RU2078146C1 - Method of burning metal-containing sulfide-arsenic or sulfide-gold- containing ores and concentrates - Google Patents
Method of burning metal-containing sulfide-arsenic or sulfide-gold- containing ores and concentrates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2078146C1 RU2078146C1 SU925052937A SU5052937A RU2078146C1 RU 2078146 C1 RU2078146 C1 RU 2078146C1 SU 925052937 A SU925052937 A SU 925052937A SU 5052937 A SU5052937 A SU 5052937A RU 2078146 C1 RU2078146 C1 RU 2078146C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- arsenic
- lime
- reactor
- sulfur
- firing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/11—Removing sulfur, phosphorus or arsenic other than by roasting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/18—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by thermal decomposition of compounds, e.g. of salts or hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/46—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/02—Roasting processes
- C22B1/10—Roasting processes in fluidised form
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обжигу сульфидов и арсенидов металлов (содержащих металлы), а более конкретно, к суспензионному обжигу металлодержащих сульфидов с минимизацией эмиссии оксидов серы и мышьяка. The invention relates to the burning of sulfides and arsenides of metals (containing metals), and more particularly, to suspension burning of metal-containing sulfides with a minimum of emission of sulfur and arsenic oxides.
Руды металлосодержащих сульфидов или рудные концентраты для ускорения последующего процесса выделения металлов должны быть зачастую подвергнуты обжигу. Например, многие осадки золотоносной руды существуют в виде оксидов или сульфидов. Ores of metal-containing sulphides or ore concentrates must often be fired to accelerate the subsequent metal recovery process. For example, many gold ore sediments exist in the form of oxides or sulfides.
Окисленные фракции могут быть обработаны непосредственно известными методами, например, методом цианирования, но сульфидная фракция часто на поддается такому воздействию и должна быть окислена в процессе обжига, окисления в водной среде при повышенных температурах и давлениях или подвергнута бактериальному окислению. The oxidized fractions can be processed directly by known methods, for example, by cyanidation, but the sulfide fraction is often susceptible to this effect and must be oxidized during calcination, oxidation in an aqueous medium at elevated temperatures and pressures, or subjected to bacterial oxidation.
Водное окисление может оказаться неэкономичным для некоторых руд, а бактериальное окисление требует длительной обработки сопровождающейся увеличением стоимости за счет того, что используются большие объемы растворов с низким содержанием отработанных сульфатов. Water oxidation may be uneconomical for some ores, and bacterial oxidation requires lengthy treatment accompanied by an increase in cost due to the fact that large volumes of solutions with a low content of spent sulfates are used.
Обжиг тугоплавких золотоносных руд характеризуется с одной стороны быстротой, а с другой он эффективен с точки зрения стоимости, но должны быть в процесс обжига введены стадии, сводящие к минимуму эмиссию оксидов серы и мышьяка. The firing of refractory gold ores is characterized on the one hand by speed, and on the other it is cost-effective, but stages should be introduced into the firing process that minimize the emission of sulfur and arsenic oxides.
Большинство обжиговых установок, в особенности, в США, должны быть оборудованы аппаратами по производству кислоты или скруберами для того, чтобы поглощать диоксид серы до его выделения в атмосферу. Аппараты по производству кислот требуют больших капитальных вложений и могут оказаться неэффективными в тех случаях, когда отходящий газ содержит низкие концентрации диоксида серы. Кроме капитальных затрат и низкой производительности существенное влияние может оказать близлежащий рынок, точнее потребности близлежащего рынка в производимой кислоте, поскольку стоимость серной кислоты чувствительна к расстояниям, на которые она транспортируется. Очистка, в частности мокрая очистка газа, создает проблему, в частности, связанную с тем, где хранить образующиеся при этом полужидкие отбросы. Most kilns, especially in the United States, must be equipped with acid mills or scrubbers in order to absorb sulfur dioxide before it is released to the atmosphere. Acid production apparatuses require large capital investments and may be ineffective in cases where the flue gas contains low concentrations of sulfur dioxide. In addition to capital costs and low productivity, a nearby market can have a significant effect, or rather, the needs of a nearby market for produced acid, since the cost of sulfuric acid is sensitive to the distances over which it is transported. Purification, in particular wet gas purification, creates a problem, in particular, related to where to store the semi-liquid waste generated in this process.
