Pierwszenstwo: «_„„__ Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 19.05.1975 78041 KI. 12i,17/14 MKP C01b 17/14 [czytelnia! Urzedu P Pllskllj IltiLY.t 1. 1 Twórcywynalazku: Tadeusz Tyniec, Marian Krzyzanowski Uprawniony z patentu tymczasowego: Kopalnia Siarki „Siarkopol", Grzybów (Polska) Sposób rafinacji siarki ziemiami odbarwiajacymi Przedmiotem wynalazku jest sposób rafinacji ziemiami odbarwiajacymi substancji plynnych, a zwlaszcza siarki, zapewniajacy wysoka czystosc, oraz jasna barwe produktu.Znane sa sposoby rafinacji plynnej siarki polegajace na filtrowaniu jej w filtrach ramowo-cisnieniowych typu KelTy z dodatkiem ziem odbarwiajacych. Wprowadzone do siarki plynnej przed filtracja ziemie odbarwiaja¬ ce odkladaja sie wraz z zanieczyszczeniami znajdujacymi sie w siarce na ramach filtracyjnych tworzac tam wlasciwa warstwe filtracyjna. Siarka surowa zwlaszcza uzyskiwana metoda podziemnego wytapiania posiada zmienne ilosci zanieczyszczen mechanicznych powodujace po jej zestaleniu niekorzystna barwe od ciemno-zóltej do brazowej. Barwa ta spowodowana jest obecnoscia róznych zanieczyszczen, a w szczególnosci substancji bitu¬ micznych których obecnosc zmniejsza wartosc handlowa produktu. Usuwanie niepozadanych zanieczyszczen, oraz otrzymywanie siarki o jasno-zóltej barwie uzyskuje sie poprzez zmieszanie plynnej siarki z ziemiami odbar¬ wiajacymi i przeprowadzenie filtracji.Dozowanie ziem odbarwiajacych dokonuje sie w sposób jednorazowy to jest z tak zwanym wypelnieniem wstepnym, badz tez ziemie te wprowadza sie przed filtracja w sposób ciagly, lub cyklicznie w ciagu calego okresu filtracji.Znane sa sposoby zwiekszenia wydajnosci procesu filtracji róznych substancji w tym równie! i siarki plynnej poprzez zastosowanie specjalnych dodatków filtracyjnych w postacji ziem okrzemkowych, perlitów i ziem krzemionkowych itp. posiadajacych bardzo rozwinieta powierzchnie ziarn. Znane sa równiez ziemie odbar¬ wiajace zawierajace pewne srodki powierzchniowo-czynne ulatwiajace proces filtracji.Filtrowanie plynnej siarki z ziemiami odbarwiajacymi sposobem dotychczas stosowanym posiada szereg niedogodnosci technicznych, do których nalezy: mala wydajnosc filtracji, spadek wydajnosci filtracji w trakcie prowadzonego cyklu filtracyjnego, duze zuzycie ziem odbarwiajacych przypadajace na jednostke produktu oraz znaczna zawartosc siarki w odpadzie pofiltracyjnym. Trudnosci te spowodowane sa wysokim stopniem rozdrob¬ nienia ziem odbarwiajacych i ewentualnie stosowanych dodatków filtracyjnych.Struktura wytworzonego placka filtracyjnego na ramach filtracyjnych jest w przypadku stosowania ziem odbarwiajacych malo przepuszczalna dla siarki, przy czym pod wplywem cisnienia filtrowanej siarki ulega silnemu zageszczeniu, powodujac spadek wydajnosci procesu tym wiekszy im mniejsza jest granulacja stosowa-2 78 041 nych ziem odbarwiajacych. Zmniejszenie wydajnosci procesu powoduje zwiekszenie zuzycia ziem odbarwiaja¬ cych, konieczonosc zainstalowania wiekszej ilosci jednostek filtracyjnych, zwiekszenie obslugi itp.Celem wynalazku jest zmniejszenie zuzycia drogich ziem odbarwiajacych, zwiekszenie wydajnosci operacji filtracyjnej, zmniejszenie strat produktu w odpadach, przy zachowaniu wysokich parametrówjakosciowych pro¬ duktu.Cel ten osiaga sie poprzez zmiane struktury wytworzonej w trakcie filtracji warstwy filtrujacej o korzyst¬ nych wlasnosciach filtracyjnych, umozliwiajacych mozliwie maksymalne wykorzystanie aktywnosci stosowanych ziem odbarwiajacych. Poprawe wlasnosci filtracyjnych, oraz rozluznienie struktury warstwy filtracyjnej