do ekstraktora, z pokona¬ niem panujacego w nim cisnienia.Ten ponownie ogrzany rozpuszczalnik' zazwy¬ czaj moze zawierac bardzo niewielka ilosc siar¬ ki, która oczywiscie laczy sie z rozpuszczona siarka, odprowadzana z ekstraktora pompa 45, a wiec zostaje odzyskana.Poniewaz woda wplywajaca do wymiennika ciepla moze miec temperature 93—109°C, a roz¬ puszczalnik ma temperature okolo 20 °C, przeto woda moze byc latwo ochlodzona do tempera¬ tury o kill^a stopni wyzszej od temperatury wchodzacego rozpuszczalnika. Poniewaz poza¬ dane jest ochlodzic te wode do temperatury okolo 20 °C, aby ulatwic szybkie i zupelne wy¬ padanie krysztalów siarki, przeto wymiennik ciepla 68' moze byc zasilany czynnikiem chlo¬ dzacym, np. woda o temperaturze znacznie po¬ nizej 20 °C. Rozpuszczalnik przeplywajacy przez wymiennik ciepla 68 odzyskuje znaczna ilosc ciepla utraconego poprzednio w pluczce, a dal¬ sze ogrzanie moze nastapic w wymienniku 76 za pomoca czynnika ogrzewajacego, takiego jak para wodna lub przegrzane pary rozpuszczalnika, pochodzace z destylatora 80, opisanego nizej.Jezeli stosuje sie przegrzane opary z desty¬ lacji, to czesciowo skraplaja sie one w wymien¬ niku 76 i skropliny nalezy zbierac i ponbwnie uzywac w procesie, jak to dalej opisano.Proste obliczenie i regulowanie temperatury i ilosci rozpuszczalnika i wody pozwala na wy¬ dajne wykorzystanie ciepla z wody do rozpusz¬ czalnika w wymienniku 68 i z rozpuszczalnika do wody w wymiennikach 48 i 64.Krysztaly siarki uniesione przez przenosnik 74* spadaja przez rure 79 do wyposazonego w plaszcz parowy destylatora 80, posiadajacego we- zownice 81 do zywej pary i syfon 82 do skrop- lin. Siarke ogrzewa sie znacznie powyzej jej temperatury topnienia, np. do temperatury okolo 150 °C i oddestylowuje sie pozostaly rozpuszczal¬ nik lacznie z porwana przez niego woda. Para mieszaniny azeotropowej o temperaturze 88 °C, a nastepnie pary rozpuszczalnika o temperaturze 121 °C uchodza przez kolpak 83 i przewód 84 do chlodzonego woda skraplacza 42. Destylator rozpuszczalnika wyposazony jest w szereg kas¬ kadowych przegród 85, ponad którymi stopiona siarka splywa kaskadowo w strone wyposazo¬ nego w plaszcz parowy syfonu wylotowego 86.Z tego syfonu siarka moze byc odbierana i ze¬ stalana do uzytku, stosownie do zadania. Jest ona calkowicie wolna od rozpuszczalnika, po¬ niewaz zostaje on oddestylowany, a jak to dalej bedzie wykazane, proces moze byc prowadzony bez zasadniczych strat rozpuszczalnika.Skraplacz 42 moze byc chlodzony woda lub innym odpowiednim czynnikiem. Do skraplacza wchodza pary azeotropu oraz pary rozpuszczal¬ nika i skraplaja sie, a skropliny przechodza na¬ stepnie przez przewód 87 do rozdzielacza 88, w którym rozdzielaja sie dzieki róznicy ciezarów wlasciwych. Rozpuszczalnik ma ciezar wlasciwy 1,6, przeto oddziela sie latwo od- wody. Woda podplywa do góry po jednej stronie srodkowej, pionowej przegrody 88' i odplywa w sposób cia¬ gly rura 89 do zbiornika wodnego 90, z którego moze byc odprowadzana przez prz wód 91 za pomoca pompy 92 do przewodu 67 w celu po¬ nownego uzytku w pluczce 64. W razie potrzeby mozna do zbiornika 90 dodawac swieza wode z odpowiedniego zródla.Czysty rozpuszczalnik splywa w sposób ciagly przez przewód 93 do zbiornika zamknietego 94 z zaworem spustowym 95, regulowanym plywa¬ kiem, po czym za pomoca pompy 96 wtryskiwa¬ na jest w górnym koncu do ekstraktora 15.Poniewaz ze skraplacza 42 dostaja sie do roz¬ dzielacza 88 pewne ilosci nie skroplonych