В статье (Тейлор и др. Время обжига тугоплавких руд благородных металлов, Precious Metals, M.Jennings, Ed. TMS 1991) описывается способ обжига замеса смеси тугоплавкой золотоносной руды и извести в фиксированном слое над которым проходит окисляющий газ сообщается, что их процесс кинетически чувствителен, зависит от скорости окисления сульфида и от скорости сульфатирования извести. Хотя процесс, разработанный Тейлором с соавторами хорош в лабораторном масштабе, с точки зрения коммерческой необходим непрерывный способ, который бы позволял обрабатывать большие количества руды или рудных концентратов за короткий период времени с одновременной минимизацией эмиссии диоксида серы. The article (Taylor et al. Roasting time of refractory precious metal ores, Precious Metals, M.Jennings, Ed. TMS 1991) describes a method of roasting a mixture of a mixture of refractory gold ore and lime in a fixed layer over which oxidizing gas passes, it is reported that their process is kinetic sensitive, depends on the rate of oxidation of sulfide and on the rate of sulfation of lime. Although the process developed by Taylor et al. Is good on a laboratory scale, a continuous process is needed from a commercial point of view that can process large quantities of ore or ore concentrates in a short period of time while minimizing the emission of sulfur dioxide.
Размолотые металлосодержащие сульфида и/или арсениды и известь вводят в объем реактора. Ground metal-containing sulfide and / or arsenides and lime are introduced into the reactor volume.
Температура в реакторном пространстве поддерживается в интервале примерно 500-800oC. Сульфида и/или арсениды и известь в реакторном пространстве суспендируют, пропуская через них газ. Свободный кислородсодержащий газ подают в реакторное пространство для окисления сульфидов и/или арсенидов в оксиды металлов и оксиды серы и мышьяка. Известь добавляют в реакторное пространство в количестве в основном стехиометрически достаточном для того, чтобы прореагировать с оксидами серы и мышьяка, и известь очень тщательно разделяют, чтобы во всем реакторном пространстве была в основном гомогенно суспендированная известь, которая в основном полностью прореагирует с оксидами серы и мышьяка и захватит их.The temperature in the reactor space is maintained in the range of about 500-800 ° C. Sulphide and / or arsenides and lime are suspended in the reactor space by passing gas through them. Free oxygen-containing gas is fed into the reactor space for the oxidation of sulfides and / or arsenides to metal oxides and sulfur and arsenic oxides. Lime is added to the reactor space in an amount substantially stoichiometrically sufficient to react with sulfur and arsenic oxides, and lime is very carefully separated so that lime is generally homogeneously suspended throughout the reactor space, which mainly reacts completely with sulfur and arsenic oxides and capture them.
На фиг. 1 представлен график обратной зависимости концентрации диоксида серы в отходящем газе от концентрации кислорода в отходящем газе. In FIG. 1 is a graph of the inverse relationship of the concentration of sulfur dioxide in the exhaust gas from the concentration of oxygen in the exhaust gas.
На графике для более наглядного представления обратной зависимости содержание кислорода в отходящем газе перевернуто. На фиг. 2 4 схематически представлены три типа суспензионных обжиговых печей, которые могут быть использованы для обжига металлосодержащих сульфидов в соответствии с изобретение. On the graph for a more visual representation of the inverse relationship, the oxygen content in the exhaust gas is inverted. In FIG. 2 to 4, three types of suspension kilns are schematically presented which can be used for calcining metal-containing sulfides in accordance with the invention.
Способ, соответствующий изобретению, будет описан на примере обжига тугоплавкой золотоносной руды, но, как очевидно любому специалисту в данной области, этим примером настоящее изобретение не ограничивается. Минимальные модификации могут понадобиться для обжига других металлосодержащих сульфидов, но ясно, что такие модификации не выходят за рамки способа, применяющегося на практике. The method corresponding to the invention will be described using firing of refractory gold ore as an example, but, as is obvious to any person skilled in the art, the present invention is not limited to this example. Minimal modifications may be needed to roast other metal-containing sulphides, but it is clear that such modifications do not go beyond the scope of the method used in practice.
