[go: up one dir, main page]

PL80195B1 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
PL80195B1
PL80195B1 PL1969135843A PL13584369A PL80195B1 PL 80195 B1 PL80195 B1 PL 80195B1 PL 1969135843 A PL1969135843 A PL 1969135843A PL 13584369 A PL13584369 A PL 13584369A PL 80195 B1 PL80195 B1 PL 80195B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
sulfatizing
temperature
roasting
product
carried out
Prior art date
Application number
PL1969135843A
Other languages
Polish (pl)
Original Assignee
Boliden Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boliden Ab filed Critical Boliden Ab
Publication of PL80195B1 publication Critical patent/PL80195B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02Roasting processes
    • C22B1/10Roasting processes in fluidised form
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

Sposób prazenia usiarczajacego rudy zelaznej Wynalazek dotyczy sposobu prazenia usiarcza¬ jacego rud zelaza zawierajacego oprócz siarczku zelaza skladniki metali niezelaznych, takich jak miedz, kobalt, nikiel, cynk, mangan, kadm i srebro.Znane sa rózne sposoby obróbki rud zelaza ma- 5 jace na celu odzyskiwanie zawartych w nich me¬ tali niezelaznych i usuwania siarki zwiazanej, utrudniajacej otrzymywanie zelaza i stali.Jednym z dobrze znanych sposobów odzyskiwa¬ nia metali niezelaznych jest ich konwersja na 10 siarczany, przez prazenie, a nastepnie oddzielenie siarczanów przez lugowanie.W procesie tym stosowano rózne typy pieców, jednak obecnie najczesciej stosuje sie piece ze zlozem fluidalnym, jako najbardziej ekonomiczne 15 w procesie prazenia usiarczajacego metali w ru¬ dach zawierajacych siarczek zelaza.W procesie prazenia w zlozu fluidalnym, usiar- czanie prowadzi sie z jednoczesnym rozkladem utle¬ niajacym siarczków zelaza obecnych w materiale, 20 a powstajacy dwutlenek siarki stosuje sie na ogól do produkcji kwasu siarkowego.Zasadniczymi parametrami, wplywajacymi na przebieg reakcji w procesie usiarczania metali nie¬ zelaznych sa: temperatura oraz ilosc dwutlenku 25 siarki i tlenu w gazie prazalnym.Szczególne znaczenie w tym procesie ma odpo¬ wiedni dobór temperatury, jak to wynika z wy¬ kresów na fig. 1, która przedstawia zaleznosc rów¬ nowaznego cisnienia par P róznych siarczanów od 30 temperatury. Z wykresu, wynika, ze zakres tem¬ peratur rozkladu siarczanów miedzi, kobaltu, cyn¬ ku i niklu z jednej strony i niepozadanego w pro¬ cesie prazalniczym siarczanu zelaza z drugiej stro¬ ny, jest maly, a zwlaszcza dla siarczanu miedzi.Podana ponizej tablica wskazuje temperatury rozkladu siarczanów niektórych metali w zaleznos¬ ci od calkowitego cisnienia tlenku siarki. Dane za¬ warte w tabeli odpowiadaja krzywym dla Fe2(S04)s, CuS04 i CuO-CuS04 przedstawionym na fig. 1. p 0,05 0,1 0,2 ¦0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Tablica Temperatura rozkladu odpowiednich siarczanów przy róznych wartosciach równowaznego cisnienia par Fe2(S04)s 613 637 664 675 685 692 697 702 706 710 712 CuS04 675 702 728 748 760 770 778 786 793 800 805 CuOCuS04 722 757 784 802 817 829 839 847 854 859 863 80 19584 IM W celu usiarczanirf metali, bez jednoczesnego powstawania znacznych ilosci siarczanu zelaza, ko¬ nieczna jest dokladna regulacja temperatury, co jest mozliwe w piecach ze zlozem fluidalnym. Dla uzyskania dobrej wydajnosci w procesie lugowania metali i "mozliwie malych ilosci siarczanu zelaza, proces powinien przebiegac w zakresie temperatur 600—75OTC i zwykle prowadzi sie go w tempera¬ turze 550—675°C.W celu przeprowadzenia reakcji usiarczania wy¬ magane jest dostatecznie duze cisnienie czastkowe trójtlenku siarki w gazie prazalnym. Proces praze¬ niamusi-byc zatem prowadzony przy duzym nad¬ miarze powietrza i na ogól powietrze doprowadza sie w takich ilosciach, aby zawartosc dwutlenku siarki w gazie prazalnym wynosila 7—8%.Jesli prazenie siarczku prowadzi sie jednoczesnie z** procesem usiarczania, gazy prazalne maja wy¬ magana, duza zawartosc trójtlenku siarki, a wy¬ prazone produkty odznaczaja sie duza zawartoscia siarczanu zelaza. Wynikajace stad straty siarki sa duze, co jest powazna wada znanych dotychczas procesów usiarczania. Równiez ujemna strona sto¬ sowanych procesów jest niemozliwosc usuniecia zwiazków arsenu, antymonu, bizmutu i olowiu przez wyprazenie produktów zawierajacych te zwiazki.Wystepujace w wymienionym powyzej procesie duze ilosci powietrza i gazów prazalnych powo¬ duja mala wydajnosc, liczona na jednostke obje¬ tosci pieca prazalnego i wymagaja duzych urzadzen do oczyszczenia gazu. Ponadto, sprawnosc odzyski¬ wania ciepla w procesie prazenia jest mala.Celem wynalazku jest podanie takiego sposobu prowadzenia procesu prazenia, aby umknac utwo¬ rzenia sie zelazianów miedzi lub cynku, które bar¬ dzo trudno rozkladaja sie w czasie etapu usiar¬ czania.W sposób wedlug wynalazku usiarczanie rudy zelaznej, zawierajacej metale niezelazne w postaci zwiazków z siarka mogacych tworzyc rozpuszczalne siarczany, prowadzi sie w procesie dwuetapowym, przy zachowaniu odpowiednich parametrów tech¬ nologicznych procesu.Proces prazenia prowadzi sie jako prazenie utle¬ niajace do FetOt, z malym nadmiarem powietrza lub jako proces utlenienia do magnetytu, na przy¬ klad w sposób, jak opisano w patencie szwedzkim nr 204002.Jezeli utlenianie w tym sposobie prazenia pro¬ wadzi sie do Fe2Os, proces