powodu¬ jace zmniejszenie scisliwosci tej warstwy uzyskuje sie wprowadzajac do substancji filtrowanej odpowiednio przygotowany dodatek filtracyjny. Dodatek filtracyjny zapewniajacy podane wyzej cele wynalazku musi posia¬ dac strukture ziarnista przy czym zawartosc frakcji pylastej o rozmiarach ziarn ponizej 0,06 mm winna byc mozliwie najmniejsza. Najwieksza dopuszczalna ilosc tej frakcji wynosi 15% wagowych.Podstawowa frakcja ziarnowa o rozmiarach ziarn 0,1-1 mm winna stanowic przynajmniej 50% wagowych calosci ziarn.Materialem z którego sklada sie dodatek filtracyjny moze byc kazda substancja naturalna lub otrzymana sztucznie, która w zetknieciu z substancja filtrowana w warunkach prowadzonego procesu nie reaguje z nia che¬ micznie nie wydziela szkodliwych par lub pylów, oraz nie wprowadza zanieczyszczen pogarszajacych jakosc produktu. Dodatek filtracyjny o przedstawionych wlasnosciach fizycznych stosuje sie w mieszance z ziemiami odbarwiajacymi, w której stanowi on 10—60% wagowych, najkorzystniej 20—40%.Wprowadzenie takiego dodatku filtracyjnego o budowie ziarnistej do substancji filtrowanej powoduje pow¬ stawanie w trakcie filtracji na ramach filtracyjnych warstwy filtrujacej, która posiada mniejsza scisliwosc wykazu¬ jac równoczesnie duza zdolnosc filtracyjna, która w okresie calego cyklu filtracyjnego ulega nieznacznemu zmniejszeniu. Uzyskana poprawa filtruaqi pozostaje w scislym zwiazku z wielkoscia ziarn stosowanego dodatku, powodujac powstawanie rozluznionej struktury w warstwie filtracyjnej posiadajacej system kanalików ulatwiaja¬ cy filtracje.Ziemie odbarwiajace posiadajac znaczne rozdrobnienie wypelniaja przestrzenie miedzy ziarnowe, co za¬ bezpiecza calkowite wykorzystanie ich zdolnosci odbarwiajacych.Dodatkami filtracyjnymi w przypadku rafinacji siarki moga byc wszelkie materialy ziarniste naturalne i sztuczne nie reagujace z siarka. Szczególnie dobrym dodatkiem w tym wypadku sa odpady poflotacyjne uzyski¬ wane przy produkcji siarki metoda flotacyjno-filtracyjna. Odpady te znane równiez pod nazwa wapna poflotacyj¬ nego posiadaja wymagana granulacje, niewielka zawartosc wilgoci, oraz pewne ilosci siarki elementarnej w grani¬ cach 3—6%. Równie dobrymi dodatkami sa naturalne piaski drobnoziarniste np. piaski czwartorzedowe wystepu¬ jace powszechnie w Polsce, badz tez trzeciorzedowe piaski baranowskie, wystepujace w rejonie Tarnobrzega wzglednie piaski morskie lub wydmowe charakteryzujace sie nieznaczna domieszka frakcji pylastej o rozmiarach ziarn ponizej 0,06 mm.Dobrymi dodatkami wedlug wynalazku moga byc rozdrobnione skaly osadowe lub magmowe o okreslonej granulacji. Szczególnie dobre wlasnosci jako dodatek filtracyjny moga wykazywac rozdrobnione sztuczne kruszy¬ wa typu keramzytu lub glinoporytu, lub odpady produkcyjne powstajace przy ich sortowaniu.Rafinacja siarki wedlug wynalazku, pozwala na zmniejszenie zuzycia ziem odbarwiajacych o ponad 50% w stosunku do zuzycia tych ziem przy rafinacji sposobem stosowanym dotychczas. Wskaznik zuzycia ziem odbarwiajacych sposobem dotychczasowym wynosil 5,5—4,0 kg na tone siarki rafinowanej. Sposób wedlug wynalazku zmniejsza zuzycie ziem odbarwiajacych do wielkosci 2,5—1,5 kg na tone siarki rafinowanej w zalez¬ nosci od opanowania tego procesu. Zaleta wynalazku jest równiez zmniejszenie ilosci siarki w odpadach pofiltra- cyjnych srednio o okolo 3—5%, oraz zmniejszenie koniecznej ilosci czynnych filtrów o okolo 50% z uwagi na zwiekszona wydajnosc filtracji o 50-100%. Dodatnia cecha stosowania odpadów poflotacyjnych powstalych w procesie produkcji siarki