Далее, термин "известь", используемый в описании, относится к оксиду кальция, известняку и гидратированной извести. Further, the term “lime” as used herein refers to calcium oxide, limestone and hydrated lime.
Золото часто встречается в рудах, которые содержат пираты, пирротиты, арсенопириты или в несодержащих железа сульфидах. Золото может присутствовать в виде сульфидов, но может быть и распределено среди других сульфидных минералов, которые присутствуют в руде. Содержащееся золото должно быть предварительно освобождено от таких сульфидных минералов, прежде чем оно может быть выделено в других процессах, таких как выщелачивание в растворах цианидов. Gold is often found in ores that contain pirates, pyrrhotites, arsenopyrites, or iron-free sulfides. Gold may be present in the form of sulfides, but may also be distributed among other sulfide minerals that are present in the ore. The gold contained must first be freed from such sulfide minerals before it can be isolated in other processes, such as leaching in cyanide solutions.
Карбонатные породы зачастую также бывают связаны с золотоносными рудами и оказывают влияние на процесс выщелачивания, преждевременно адсорбируя содержащееся золото, которое находится уже в растворенном состоянии. Устранение таких карбонатных пород в процессе обжига, кроме того приводит к дальнейшему увеличению эффективности последующего гидрометаллургического процесса. Carbonate rocks are also often associated with gold-bearing ores and influence the leaching process, prematurely adsorbing the contained gold, which is already in a dissolved state. The elimination of such carbonate rocks during the firing process, in addition, leads to a further increase in the efficiency of the subsequent hydrometallurgical process.
Способ, соответствующий изобретению, основан на суспензионном обжиге, обеспечивающем непрерывный процесс обжига с высокой производительностью. The method according to the invention is based on suspension firing, providing a continuous firing process with high performance.
Суспензионный обжиг имеет дополнительный смысл, заключающийся в том, что руда или частицы рудного концентрата суспендированы в газовых потоках. Следовательно, золотоносная руда должна быть тщательно измельчена для того, чтобы иметь возможность образовывать суспензию в газовых потоках. Рудные концентраты, например, сульфида или минералы мышьяка, концентрируемые физическими способами, например, путем магнитной сепарации и/или флотации, как правило, уже бывают в тонко измельченном состоянии, так что дальнейшее измельчение требуется редко. Suspension roasting has an additional meaning in that the ore or ore concentrate particles are suspended in gas streams. Consequently, the gold ore must be carefully ground in order to be able to form a suspension in gas streams. Ore concentrates, for example, sulfide or arsenic minerals, concentrated by physical means, for example, by magnetic separation and / or flotation, as a rule, are already in a finely ground state, so further grinding is rarely required.
Если же руда обжигается без предварительной концентрации, то она должны быть раздроблена и измельчена традиционными способами для создания распределения частиц по размерам, соответствующего примерно 100% минус 10 U,S.S. меш. преимущественно примерно 80% минус 48 U.S.S. меш. Хотя очень тонко измельченные руда или рудные концентрации могут быть обожжены более быстро, действующий далее процесс может потребовать, чтобы руда или рудный концентрат были в какой-то степени грубозернистыми, или, чтобы очень тщательно измельченные обжигаемые руда или рудный концентрат были подвергнуты агломерации после обжига. If the ore is calcined without preliminary concentration, then it must be crushed and ground by traditional methods to create a particle size distribution corresponding to about 100% minus 10 U, S.S. mesh. predominantly approximately 80% minus 48 U.S.S. mesh. Although very finely ground ore or ore concentrations can be calcined more quickly, the further process may require that the ore or ore concentrate be somewhat coarse-grained, or that very finely ground calcined ore or ore concentrate undergo agglomeration after calcination.