mozna prowadzic w tem¬ peraturach nizszych i w ten sposób uniknac pow¬ stawania ferrytów miedzi i cynku. W procesie tym powstaja pewne ilosci trójtlenku siarki, który usu¬ wa sie z gazu prazalnego w ten sposób, ze po od¬ dzieleniu gazu prazalnego od wyprazonego produktu stalego, siarke zawarta w gazie utlenia sie w stre¬ fie spalania, na przyklad w sposób, jak podano w szwedzkim opisie patentowym nr 204002.Gaz prazalny chlodzi sie w odpowiednim wy¬ mienniku ciepla lub przez zraszanie gazu woda.Ewentualnie zawarta w nim siarke spala sie iv strefie spalania umieszczonej za wymiennikiem io 15 20 26 25 45 50 55 ciepla, na przyklad w sposób, jak podano w szwe¬ dzkim opisie patentowym nr 227188.Przedmiotem wynalazku jest sposób prazenia usiarczajacego rudy zelaznej, obejmujacy prazenia siarczków w piecu fluidyzacyjnym w temperaturze 800—X100°C, a nastepnie przeniesienie wyprazonego produktu do reaktora i poddanie usiarczaniu w tem¬ peraturze 600—750°C, korzystnie 625—7O0"C w wa¬ runkach umozliwiajacych wylugowanie wiekszej * czesci soli metali niezelaznych.W sposobie wedlug wynalazku korzystnie stosuje sie piece ze zlozem fluidalnym, jednak proces mozna takze ffttfyigjLac•;«- piecach obrotowych, szy¬ bowych lub w^z^ywych prazakach.Temperature zloza fluidalnego reguluje sie przez, zraszanie ciecza lub posrednio, przy uzyciu we- zownic chlodniczych badz stosuje sie oba sposoby jednoczesnie.W procesie utleniania do magnetytu, mozliwe jest. jednoczesne usuwanie z wyprazonego produktu substancji, takich jak arsen, antymon, cyna, biz-' mut i olów.?Korzystna cecha tego sposobu wynalazku, jest nie wiazanie sie metali niezelaznych, szczególnie^ miedzi i cynku w postaci ferrytów, a wiec zwiaz¬ ków trudno ulegajacych usiarczaniu, przy czym w sposobie tym otrzymywany gaz praktycznie nie zawiera trójtlenku siarki.Siarke mozna równiez spalac czesciowo przed wymiennikiem ciepla i czesciowo za nim, po czym gaz oczyszcza sie metodami konwencjonalnymi, np. w pluczkach wiezowych lub elektrofiltrach.W sposobie wedlug wynalazku produkt staly z etapu prazenia przenosi sie do etapu usiarczania bezposrednio z pieca fluidyzacyjnego i/lub z go¬ racych cyklonów, do których produkt jest czescio¬ wo wprowadzony z gazem, a nastepnie oddzielany.W etapie usiarczania produkt ogrzewa sie korzyst¬ nie w temperaturze 650—675°C.Warunki w etapie prazenia mozna tak przysto¬ sowac, aby przy stosowaniu nadmiaru powietrza otrzymac niewielka zawartosc siarczków, których wieksza czesc jest utleniona w wyprazonym pro¬ dukcie do utworzenia trójtlenku siarki i siarcza¬ nów. Tak otrzymany wyprazony produkt zawiera¬ jacy siarczki zelaza moze byc korzystnie dodany do etapu usiarczania. v^.Jezeli w wyprazonym produkcie z etapu prazenia znajduje sie magnetyt, zostaje on utleniony do FefcOf, który katalizuje reakcje tworzenia sie trój¬ tlenku siarki, wplywajacego korzystnie na reakcje tworzenia sie siarczków.Katalityczny wplyw FetO, na tworzenie sie trój¬ tlenku siarki ma optimum w odpowiednich wa¬ runkach prazenia. Gaz prazalny zawrócony z etapu prazenia i zmieszany z gazem zawierajacym tlen, stanowi efektywny czynnik usiarczania.Korzystnie jest równiez w sposobie wedlug wy— nalazku w przypadku powiazania oddzialu pro¬ dukcji kwasu siarkowego z piecami prazalnymi, wprowadzac bezposrednio do etapu usiarczania trójtlenek siarki: Jako czynniki usiarczajace ko¬ rzystnie stosuje sie takze równiez kwas siarkowy i siarczany metali, na przyklad siarczan zelaza.80195 1 siarczany metali alkalicznych, takie jak siarczan sodu i wodorosiarczan sodu.Z punktu widzenia wydajnosci siarki, szczególnie korzystnie stosuje sie równiez zawierajacy siarczan zelaza, doprowadzany z procesu lugowania lub po¬ chodzacy z operacji cementacji. Niewielkie ilosci chlorków i azotynów, wprowadzane z ruda wpro¬ wadzana czesciowo do etapu usiarczania, nie wply¬ waja na przebieg procesu.' Wyprazony produkt odprowadzany z etapu pra¬ zenia w temperaturze 800—1100°C chlodzi sie do temperatury usiarczania bezposrednio w wymien¬ nikach ciepla, wytwarzajacych pare wodna przez doprowadzenie do goracego produktu stalego, zim¬ nego materialu lub zraszanie ciecza, na przyklad woda, kwasem siarkowym lub roztworami siar¬ czanów zelaza i innych metali.W procesie prazenia siarczków z wytworzeniem hematytu, wydziela sie znaczna ilos ciepla, szcze¬ gólnie duza przy prazeniu z wytwarzaniem mag¬ netytu. Ilosc wydzielonego ciepla w etapie usiar¬ czania pozwala na wprowadzanie znacznych ilosci wodnych roztworów czynników usiarczajacych, co umozliwia otrzymywanie w tym etapie duzej za¬ wartosci trójtlenku siarki.Jak wynika z fig. 1, jesli wzrasta cisnienie trój¬ tlenku siarki, wzrasta równiez temperatura rozkla¬ du produktu reakcji usiarczania, na przyklad przy równowaznym cisnieniu par P=0,3 atmosfery, na¬ lezy utrzymywac w reaktorze do usiarczania tem¬ perature co najmniej 675°C w celu rozlozenia siar¬ czanu zelazowego i najwyzej 750°C aby uniknac rozkladu siarczanu miedzi. Wskutek rozkladu siar¬ czanu miedzi powstaje CuOCuS04, który rozklada sie z kolei w temperaturze okolo 800°C przy P=0,3.W celu przesuniecia równowagi reakcji 2SOs5=t 2S02+02 w kierunku wiekszych zawartosci trój¬ tlenku siarki, do reaktora, do usiarczania mozna dodawac powietrze wzbogacone tlenem lub tlen.Odprowadzone gazy z etapu usiarczania zawraca sie do etapu