metoda flotacyjno-filtracyjna jest zawartosc w nich weglanu wapnia, który dziala neutralizujaco na wolny kwas wystepujacy w pewnych typach ziem odbarwaiajacych.Technologiczne korzysci sposobu wedlug wynalazku ilustruja podane przyklady.Przyklad I. Surowa plynna siarke o zabarwieniu brazowym wykazujaca stopien refleksji równy 45% okreslony leukometrem Zeiss*a przy uzyciu filtra czerwonego, wprowadzono do zbiornika w którym nastepuje przygotowanie wypelnienia wstepnego. Ilosc siarki plynnej w zbiorniku wynosi okolo 50 ton. Do tej ilosci siarki dodano 750 kg ziemi odbarwiajacej typu Sondafin, oraz 750 kg odpadów poflotacyjnych. Po wsypaniu powyz¬ szej ilosci ziemi odbarwiajacej oraz dodatku filtracyjnego, zawartosc zbiornika mieszano intensywnie do uzyska¬ nia mozliwie jednorodnej mieszaniny w okresie okolo 35 minut. Po tym czasie uruchomiono pompy tloczace uzyskana nadawe do filtra cisnieniowego o pojemnosci okolo 16 ton.78 041 3 Po napelnieniu filtra rozpoczeto filtracje. Siarka wyplywajaca z filtra w okresie wytworzenia warstwy filtrujacej to jest okolo 1 minuty wykazywala barwe ciemna. Okres wstepnej filtracji trwal lacznie 2 minuty.W tym czasie podawano na filtr mieszanine siarki z ziemia odbarwiajaca i dodatkiem filtracyjnym.Po wstepnym okresie filtracji (2 minuty) barwa filtrowanej siarki ustabilizowala sie. Po zakonczeniu wstepnej filtracji wlaczono pompy podajace surowa siarke plynna bezposrednio na filtr wylaczajac pompy tloczace nadawe ze wstepnym wypelnieniem.W okresie napelnienia filtra nadawa, oraz w okresie wstepnej filtracji podano lacznie na filtr 20 ton miciza- niny siarki z ziemiami, w której znajdowalo sie 300 kg ziemi odbarwiajacej, oraz 300 kg odpadów poflotacyj¬ nych.Przefitrowana siarke kierowano do zbiornika siarki czystej. Okres filtracji w którym uzyskiwano siarke 0 jasno-zóltej barwie wynosil 3,5 godzin. Ilosc przerafinowanej w tym czasie siarki wyniosla 160 ton. Jak Z tego wynika srednia wydajnosc filtraqi wynosila 45,7 ton/godzine. Zuzycie ziemi odbarwiajacej w odniesieniu do ilosci rafinowanej siarki wynioslo 0,18%.Wykonane oznaczenia refleksji uzyskiwanej siarki wykazaly w okresie poczatkowym filtracji 87% po 1 ,5 godzinie 83% po 3,5 godzinach 75% refleksji okreslonej przy uzyciu filtra czerwonego. Zawartosc popiolu w siarce rafinowanej wyniosla 0,007% natomiast substancji bitumicznych 0,005%. Takwiec parametryjakosciowe uzyskiwanej siarki przewyzszaja znacznie wymagania obowiazujacych norm.Przyklad II. Siarke rafinowano w sposób podany w przykladzie I. W okresie pogorszenia sie barwy filtrowanej siarki rozpoczeto podawania na filtr przygotowanej nadawy z ziemiami odbarwiajacymi i dodatkiem filtracyjnym w postaci odpadów poflotacyjnych. Wprowadzono w ten sposób dodatkowo 100 kg ziem odbarwia¬ jacych co spowodowalo w efekcie poprawe barwy siarki oraz przedluzylo tym samym okres filtracji.Wskazniki tak prowadzonej filtracji wyniosly odpowiednio: czasokres filtracji 5,5 godzin, ilosc przerafino¬ wanej siarki 242 tony, zuzycie ziemi odbarwiajacej na 1 tone siarki wynioslo 0,20%.Przyklad III. Surowa siarke rafinowano podobnie jak w przykladzie I z tym ze ziemia odbarwiajaca byla mieszanina ziemi Sondafin i Terrafin w stosunku 1:1. Stosowany dodatek filtacyjny stanowil piasek czwar¬ torzedowy w którym frakcja pylasta to jest ponizej 0,06 mm wynosila 8%.W tak przygotowanej nadawie ilosc piasku jako dodatku filtracyjnego stanowila 12%. Tak przygotowany proces filtracji trwal 7,5 godzin przy czym zuzycie ziemi odbarwiajacej w odniesieniu do przerafinowanej siarki wynioslo 0,26%. PL PL