Частицы золотоносной руды или рудных концентратов и извести помещают в нагретое пространство реактора, через которое пропускают газ со скоростью остаточной для суспендирования частиц поданного материала и для диспергирования извести равномерно по пространству реактора. Газ, содержащий свободный кислород, например, воздух, обогащенный кислородом или горячие газы, содержащие свободный кислород, подают для окисления минеральных сульфидов или арсенидов в соответствующие оксиды металлов и оксиды серы или мышьяка, которые реагируют и захватываются известью. Particles of gold ore or ore concentrates and lime are placed in the heated space of the reactor, through which gas is passed at a residual speed to suspend the particles of the supplied material and to disperse the lime evenly across the reactor space. A gas containing free oxygen, for example, oxygen enriched air or hot gases containing free oxygen, is fed to oxidize mineral sulfides or arsenides to the corresponding metal oxides and sulfur or arsenic oxides, which are reacted and trapped in lime.
Согласно изобретению, обжиг проводят так, чтобы быть уверенным в том, что по крайней мере, примерно 90, а преимущественно 95% или более, оксидов серы и мышьяка поглощаются известью. According to the invention, the calcination is carried out so as to be sure that at least about 90, and preferably 95% or more, sulfur and arsenic oxides are absorbed by lime.
Важной особенностью изобретения является то, что известь вводят в реакторное пространство в количестве достаточном для того, чтобы стехиометрически прореагировать с диоксидом серы, выделяющимся в процессе обжига, а также то, что известь измельчают в значительной степени так, чтобы ее можно было бы в основном гомогенно суспендировать по всему пространству реактора вне зависимости от того присутствуют ли руда или рудный концентрат в виде плотного псевдоожиженного слоя или в виде циркулирующего псевдоожиженного слоя, как будет описано здесь ниже. Если преимущественно все оксиды серы и мышьяка должны быть поглощены (связаны) до их выделения в атмосферу, то очевидно, что для реакции и связывания образующихся оксидов в реакторном пространстве должно присутствовать значительное количество извести. An important feature of the invention is that the lime is introduced into the reactor space in an amount sufficient to stoichiometrically react with the sulfur dioxide released during the firing process, and that the lime is ground to a large extent so that it can be substantially homogeneous suspend throughout the reactor, regardless of whether the ore or ore concentrate is present as a dense fluidized bed or as a circulating fluidized bed, as will be described below. If predominantly all sulfur and arsenic oxides should be absorbed (bound) before they are released into the atmosphere, then it is obvious that a significant amount of lime must be present in the reactor space for the reaction and binding of the resulting oxides.
Помимо чисто стехиометрического количества (минимума) могут потребоваться дополнительные количества извести, зависящие от распределения частиц по размерам и от условий обжига, которые оба могут влиять на площадь поверхности извести, являющейся важным составным параметром фактической массы извести, добавляемой в реактор. Известь должна быть измельчена в значительной степени для того, чтобы иметь возможность быть распределенной равномерно по всему реакторному пространству. При однородном (равномерном) распределения извести по всему реакторному пространству число факторов, влияющих на взаимодействие между оксидами серы и мышьяка и известью максимизировано, в результате увеличивается суммарная эффективность удаления оксидов серы и мышьяка из отходящих газов. In addition to the purely stoichiometric amount (minimum), additional amounts of lime may be required, depending on the particle size distribution and firing conditions, which both can affect the surface area of the lime, which is an important composite parameter of the actual mass of lime added to the reactor. Lime must be crushed to a large extent in order to be able to be distributed evenly throughout the reactor space. With a uniform distribution of lime throughout the reactor space, the number of factors affecting the interaction between sulfur and arsenic oxides and lime is maximized, resulting in an increase in the overall efficiency of removing sulfur and arsenic oxides from the exhaust gases.
Суспендирование извести по всему реакторному пространству гарантирует, что максимум площади поверхности извести будет располагаться в газовых потоках, в результате чего обеспечивается значительное увеличение возможности взаимодействия оксидов серы и мышьяка, содержащихся в газовых потоках с известью. Это в частности важно, поскольку реакции диоксид серы-известь и оксиды мышьяка-известь относятся к реакциям типа-газ-твердое тело. Равномерное диспергирование извести в реакторном пространстве максимизирует время нахождения газов, содержащих оксиды серы и мышьяка в извести, что гарантирует более полное протекание реакции. The suspension of lime throughout the reactor space ensures that the maximum surface area of the lime will be located in the gas flows, resulting in a significant increase in the possibility of interaction of sulfur oxides and arsenic contained in the gas flows with lime. This is particularly important since sulfur dioxide-lime and arsenic-lime oxides are of the gas-solid type. Uniform dispersion of lime in the reactor space maximizes the residence time of gases containing sulfur and arsenic oxides in lime, which ensures a more complete reaction.