prazenia, w którym zawarty w gazie trójtlenek siarki ulega przetworzeniu na dwutlenek siarki. W etapie usiarczania operuje sie bardzo malymi ilosciami gazu w stosunku do ilosci gazów otrzymywanych w pojedynczych, jednoetapowych procesach, znanych w tej dziedzinie. Oznacza to, ze w sposobie wedlug wynalazku potrzebne sa znacznie mniejsze iloisc czynników usiarczajacych.Przy zachowaniu ustalonej temperatury w etapie prazenia, mozna uzyskac korzystne wyniki przez wprowadzanie produktu tlenkowego poddawanego dzialaniu usiarczania zarówno w etapie prazenia, jak i w etapie usiarczania. Jako czynnik chlodzacy w etapie usiarczania korzystnie stosuje sie zimny produkt utleniony z etapu prazenia.Zgodnie z wynalazkiem proces prazenia mozna prowadzic jako proces calkowitego utleniania do Fe2Os lub utleniania do magnetytu. W procesie wy¬ czerpujacego utleniania korzystne jest ograniczenie ilosci doprowadzanego tlenu w taki sposób, aby arsen znajdujacy sie w rudzie, nie tworzyl arse- nianu zelaza.Warunki te okreslono na wykresie przedstawio¬ nym na fig. 2, która przedstawia graficzne termo- 10 15 25 40 50 55 60 65 dynamiczne warunki prazenia, którego rzedna ozna¬ cza cisnienie czastkowe tlenu w powstajacych ga¬ zach prazalnych, wyrazane w atmosferach, w skali logarytmów dziesietnych, a odcieta temperature w 0°C. Warunki tworzenia sie FeAc04 przedstawia krzywa 1, z fig. 2 ponizej której zwiazek ten jest niestabilny.Krzywa ta przechodzi przez nastepujace punkty: logi0POf — 6,0 — 3,5 — 1,5 temperatura °C 700 800 900 W celu utrzymania cisnienia tlenu ponizej po¬ ziomu odpowiadajacego tworzeniu sie arsenianu zelaza, nalezy parametry procesu zalezne od przy¬ padkowych fluktuacji, utrzymywac ponizej krzy¬ wej IV, z fig. 1, która charakteryzuja nastepujace wartosci: logioPOf — 9,0 — 6,5 -4,5 — 3,0 -2,3 temperatura °C 700 800 900 1000 1050 Jesli proces prazenia prowadzi sie z wytwarza¬ niem magnetytu, cisnienie tlenu ogranicza sie do wartosci ponizej krzywej II, fig. 2, która charak¬ teryzuja nastepujace wartosci: logioPOj temperatura PC — 12,0 700 — 9,5 800 — 7,5 900 — 5,8 1000 — 5,0 1050 lecz nie ponizej krzywe} III, z fig. 2 wyznaczona nastepujacymi rzednymi: logioPOj temperatura °C — 15,0 700 — 13,5 800 — 12,0 900 — 10,7 1000 — 10,0 1050 Krzywa III z fig. 1 przedstawia najmniejsze war¬ tosci cisnienia czastkowego tlenu w zaleznosci od temperatury, przy których siarka jest wydzielana, spalana i usuwana wskutek prazenia siarczku ze¬ laza.Jezeli proces usiarczania prowadzi sie w ten sposób, ze w wyprazonej rudzie pozostawia sie czesc siarczków, nalezy utrzymywac parametry od¬ powiadajace wspólrzednym w poblizu lub nieco ponizej tej krzywej. Produkt otrzymywany w tych warunkach, z etapu prazenia, zawiera pewna ilosc niewyprazonych siarczków zelaza, które w procesie usiarczania zapewniaja korzystna ilosc produktu zawierajacego siarke.Na fig. 3 przedstawiono schematycznie przebieg procesu sposobem wedlug wynalazku. Do pieca prazalnego 1 ze zlozem fluidalnym, przewodem 280195 8 doprowadza sie. gaz zawierajacy tlen, zazwyczaj powietrze, przewodem 3 — rude zawierajaca siar¬ czek zelaza, a przewodem 4 dodatkowe produkty stale, omówione wyzej, zawierajace tlenki.Gaz prazalny odprowadza sie przewodem 5 do cyklonu 6, w którym wyprazony produkt ulega od¬ dzieleniu, skad przewodem 7 wprowadza sie do strefy spalania 8, do której przewodem 9 dopro¬ wadza sie gaz zawierajacy tlen, korzystnie powie¬ trze. Po spalaniu pozostalej w gazie wolnej siarki, gaz chlodzi sie, korzystnie w wymienniku ciepla 10 i wprowadza do odpowiedniego urzadzenia odpy¬ lajacego, na przyklad elektrofiltru 11, z którego od¬ powiednio przewodami 12 i 13 odprowadza sie od¬ pylony gaz, zawierajacy dwutlenek siarki i produkt < staly. Siarke mozna równiez spalac w strefie spa¬ lania 8', znajdujacej sie za wymiennikiem ciepla 10, do której powietrze doprowadza sie przewodem 9'.Gaz odprowadzany z cyklonu 6 mozna spalac rów¬ niez w obu strefach spalania V^I 8'.Wyprazony produkt wraz z gazem przesyla sie przewodem 5 do goracego cyklonu 6, skad oddzie¬ lony produkt staly przesyla sie przewodem 15 do etapu usiarczania prowadzonego w stosunkowo nie¬ duzym reaktorze fluidyzacyjnym 16.Wyprazony produkt z pieca fluidyzacyjnego moz¬ na równiez wprowadzic do etapu usiarczania bez¬ posrednio przewodem 17 do reaktora fluidyzacyj¬ nego 16. Reaktor fluidyzacyjny 16 chlodzi sie przez zraszanie ciecza lub zimnym, stalym produktem doprowadzonym przewodem 18 lub za pomoca czynników chlodzacych doprowadzanych wezowni- ca 19 umieszczona w zlozu. Do reaktora fluidyza¬ cyjnego 16 mozna równiez doprowadzic przewo¬ dem 20 dodatkowy produkt ulatwiajacy proces usiarczania. Jezeli produkt ten stanowi roztwór, na przyklad siarczanów metali uzyskanych w pro¬ cesie lugowania i cementacji, doprowadza sie go przewodem 21 i wówczas mozna wyeliminowac do¬ prowadzenie przewodem 18 cieczy chlodzacej.Gaz poreakcyjny z rektora fluidyzacyjnego 16 prowadzi sie przewodem 22 do cyklonu 23, skad po oddzieleniu produktu stalego, zawraca sie przewo¬ dem 24 do pieca prazalnego 1.Wyprazona i odsiarczona rude z reaktora fluidy¬ zacyjnego 16 odprowadza sie przewodem 25 i lacz¬ nie z produktem oddzielanym w cyklonie 23, prze¬ wodem 26 wprowadza sie do zbiorników chlodza¬ cych 27, a nastepnie przewodem 28 do aparatu lugujacego 29, do