par oraz nie skraplajace sie gazy, przeto rozdzielacz ten jest stale poddawany ssaniu za pomoca wen¬ tylatora 100, za posrednictwem przewodu 97, za¬ woru regulujacego 98, przewodu 99, pochlaniacza ' weglowego 103 i przewodów 101 i 102. W pochla¬ niaczu zostaja wchloniete resztki ewentualnie zawartych par rozpuszczalnika, a nie skrapla¬ jace sie gazy wyrzucane sa przez wentylator do otaczajacej atmosfery. Gdy pochlaniacz zo¬ stanie nasycony lub w z góry ustalonych odste¬ pach czasu odcina sie za pomoca zaworu trój- droznego wentylator 100 i przez przewód 105 wprowadza zywa pare z góry w dól pochlania¬ cza usuwajac zen rozpuszczalnik w postaci pary azeotropu, która prowadzi sie przez zawór regu¬ lujacy 106 i przewód 107 do skraplacza 42, gdzie para ta skrapla sie, a skropliny rozdzielaja sie nastepnie na rozpuszczalnik i wode w rozdzie¬ laczu 88. Po ukonczeniu przedmuchiwania para* zmienia sie na powrót polozenie zaworu 104 i wentylator 100 moze podjac swe normalne dzialanie.Cisnienie wywierane na zbiornik 94, jest wy¬ równywane za pomoca przewodów 108 i 109 do skraplacza 42, jak uwidoczniono na rysunku.Rura 110, polaczona z nizszym koncem sortow- nika 74, sluzy do doprowadzania do skraplacza tych par azeotropu i rozpuszczalnika, które mo- — & -ga przedostawac sie do sortownika podczas przeplywu roztworu przez zawór 73 redukujacy cisnienie.Reasumujac, sposób w urzadzeniu uwidocz¬ nionym na fig. 1—4 prowadzi sie nastepujaco.Rozdrobniona rude siarkonosna wprowadza sie do ekstraktora 15, w którym znajduje sie go¬ racy ciekly rozpuszczalnik, który rozpuszcza siarke zawarta w rudzie. W ekstraktorze utrzy¬ mywane jest cisnienie wystarczajaco wysokie do tego, aby azeotrop wody- i rozpuszczalnika, majacy temperature wrzenia 88 °C pod cisnie¬ niem atmosferycznym, nie wrzal w temperaturze topnienia siarki lub ponizej tej temperatury.Ruda uwolniona od siarki doprowadzana jest w sposób ciagly do suszarni odpadów 30, w któ¬ rej utrzymywane jest cisnienie nieco nizsze od atmosferycznego i która sluzy do odparowywa¬ nia pozostalosci rozpuszczalnika. Rozpuszczalnik ten w postaci pary azeotropu odzyskiwany jest do ponownego uzytku w skraplaczu. Goracy rozpuszczalnik, zawierajacy rozpuszczona siarke, przechodzi przez zwilzacz 48 do rozdzielacza 53, w którym zwilzone drobne czastki stale, na sku¬ tek róznicy ciezaru wlasciwego, oddzielaja sie od roztworu, jak wyjasniono wyzej. Roztwór Siarki w rozpuszczalniku wprowadza sie do pluczki 64, gdzie podlega on dalszemu chlodze¬ niu, dzieki czemu zarodki krysztalów rosna w wieksze krysztaly siarki.Nastepnie rozpuszczalnik wraz z krysztalami siarki wprowadza sie do sortownika 74, z które¬ go rozpuszczalnik odcieka i zawracany jest do ekstraktora. Siarka przechodzi dalej do desty- latora rozpuszczalnika 80, w którym zostaje ponownie stopiona, podczas gdy reszta rozpusz¬ czalnika oddestylowuje z niej. Cala ilosc roz¬ puszczalnika z suszarni i z destylatora podlega skropleniu i zawracana jest do procesu. Po¬ dobnie cala ilosc* wody lub prawie cola, uzyta w procesie, jest utrzymywana w zamknietym obiegu, z wyjatkiem tej ilosci, jaka uchodzi z suszarni odpadowej rudy.Urzadzenie do wykonywania odmiany spo¬ sobu wedlug wynalazku uwidocznione jest na lig. 5. Ta odmiana sposobu moze byc stosowTana tam, gdzie dostepne sa duze ilosci zimnej wody przy niskim jej koszcie. Woda ta powinna miec temperature znacznie ponizej 20 °C i uzycie jej w sposób nizej opisany powinno byc bardziej oplacalne niz