Если известь остается только внутри плотной фазы псевдоожиженного слоя реактора или на дне вращающейся обжиговой печки или т.п. то время контакта между известью и оксидами серы и мышьяка может составить половину или меньше времени контакта, достигаемого в случае распределения извести по всему реакторному пространству. If lime remains only inside the dense phase of the reactor fluidized bed or at the bottom of a rotary kiln or the like. then the contact time between lime and sulfur and arsenic oxides can be half or less than the contact time achieved in the case of the distribution of lime throughout the reactor space.
Для того, чтобы гарантировать в основном равномерное распределение извести в реакторном пространстве, известь должна иметь следующее распределение части по размерам примерно 100% минус 326 U.S.S. меш, а преимущественно примерно 80% минус 400 U.S.S. меш. В большинстве случаев средний размер частиц извести должен быть значительно меньше среднего размера частиц металлосодержащих сульфидов. In order to guarantee a substantially uniform distribution of lime in the reactor space, the lime should have the following size distribution of the particle about 100% minus 326 U.S.S. a mesh, and preferably about 80% minus 400 U.S.S. mesh. In most cases, the average particle size of the lime should be significantly smaller than the average particle size of the metal-containing sulfides.
Установлено, что гидратированная известь, благодаря содержанию гидратированной воды, и присущей ей малому размеру частиц (т.е. по крайней мере, меньше примерно 75% минус 200 U.S.S. меш), и, следовательно, большой площади поверхности, обеспечивает наилучшие результаты. Кроме того, гидратированная известь обладает прекрасным размером частиц и громадной площадью поверхности, свежие поверхности, образующиеся при дегидратации гидратированной извести в процессе обжига, также приводят к увеличению ее реакционной способности. It has been found that hydrated lime, due to its hydrated water content and its inherent small particle size (i.e., at least less than about 75% minus 200 U.S.S. mesh), and therefore its large surface area, provides the best results. In addition, hydrated lime has an excellent particle size and a huge surface area, fresh surfaces formed during the dehydration of hydrated lime during the firing process also lead to an increase in its reactivity.
Увлажненный кальцинированный карбонат кальция может быть также использован, но он должен быть предварительно измельчен в такой степени, чтобы размер частиц соответствовал, описанному выше. Moistened calcined calcium carbonate can also be used, but it must be pre-ground to such an extent that the particle size is as described above.
При использовании кальцинированной извести лучшие результаты получают в тех случаях, когда кальцинирование извести проводят при более низких температурах, поскольку известь, кальценирования при более высоких температурах значительно менее реакционоспособна, чем известь кальцинирования при более низких температурах. When using calcined lime, better results are obtained when lime calcination is carried out at lower temperatures, since lime calcining at higher temperatures is significantly less reactive than calcining lime at lower temperatures.
Сульфиды в виде частиц и тонко измельченная известь загружаются в реакторное пространство либо в виде смеси или раздельно, при температуре реактора в интервале от примерно, 500oC до 800oC, преимущественно при примерно, 600 750oC.Particle sulfides and finely divided lime are loaded into the reactor space either as a mixture or separately, at a reactor temperature in the range of from about 500 ° C. to 800 ° C., preferably at about 600,750 ° C.
Более низкие или более высокие температуры обжига могут быть использованы, но при более низких температурах реакции обжига протекают более медленно и с более низким выходом, в то время как при высоких температурах могут возникать механические проблемы, такие как, слипание и в результате, процесс обжига может стать менее энергетически эффективным. Lower or higher firing temperatures can be used, but at lower temperatures, firing reactions proceed more slowly and with a lower yield, while at higher temperatures mechanical problems can occur, such as sticking and, as a result, the firing process may become less energy efficient.