którego przewodem 30 dopro¬ wadza sie ciecz lugujaca, korzystnie wode. Wylu¬ gowany produkt odprowadza sie przewodem 32, a wodny roztwór przewodem 31 doprowadza sie do typowego urzadzenia 33, sluzacego do odzyski¬ wania metali, które po cementacji odbiera sie przewodem 34. Lugi zawierajace siarczan zelaza w zaleznosci od potrzeb, mozna zawrócic przewo¬ dem 21 do reaktora 16. PL PLThe method of sulfatizing iron ore The invention relates to a method of sulfatizing iron ores containing, in addition to iron sulfide, components of non-ferrous metals, such as copper, cobalt, nickel, zinc, manganese, cadmium and silver. Various methods of treating iron ores are known. One of the well-known methods of recovering non-ferrous metals is their conversion to sulphates by calcining, and then separating the sulphates by leaching, for the purpose of recovering the non-ferrous metals they contain and removing the sulfur which hinders the production of iron and steel. Various types of furnaces have been used, but nowadays, fluidized bed furnaces are most often used, as the most economical in the sulfatization of metals in iron sulfide-containing pipes. In the fluidized-bed roasting process, sulfation is carried out with oxidative decomposition. iron sulphides present in the material, and the resulting sulfur dioxide The main parameters influencing the course of the reaction in the process of sulfatizing non-ferrous metals are the temperature and the amount of sulfur dioxide and oxygen in the gas. Of particular importance in this process is the appropriate choice of temperature, such as this is apparent from the graphs in FIG. 1, which shows the relationship of the equilibrium vapor pressure P of the different sulfates to temperature. The graph shows that the range of the decomposition temperatures of copper, cobalt, zinc and nickel sulphates on the one hand and iron sulphate undesirable in the roasting process on the other hand, is small, especially for copper sulphate. the table indicates the decomposition temperatures of certain metal sulphates as a function of the total pressure of the sulfur oxide. The data in the table corresponds to the curves for Fe2 (SO4) s, CuSO4 and CuO-CuSO4 shown in Fig. 1. p 0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 , 7 0.8 0.9 1.0 Table Temperature of decomposition of appropriate sulphates at different values of the equivalent vapor pressure of Fe2 (SO4) s 613 637 664 675 685 692 697 702 706 710 712 CuSO04 675 702 728 748 760 770 778 786 793 800 805 CuOCuSO 4 722 757 784 802 817 829 839 847 854 859 863 80 19584 1M In order to sulfatize metals without the concomitant formation of significant amounts of iron sulfate, an exact temperature control is necessary, which is possible in fluidized bed furnaces. To obtain good performance in the metal leaching process and "as little iron sulfate as possible, the process should run in the range of 600-75 ° C and is usually carried out at 550-675 ° C. Sufficient pressure is required for the sulfation reaction to take place. Particulate sulfur trioxide in the flue gas The calcination process must therefore be carried out with a large excess of air, and generally the air is supplied in such amounts that the sulfur dioxide content in the flammable gas is 7 - 8%. If the sulphide is calcined simultaneously With the sulfatizing process, the flammable gases have a high sulfur trioxide content and the calcined products have a high iron sulfate content. The resulting sulfur losses are high, which is a serious disadvantage of the previously known sulfurization processes. Of the processes involved is the inability to remove arsenic, antimony, bismuth and lead compounds by roasting the products The large amounts of air and flammable gases present in the above-mentioned process result in a low efficiency per unit volume of the flammable furnace and require large gas cleaning equipment. Moreover, the efficiency of heat recovery in the roasting process is low. The aim of the invention is to provide a method of carrying out the roasting process so as to avoid the formation of copper or zinc ferrates, which are very difficult to decompose during the sulfation step. According to the invention, the sulphurization of iron ore containing non-ferrous metals in the form of compounds with sulfur, which can form soluble sulphates, is carried out in a two-stage process, maintaining appropriate technological parameters of the process. The roasting process is carried out as oxidative calcination to FetOt, with a small excess of air or as an oxidation process to magnetite, for example as described in Swedish Patent No. 2040,002. If the oxidation in this roasting process leads to Fe2Os, the process can be carried out at lower temperatures and thus the formation of copper ferrites and zinc. This process produces certain amounts of sulfur trioxide, which is removed from the flammable gas in such a way that, after the flammable gas has been separated from the calcined solid product, the sulfur contained in the gas is oxidized in the combustion zone, for example by as stated in Swedish Patent Specification No. 2,040,002. The gas is cooled in a suitable heat exchanger or by spraying the gas with water. Possibly the sulfur it contains is burnt in a combustion zone downstream of the exchanger