stosowanie sposobu .opisanego w odniesieniu do fig. 1. Wedlug odmiany stosuje sie pluczke 151, o podobnej budowie i podobnym przeznaczeniu jak pluczka 64, ale do chlodze¬ nia roztworu ,do temperatury okolo 20 °C wpro¬ wadza sie kolo dna pluczki przewodem 152 w sposób ciagly swieza zimna wode z wspomnia¬ nego wyzej zródla zaopatrzenia. Pompa 153 od¬ ciaga w sposób ciagly ogrzana wode przez rure przelewowa 154 z górnej czesci pluczki i pom¬ puje ja przez zwilzacz 155 do zmieszania z roz¬ tworem dostarczanym tam przez przewód 156 z ekstraktora, który pracuje tak, jak opisany wyzej ekstraktor 15 z fig. 1.Szybkosc przeplywu wody przez pluczke i51 reguluje sie znanymi srodkami, nie uwidocznio¬ nymi na rysunku, tak aby woda wplywajaca do zwilzacza spelniala to samo zadanie, co i woda przeplywajaca przez zwilzacz z fig. 1.W odróznieniu od sposobu, opisanego w od¬ niesieniu do fig. 1, nie czyni sie tu jednak zad¬ nych wysilków, aby zawiesina zbierala sie w warstwe posredniej miedzy woda i roztworem.Sciaga sie raczej cala warstwe wody i zwilzo¬ nych czesci stalych, unoszaca sie nad roztworem w zwezeniu rozdzielacza 158 i odprowadza sie ja przewodem 159 do komory spustowej 159', gdzie oddzielaja sie ewentualnie obecne pary azeotro¬ pu, które kieruje sie do skraplacza 42 zwyklymi przewodami, nie uwidocznionymi na rysunku.Czesc wody oddzielonej, zawierajacej zawiesine czastek stalych, jaka jest potrzebna do utworze¬ nia azeotropu w suszarni, mozna doprowadzac do tej suszarni 30, polaczonej z ekstraktorem 15.Roztwór odprowadza sie z rozdzielacza 158 ru¬ ra 160, przez zbiornik przelewowy 161 i rura 162 do dalszego chlodzenia i krystalizacji w pluczce 151. Tak jak w sposobie opisanym w odniesieniu do fig. 1, zimny roztwór odprowadza sie z dna pluczki rura 163 i dostarcza rura 69 do zbiornika przelewowego 70 do dalszego traktowania jak opisano powyzej. ; Dalsza Odmiana sposobu wedlug wynalazku opisana jest w zwiazku z urzadzeniem przedsta¬ wionym na fig. 6. Wymaga ona wiekszosci apa¬ ratów przedstawionych na fig. 1, ale unika sie tu stosowania pluczki jako srodka drugiego stop¬ nia do chlodzenia roztworu i wywolywania kry¬ stalizacji calej ilosci siarki w postaci duzych krysztalów. Stosuje sie tu ten sam zwilzacz i oddzielacz drobnych czesci stalych co i na fig. 1 ale nastepnie wode, odciagnieta z warstwy po¬ nad warstwa zwilzonych drobnych czesci sta¬ lych, zawraca sie z rozdzielacza 170 rura 171 za pomoca pompy 172 poprzez zwilzacz 173 z po¬ wrotem do rozdzielacza. Woda chlodzaca oraz swieza woda uzupelniajaca moze byc w miare potrzeby dodawana przewodem 174 i powodowac ten sam pierwszy stopien czesciowego chlodzenia roztworu jak to opisano w odniesieniu do fig. 1. ~ 6 —Jak to wynika z opisu w zwiazku z fig. 1, zwil¬ zone drobne czastki stale, wraz z woda, której zawracanie, przez rure 171 i zwilzacz nie jest pozadane, moga byc odciagane z rozdzielacza drobnych czesci stalych przewodem 175 i 175' w celu doprowadzenia do suszarni odpadowej rudy.Rozpuszczalnik, zawierajacy zawieszone czast¬ ki rudy, moze byc odprowadzany z dna roz¬ dzielacza 170 przez przewód 176 do zbiornika przelewowego 177, a z niego przewodem 178 przez sterowany plywakiem zawór 178' regu¬ lujacy cisnienie, do kadzi prózniowej 179, do której wplywajac ma temperature okolo 93 °C.Na powierzchnie roztworu w kadzi kieruje sie nastepnie przewodem 180, w sposób ciagly, stru¬ mien zimnej wody, regulujac go zaworem 181 lub w inny odpowiedni sposób.W kadzi prózniowej, nad