and with heat, for example The invention relates to a method of sulfatizing iron ore, comprising calcining sulphides in a fluidized bed furnace at a temperature of 800 ° -100 ° C, and then transferring the calcined product to a reactor and subjecting to sulfatization at a temperature of at 600 ° -750 ° C, preferably 625 ° -7 ° "C under conditions which allow the leaching of most of the non-ferrous metal salts. Fluidized bed furnaces are used, but the process can also be used in rotary kilns, shaft kilns or in live milling kilns. The fluidized bed temperature is regulated by spraying the liquid or indirectly by using cooling vents or both ways simultaneously. In the process of oxidation to magnetite, it is possible. simultaneous removal from the calcined product of substances such as arsenic, antimony, tin, bust and lead. The advantageous feature of this method of the invention is the non-binding of non-ferrous metals, especially copper and zinc, in the form of ferrites, i.e. The gas is practically free from sulfur trioxide, and the sulfur can also be burnt partly before and partly after the heat exchanger, and then the gas is purified by conventional methods, e.g. in washing tower or electrostatic precipitators. the solid product from the roasting step is transferred to the sulfatizing step directly from the fluidized bed furnace and / or from the dry cyclones into which the product is partially introduced with gas and then separated. In the sulfatizing step, the product is preferably heated to a temperature of 650 -675 ° C. The conditions of the roasting stage can be adjusted in such a way as to obtain a low content of sulphides when using excess air in which the major part is oxidized in the calcined product to form sulfur trioxide and sulphates. The calcined iron-containing product thus obtained may advantageously be added to the sulfatizing step. v ^. If there is magnetite in the calcined product from the roasting stage, it is oxidized to FefcOf, which catalyzes the reactions of the formation of sulfur trioxide, favorably influencing the reactions of sulphide formation. The catalytic effect of FetO on the formation of sulfur trioxide has the optimum under suitable roasting conditions. The combustible gas recycled from the roasting stage and mixed with the oxygen-containing gas is an effective sulfatizing agent. It is also advantageous in the method according to the invention in the case of linking the sulfuric acid production plant with the kilns, introducing sulfur trioxide directly into the sulfatizing step: Sulfuric acid and metal sulphates, for example iron sulphate, are also preferably used. Alkali metal sulphates such as sodium sulphate and sodium bisulphate are also preferably used. From the point of view of sulfur efficiency, iron sulphate containing iron fed from a leaching process or derived from a cementing operation. The small amounts of chlorides and nitrites introduced with the ore partially fed into the sulfatizing stage do not affect the course of the process. The calcined product discharged from the roasting stage at a temperature of 800-1100 ° C is cooled to the sulfatizing temperature directly in heat exchangers producing water vapor by feeding a hot solid product, a cold material or by spraying a liquid, for example water, acid. sulfide or sulfate solutions of iron and other metals. In the roasting of sulphides to form hematite, a considerable amount of heat is released, especially large in the roasting to produce magnesium. The amount of heat released in the sulfatizing stage allows for the introduction of significant amounts of aqueous solutions of sulfating agents, which allows obtaining a high content of sulfur trioxide in this stage. As it can be seen from Fig. 1, if the pressure of sulfur trioxide increases, the decomposition temperature also increases. For the sulfatizing reaction product, for example at an equilibrium vapor pressure of P = 0.3 atmospheres, the temperature in the sulfatizing reactor should be kept at a temperature of at least 675 ° C to break down the ferric sulfate and at most 750 ° C to avoid decomposition. copper sulfate. As a result of the decomposition of copper sulphate, CuOCuSO 4 is formed, which in turn decomposes at a temperature of about 800 ° C at P = 0.3. In order to shift the equilibrium of the reaction, 2SO 5 = t 2 SO 2 + O 2 towards higher sulfur trioxide contents, into the reactor, oxygen-enriched air or oxygen can be added to sulfatizing. The discharged gases from the sulfatizing step are returned to the roasting step, where the sulfur trioxide contained in the gas is converted into sulfur dioxide. In the sulfatizing step, very small amounts of gas are operated in relation to the amounts of gases obtained in single, one-step processes known in the art. This means that considerably less sulfating agents are needed in the process according to the invention. By maintaining a predetermined temperature in the calcining step, favorable results can be obtained by introducing the sulfatized oxide product both in the calcining and in the sulfatizing step. As the cooling agent in the sulfatizing step, the cold oxidized product from the calcining step is preferably used. According to the invention, the calcination process can be carried out as a complete oxidation process to Fe2O5 or an oxidation process to magnetite. In the depleted oxidation process, it is preferable to limit the amount of oxygen supplied so that the arsenic in the ore does not form iron arsenate. These conditions are shown in the graph in Fig. 2, which shows thermographic graphs. 25 40 50 55 60 65 dynamic roasting conditions, the ordinate of which is the partial pressure of oxygen in the resulting malleable species, expressed in atmospheres on a decimal logarithm scale, and the cut temperature at 0 ° C. The conditions for the formation of FeAc04 are shown in curve 1 in Fig. 2, below which the compound is unstable. This curve passes through the following points: logi0POf - 6.0 - 3.5 - 1.5 temperature ° C 700 800 900 To maintain the oxygen pressure below the level corresponding to the formation of iron arsenate, the process parameters depending on the random fluctuations should be kept below the IV curve from Fig. 1, which is characterized by the following values: logioPF - 9.0 - 6.5 - 4.5 - 3.0 -2.3 temperature ° C 700 800 900 1000 1050 If the roasting process is carried out with the production of magnetite, the oxygen pressure is limited to a value below curve II, Fig. 2, which is characterized by the following values: logioPOj temperature PC - 12.0 700 - 9.5 800 - 7.5 900 - 5.8 1000 - 5.0 1050 but not below the curves} III, from Fig. 2 determined by the following ordinates: logioPOj temperature ° C - 15.0 700 - 13.5 800 - 12.0 900 - 10.7 1000 - 10.0 1050 The curve III of FIG. 1 shows the lowest pressure values partial oxygen concentration depending on the temperature at which sulfur is released, burned and removed by roasting iron sulphide. If the sulphurization process is carried out in such a way that some sulphides are left in the desiccated ore, it is necessary to maintain parameters corresponding to the coordinates of iron sulphide. near or slightly below this curve. The product obtained under these conditions, from the roasting step, contains a certain amount of unrepressed iron sulfides which, in the sulfatization process, provide a favorable amount of sulfur-containing product. Figure 3 shows a schematic diagram of the process according to the invention. The ironing furnace 1 with a fluidized bed is fed through the line 280 195 8. an oxygen-containing gas, usually air, through line 3 - ore containing iron sulphide, and through line 4 additional solid products, discussed above, containing oxides. The burnable gas is discharged through line 5 to cyclone 6, where the calcinated product is separated, from which through line 7 it is introduced into the combustion zone 8, to which through line 9 an oxygen-containing gas, preferably air, is supplied. After combustion of the free sulfur remaining in the gas, the gas is cooled, preferably in a heat exchanger 10, and fed to a suitable dust removal device, for example an electrostatic precipitator 11, from which the dust-free gas containing sulfur dioxide is removed through lines 12 and 13, respectively. and product <solid. The sulfur can also be burnt in the combustion zone 8 'downstream of the heat exchanger 10, to which air is supplied through the conduit 9'. The gas discharged from the cyclone 6 can also be burnt in both combustion zones V ^ and 8 '. along with the gas is sent via line 5 to the hot cyclone 6, from which the separated solid product is sent via line 15 to the sulfatizing stage carried out in a relatively small fluidized-bed reactor 16. The discharged product from the fluidized bed furnace can also be fed to the no-sulfur stage. indirectly via line 17 to fluidized bed reactor 16. Fluid bed 16 is cooled by spraying with liquid or cold solid product via line 18 or by coolants supplied to coil 19 located in the bed. Additional product to facilitate the sulfatization process may also be supplied via line 20 to the fluidized bed reactor 16. If this product is a solution, for example metal sulphates obtained in the leaching and cementing process, it is fed through line 21 and can then be eliminated through line 18 for cooling liquid. Post-reaction gas from the fluidizing reactor 16 is led through line 22 to cyclone 23, composition, after the separation of the solid product, is returned via line 24 to the kiln 1. The expelled and desulfurized ore from the fluidization reactor 16 is discharged via line 25 and, together with the product separated in the cyclone 23, is fed to the tanks via line 26 27 and then through line 28 to the leaching apparatus 29, which is fed through line 30 with a leaching fluid, preferably water. The dislodged product is discharged through line 32 and the aqueous solution through line 31 to a conventional metal recovery device 33, which is removed after cementing through line 34. The leaches containing iron sulphate can be recycled by line as required. 