poziomem cieczy, umieszczona jest w dowolny odpowiedni spo¬ sób taca 182 z wezownica chlodzaca 183, przez która przeplywa czynnik chlodzacy np. woda.W temperaturze panujacej w kadzi i pod cis¬ nieniem nizszym od atmosferycznego rozpusz¬ czalnik paruje z roztworu szybko tworzac z wo¬ da azeotrop o temperaturze wrzenia, pod da¬ nym cisnieniem, znacznie wyzszym od tempera¬ tury wezownicy chlodzacej 183. Pary azeotropu unosza sie i kieruja do tacy, gdzie przy zetknie¬ ciu z wezownica 183 skraplaja sie szybko na jej powierzchni, a skropliny zbieraja sie na tacy 182, skad sa odprowadzane rura 184 za pomoca pompy 185 i przewodem 186 do rozdzielacza 187, dzialajacego na zasadzie róznicy ciezarów wlas¬ ciwych i polaczonego ze skraplaczem i pochla¬ niaczem weglowym, nie uwidocznionymi na fig. 6, a dzialajacymi w sposób opisany w zwiazku z fig. 1. Rozdzielona woda i rozpuszczalnik mo¬ ga byc ponownie uzyte do procesu.Skraplanie pary azeotropu sprzyja powstawa¬ niu prózni. Kolpak 188 laczy sie szeregowo z jed¬ nym lub wieloma pochlaniaczami weglowymi 189 i pompa prózniowa 190, a pozbawione roz¬ puszczalnika gazy i pary wypuszcza sie do -ota¬ czajacej atmosfery. Dzialanie pochlaniacza i je¬ go przedmuchiwanie jest takie, jak opisano w odniesieniu do fig. 1.W kadzi prózniowej 179 roztwór moze byc latwo ochlodzony do temperatury okolo 27 °C, co zapoczatkuje tworzenie sie duzych kryszta¬ lów siarki. Krysztaly te wraz z rozpuszczalni¬ kiem prowadzi sie przewodem 192 za pomoca pompy 193 do sortownika siarki 194. Sortownik ten laczy sie z destylatorem 195. Dzialanie tych obu aparatów jest takie, jak opisano w odnie¬ sieniu do fig. 1.System rur wyrównywacza cisnienia 191 laczy sie tak, aby wyrównywac cisnienie w aparatach 170, 177 i 178\ Ze wzgledu na to, ze sposób wedlug wyna¬ lazku moze byc niekiedy stosowany do przerobu rud siarkonosnych zawierajacych weglowodory, przeto nalezy zastosowac srodki umozliwiajace ekstrahowanie tych weglowodorów bez zaklóca¬ nia opisanego wyzej ekstrahowania siarki oraz. umozliwic otrzymywanie siarki nie zawiera¬ jacej tych weglowodorów. Gdy zawartosc we¬ glowodorów w rudzie przekracza znacznie 10°/©, to prawdopodobnie byloby bardziej oplacalne ekstrahowac te weglowodory rozpuszczalnikiem w temperaturze znacznie ponizej temperatury topnienia siarki, zanim rude podda sie opisane¬ mu wyzej procesowi. Jezeli jednak ruda za¬ wiera mniej niz 10 °/o weglowodorów, to zgodnie z wynalazkiem przerabia sie ja korzystnie w urzadzeniu uwidocznionym na fig. 7.Jak przedstawiono na fig. 7 do rury 72 z fig. 1 prowadzacej roztwór do sortownika siarki, do¬ lacza sie rure 201, prowadzaca do pompy dozu¬ jacej 202, która odprowadza roztwór otrzymany w procesie opisanym w odniesieniu do fig. 1, w takich ilosciach, by utrzymac zawartosc weglo¬ wodorów w roztworze w sortowniku i ekstrak- torze ponizej zadanego, stalego niskiego pozio¬ mu. Pompa 202 dostarcza czesc roztworu do chlodnicy 203, korzystnie chlodzonej czynnikiem chlodzacym tak, aby temperatura roztworu wplywajacego do przewodu 204 wynosila okolo 5 °C lub mniej. Roztwór przechodzi do pomoc¬ niczego sortownika siarki 205, gdzie oddziela sie wolne od weglowodorów krysztaly siarki i wpro¬ wadza je rura wylotowa 206 do destylatora roz¬ puszczalnika, takiego jak destylator 80, opisany w zwiazku z fig. 1. W tym destylatorze siarke topi sie, a przylegajacy do niej rozpuszczalnik oddestylowuje sie i odzyskuje. Glówna mase rozpuszczalnika z rozpuszczonymi w nim we¬ glowodorami dostarcza sie rura 207 do dobrze izolowanego destylatora 208, zaopatrzonego w wezownice parowa 209. W destylatorze tym pd- parowuje sie rozpuszczalnik od weglowodorów, odprowadza go rura 210 i po skropleniu zawraca do ekstraktora. Pozostale w destylatorze weglo¬ wodory odprowadza sie przez syfon 211 do zbior¬ nika magazynowego. Stanowia one oczywiscie wartosciowy produkt uboczny.Rozpuszczalnik w sortowniku pomocniczym 205, jak równiez w sortowniku 74, zawiera we¬ glowodory rozpuszczone. W obu tych sortowni- - 7kach oddziela sie przeto mechanicznie siarke wolna od weglowodorów. Poniewaz rozpuszczal¬ nik sciekajacy z sortownika 74 zawiera weglo¬ wodory, przeto przy zawracaniu go do obiegu roslaby zawartosc w nim weglowodorów. Aby temu zapobiec, odprowadza sie w sposób ciagly i przerabia w urzadzeniu uwidocznionym na fig. 7, co najmniej taka ilosc weglowodorów w roz¬ puszczalniku, jaka wprowadzana jest równiez w sposób ciagly ze swieza ruda.Gdyby zawartosc weglowodorów w rudzie by¬ la dostatecznie duza, wówczas moznaby odpro¬ wadzac wszystek roztwór z rur 71 i 72 do urza¬ dzenia przedstawionego na fig. 7 i przerabiac ja w sposób opisany powyzej i uzyskiwac oddziel¬ nie siarke, rozpuszczalnik i weglowodory.Jest wiec rzecza oczywista, ze sposób wedlug wynalazku daje sie latwo dostosowac do ekstra¬ howania rozpuszczalnikiem siarki z róznych rud, zawierajacych wolna siarke i ze mozna go do¬ stosowywac do róznych warunków. Stosujac wy¬ zej opisany sposób otrzymuje sie siarke z dobra wydajnoscia, a czystosc otrzymanej siarki prze¬ kracza 99,5 °/o.Jak wyzej podano, mozna zgodnie z wyna¬ lazkiem stosowac nie tylko czterochloroetylen, ale i inne rozpuszczalniki, odpowiadajace wy¬ maganiom. Odpowiedni rozpuszczalnik powinien miec wysoka zdolnosc rozpuszczania siarki w temperaturze bliskiej lub nieco wyzszej od tem¬ peratury topnienia siarki. Jego temperatura wrzenia pod cisnieniem atmosferycznym albo nieco nizszym lub wyzszym od niego, powinna lezec powyzej temperatury, w jakiej ma roz¬ puszczac siarke, ale nie powinna lezec tak wy¬ soko, by odparowywanie rozpuszczalnika od siar- wi w aparacie destylacyjnym 80 lub w kadzi prózniowej 179 bylo nieekonomiczne.Ze wzgledu na to, ze rudy siarkonosne moga czesto zawierac wilgoc, której nie trzeba, lub nie mozna w sposób oplacalny usunac przed procesem ekstrahowania, jak równiez biorac pod uwage to, ze temperatura w ekstraktorze i roz¬ tworze odprowadzanego z niego, moze byc wyz¬ sza od temperatury wrzenia azeotropu, korzyst¬ nie jest stosowac rozpuszczalnik, który z woda tworzy azeotrop o preznosci pary w warunkach procesu nie za wysokiej, gdyz dazy sie do utrzy¬ mania w tych warunkach takiego cisnienia, któ¬ re zasadniczo zapobiega tworzeniu sie pary azeo¬ tropu.Poza tym rozpuszczalnik nie powinien w ze¬ tknieciu sie z innymi materialami powodowac zjawiska korozji, jak równiez nie powinien stwarzac innych niebezpieczenstw.Z grupy chlorowcowanych weglowodorów, oprócz czterochloroetylenu, odpowiedni jest ezte- rochloroetan i ewentualnie niektóre fluorowe- glowodory, dostepne w odpowiednich ilosciach i po oplacalnych cenach oraz wolne od zanie¬ czyszczen, które moglyby stac na przeszkodzie ich zastosowaniu w sposobie wedlug wynalazku.Jest rzecza oczywista, ze w opisanym wyzej urzadzeniu mozna stosowac znane urzadzenia kontrolujace i regulujace oraz ze rózne szcze¬ góly sposobu i urzadzenia wedlug wynalazku moga byc zmienione nie wykraczajac poza za¬ sadnicze ramy wynalazku. PL