21 to the reactor 16. PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób prazenia usiarczajacego rudy zelaznej, zawierajacej metale, tworzace latwo rozpuszczalne siarczany, takie jak miedz, kobalt, nikiel, cynk, log10PO* — 9,5 — 7,5 — 5,8 — 5,0 a korzystnie logioPO, — 13,5 — 12,0 — 10,7 — 10,0 krzywa przechodzi ¦ temperatura 800 900 1000 1050 przez punkty temperatura 800 900 1000 1050 °C 9C mangan, kadm i srebro, przez prowadzenie prak¬ tycznie calkowitego prazenia w piecu fluidyzacyj¬ nym, a nastepnie usiarczania w obecnosci czyn- ___ nika usiarczajacego, przy czym metale niezelazne b obecne w rudzie ulegaja konwersji do siarczanów, znamienny tym, ze material prazy sie w tempe¬ raturze zloza 800—1100°C, przy zachowaniu stosun¬ ku ilosci wprowadzonej rudy do ilosci doprowa¬ dzonego powietrza, odpowiadajacego wartosci cis- io nienia czastkowego tlenu w gazie prazalnym ponizej krzywej wyznaczonej na wykresie, którego rzedna oznacza logi0PO2, w atmosferach, .a. odcieta ozna¬ cza temperature w °C, przez punkty: 15 20 25 i od razu prowadzi sie proces usiarczania, w któ¬ rym wyprazony material zawierajacy zasadniczo 30 magnetyt, przenosi sie bezposrednio do drugiego pieca ze zlozem fluidalnym, w którym prowadzi sie proces usiarczania, dodajac do wyprazonego materialu, wprowadzonego do drugiego pieca, przy¬ najmniej jeden z nastepujacych czynników usiar- 35 czajacych takich, jak siarczki, dwutlenek siarki utworzony podczas procesu prazenia, a który w tym samym czasie moze stanowic gaz fluidyzacyjny, kwas siarkowy, siarczany metali i/lub trójtlenek siarki i usiarczanie prowadzi sie w warunkach 40 umozliwiajacych wylugowanie wiekszej czesci soli metali niezelaznych.1. Claims 1. The method of sulfatizing iron ore containing metals that form readily soluble sulfates, such as copper, cobalt, nickel, zinc, log10PO * - 9.5 - 7.5 - 5.8 - 5.0 and preferably logioPO, - 13.5 - 12.0 - 10.7 - 10.0 the curve passes through the points temperature 800 900 1000 1050 ° C 9C manganese, cadmium and silver, by carrying out virtually complete roasting in fluidization furnace, followed by sulfatization in the presence of a sulfatizing agent, the non-ferrous metals present in the ore are converted to sulfates, characterized in that the material is ironed at a bed temperature of 800-1100 ° C, while maintaining the ratio ¬ the amount of ore introduced to the amount of air supplied, corresponding to the value of the pressure and partial pressure of oxygen in the combustible gas below the curve plotted on the graph, the order of which is logiPO2, in atmospheres, a. the cutt represents the temperature in ° C, through the points: 15 20 25 and the sulfatization process is immediately carried out in which the expelled material containing essentially magnetite is transferred directly to a second fluidized bed furnace in which the sulfatization process is carried out. by adding to the calcinated material introduced into the second furnace, at least one of the following sulfatizing agents, such as sulfides, sulfur dioxide formed during the roasting process, which at the same time may be fluidizing gas, sulfuric acid, metal sulfates and / or sulfur trioxide and sulfatization are carried out under conditions that allow the leaching of most of the non-ferrous metal salt. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje usiarczania prowadzi sie w reaktorze ze zlozem fluidalnym. 452. The method according to claim The process of claim 1, wherein the sulfatizing reactions are carried out in a fluidized bed reactor. 45 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze material z etapu prazenia chlodzi sie w reaktorze do usiarczania przez bezposrednie oziebianie za pomoca chlodzacych oleji.3. The method according to p. The method of claim 1, wherein the material of the calcination step is cooled in the sulfatizing reactor by direct quenching with cooling oils. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 50 produkt z etapu prazenia chlodzi sie w reaktorze do usiarczania przez wprowadzenie zimnego, sta¬ lego produktu lub przez zraszanie ciecza, taka jak woda, kwas siarkowy lub wodne roztwory siarcz¬ ków metali. 554. The method according to p. The method of claim 1, wherein the product of the calcination step is cooled in the sulfatizing reactor by introducing a cold solid product or by spraying with a liquid such as water, sulfuric acid or aqueous solutions of metal sulphides. 55 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gazy reakcyjne z etapu usiarczania, po usunieciu stalego produktu zawraca sie do etapu prazenia.5. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that the reaction gases from the sulfatizing step are returned to the calcining step after removing the solid product. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do etapu usiarczania wprowadza sie produkt z eta- 60 pu usiarczania przez zawracanie cieczy z lugowa¬ nia, po uprzednim usunieciu soli metali niezelaz¬ nych z tego lugu.6. The method according to p. The process of claim 1, wherein the product of the sulfatizing step is introduced into the sulfatizing step by recycling the liquor from the leaching, after removing the non-ferrous metal salts from the liquor. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do etapów prazenia i usiarczania wprowadza sie 85 tlenki zelaza.80195 U nn v.9- /la Uo- 07 Oh 05 Q£r Ol c 0/ 0 l&* ^2rsaj3 u 1 ^59^ • i i / \ZnSCl \ \ _ 1 IN 1 f // / II I cuOCu&b i A/iSty OZhSO* L i i cfeS&E r i L\ v7 I l //I / /cuso+ 600 Ficl 0OO m /OOO óemp *C togpc -5 -10 -15 r», ' y | • I /' y ' y laO^ /' Fe£°S / /' pS s' ^ s* *v ^ Fe3°l . s~^ z-^ FeS --*' m^ ^--^ ^^A /OOO' HOO* Temperature *C? Fic.B80195 ^ r* SA TK 3[ U* -A N ?/¦ V / 1 A\ *:V- '-t ib 27 30, L 33- v Ul LDA — Zaklad 2 — Typo, zam. 585/75 — 105 egz. Cena 10 zl PL PL7. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that 85 iron oxides are introduced into the roasting and sulfatizing steps. 80195 U nn v. 9- / la Uo 07 Oh 05 Q £ r Ol c 0/0 l & * ^ 2rsaj3 u 1 ^ 59 ^ • ii / \ ZnSCl \ \ _ 1 IN 1 f // / II I cuOCu & b i A / iSty OZhSO * L ii cfeS & E ri L \ v7 I l // I / / cuso + 600 Ficl 0OO m / OOO óemp * C togpc -5 - 10 -15 y », 'y | • I / 'y' y laO ^ / 'Fe £ ° S / /' pS s' ^ s * * v ^ Fe3 ° l. s ~ ^ z- ^ FeS - * 'm ^ ^ - ^ ^^ A / OOO' HOO * Temperature * C? Fic.B80195 ^ r * SA TK 3 [U * -A N? / ¦ V / 1 A \ *: V- '-t ib 27 30, L 33- v Ul LDA - Plant 2 - Typo, ordered 585/75 - 105 copies. Price PLN 10 PL PL
PL1969135843A 1968-09-18 1969-09-16 PL80195B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE12585/68A SE322632B (en) 1968-09-18 1968-09-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL80195B1 true PL80195B1 (en) 1975-08-30

Family

ID=20295992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1969135843A PL80195B1 (en) 1968-09-18 1969-09-16

Country Status (15)

Country Link
JP (1) JPS516605B1 (en)
BE (1) BE738963A (en)
DE (1) DE1946558B2 (en)
DK (1) DK131242B (en)
ES (1) ES371601A1 (en)
FI (1) FI50140C (en)
FR (1) FR2018330A1 (en)
IE (1) IE33849B1 (en)
NL (1) NL6914173A (en)
NO (1) NO122155B (en)
PL (1) PL80195B1 (en)
RO (1) RO61553A (en)
SE (1) SE322632B (en)
YU (1) YU33984B (en)
ZM (1) ZM14369A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE396968B (en) * 1975-07-01 1977-10-10 Boliden Ab PROCEDURE FOR EXTRACTING NON-IRON METALS FROM SULPHIDY MATERIALS BY ROASTING AND LACHING
FI65088C (en) * 1979-05-25 1984-03-12 Pekka Juhani Saikkonen FOERFARANDE FOER AOTERVINNING AV ICKE-JAERNMETALLER UR DERAS MINERALIER MINERALSLIG OXIDISKA ROSTNINGSPRODUKTER OCH SLAGG
US4387642A (en) * 1980-07-17 1983-06-14 Mannesmann Tally Corporation Bi-directional, constant velocity, carriage shuttling mechanisms
SE446276B (en) * 1980-11-17 1986-08-25 Boliden Ab PROCEDURE FOR Separating and Extracting Nickel and Copper from Complex Sulfide Minerals
ES2046126B1 (en) * 1992-06-11 1994-09-01 Riotinto Minera Sa RETOSTATION PROCEDURE FOR THE HYDROMETALLURGICAL RECOVERY OF NON-IRON METALS IN PIRITA ASHES.
ES2038535B1 (en) * 1991-06-14 1994-04-01 Riotinto Minera Sa PROCEDURE FOR THE HYDROMETALLURGICAL RECOVERY OF NON-IRON METALS IN ASHES OF PIRITAS.
DE19960132A1 (en) * 1999-12-14 2001-06-21 Alexander Beckmann Process for the extraction of copper and other metals
DE10024972A1 (en) * 2000-05-19 2001-11-29 Klaus Plath Crank mechanism
JP6539922B1 (en) * 2018-08-30 2019-07-10 日揮株式会社 Method for producing nickel sulfate compound
WO2020075288A1 (en) * 2018-10-12 2020-04-16 日揮グローバル株式会社 Method and device for processing nickel oxide ore

Also Published As

Publication number Publication date
DE1946558B2 (en) 1978-06-22
IE33849L (en) 1970-03-18
NL6914173A (en) 1970-03-20
YU33984B (en) 1978-09-08
DE1946558A1 (en) 1970-06-11
IE33849B1 (en) 1974-11-27
YU235969A (en) 1978-02-28
JPS516605B1 (en) 1976-03-01
ZM14369A1 (en) 1970-03-16
NO122155B (en) 1971-05-24
ES371601A1 (en) 1971-11-01
DK131242B (en) 1975-06-16
RO61553A (en) 1977-02-15
SE322632B (en) 1970-04-13
FI50140C (en) 1975-12-10
DK131242C (en) 1975-11-17
BE738963A (en) 1970-03-02
FR2018330A1 (en) 1970-05-29
FI50140B (en) 1975-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4619814A (en) Process for the recovery of non-ferrous metals from sulphide ores and concentrates
PL80195B1 (en)
US3053651A (en) Treatment of sulfide minerals
SE451463B (en) PROCEDURE FOR PREPARING COMPLEX SULFIDIC ORE CONCENTRATES
Aracena et al. Dissolution kinetics of molybdite in KOH media at different temperatures
US3649245A (en) Process for the purification of pyrite cinders from nonferrous metals, from arsenic and from sulfur
SU1395147A3 (en) Method of extracting non-ferrous metals from raw material containing iron
US4259106A (en) Process for the roasting and chlorination of finely-divided iron ores and concentrates containing non-ferrous metals
FI89508B (en) Foerfarande Foer rostning av sulfidiska Malmer
US3758293A (en) Sulfur process for purifying pyrite ashes of non ferrous metals arsenic and
Taylor et al. Pyrometallurgical processing technologies for treating high arsenic copper concentrates
US6274104B1 (en) Non-ferrous metal recovery method utilizing a melt sulphation reaction
US3172755A (en) Process for the treatment of pyrite ores
US1749125A (en) Two-step sulphatizing roast
US3313601A (en) Recovery of metal values from oxygenated ores
US3674462A (en) Process for low temperature chlorination of roasted products from an iron sulphide roasting process prior to leaching out the nonferrous metal present therein
US3803288A (en) Recovery of sulfur and iron oxide from pyritic materials
Ferron et al. The recovery of copper and zinc from a sulphide concentrate using sulphate roasting, acid leaching and solution purification
US1939033A (en) Recovery of sulphur
US3494764A (en) Process for recovery of copper
Chouzadjian et al. Development of a process to produce lead oxide from Imperial smelting furnace copper/lead dross
PL72635B1 (en)
US2750275A (en) Method of treating materials containing sulphides
US2067778A (en) Method of treating complex lead bearing ore materials
Anderson The application and economics of industrial alkaline leaching of copper enargite concentrates