В зависимости от содержания серы и содержания органического углерода в подаваемом материале обжиг может протекать в автогенном режиме или может требовать экзогенного нагрева. Если экзогенное тепло необходимо для протекания процесса, то такое тепло может быть доставлено путем нагрева суспендируемого газа либо непосредственно или путем сжигания горючего с суспендируемым газом. Depending on the sulfur content and the content of organic carbon in the feed material, firing can occur in an autogenous mode or may require exogenous heating. If exogenous heat is necessary for the process to take place, then such heat can be delivered by heating the gas being suspended, either directly or by burning fuel with the gas being suspended.
Термическая эффективность возрастает при отборе тепла непосредственно от отходящего газа, используется ли непосредственный нагрев или опосредованное нагревание. Thermal efficiency increases when heat is taken directly from the flue gas, whether direct heating or indirect heating is used.
Для окисления частиц сульфидных минералов в реакторное пространство необходимо подавать газ, содержащий свободный кислород. Воздух обогащенный кислородом или горючие газы, содержащие свободный кислород, могут быть использованы. Какой бы ни был источник газа, содержащего свободный кислород, достаточное количество кислорода должно присутствовать для осуществления стехиометрического взаимодействия с сульфидами и арсенидами с образованием соответствующих оксидов металла, серы и мышьяка. Однако, было установлено, что весьма желательно, чтобы большие избытки свободного кислорода присутствовали в отходящем газе для того, чтобы обеспечить в основном полное связывание выделяющегося диоксида серы. To oxidize the particles of sulfide minerals, a gas containing free oxygen must be supplied to the reactor space. Oxygen enriched air or flammable gases containing free oxygen can be used. Whatever the source of the gas containing free oxygen, a sufficient amount of oxygen must be present for stoichiometric interaction with sulfides and arsenides with the formation of the corresponding oxides of metal, sulfur and arsenic. However, it has been found that it is highly desirable that large excesses of free oxygen are present in the exhaust gas in order to ensure substantially complete binding of the released sulfur dioxide.
Количество диоксиды серы в отходящем газе обратно пропорционально содержанию кислорода в отходящем газе (фиг. 1). The amount of sulfur dioxide in the exhaust gas is inversely proportional to the oxygen content in the exhaust gas (Fig. 1).
Определенное количество избыточного кислорода необходимо для промотирования конверсии SO2 в SO3.A certain amount of excess oxygen is necessary to promote the conversion of SO 2 to SO 3 .
Свободный кислород также взаимодействует и устраняет большинство, если не все количество любого карбонатного материала, связанного с рудой или рудными концентратами. Free oxygen also interacts and eliminates most, if not all, of any carbonate material associated with ore or ore concentrates.
В процессе обжига может также окисляться и улетучиваться любой мышьяковый компонент, связанный с рудой, а летучий оксид мышьяка также связывается известью. During the firing process, any arsenic component associated with ore can also be oxidized and volatilized, and volatile arsenic oxide is also bound by lime.
На фиг. 1 объемная концентрация свободного кислорода отложена в обратной координате, как среднее меняющаяся величина относительно времени, в виде пунктирной линии, в то время как объемная концентрация диоксида серы отложена в прямой координате, как средне меняющаяся величина относительно времени, в виде непрерывной линии. Из фиг.1 очевидно, что содержание кислорода обратно пропорционально содержанию диоксида серы в отходящем газе. С точки зрения отношения (фиг. 1), очевидно, что предпочтительно поддерживать содержание свободного кислорода в отходящем газе минимум, по крайней мере, примерно равным 3 по объему, а более предпочтительно, когда оно равно, по крайней мере, примерно 8% по объему. In FIG. 1, the volume concentration of free oxygen is plotted in the inverse coordinate as an average variable relative to time, in the form of a dashed line, while the volume concentration of sulfur dioxide is plotted in the forward coordinate, as the average variable in relation to time, in the form of a continuous line. From figure 1 it is obvious that the oxygen content is inversely proportional to the content of sulfur dioxide in the exhaust gas. From the point of view of the relationship (Fig. 1), it is obvious that it is preferable to keep the free oxygen content in the exhaust gas at least at least about 3 by volume, and more preferably when it is at least about 8% by volume .
Образование сульфата кальция из оксида кальция, диоксиды серы и кислорода при температурах обжига полностью энергетично энергия Гиббса образования составляет примерно 55 кКал/моль. В процессе этой реакции выделяется достаточное количество тепла, чтобы вызвать локальное плавление сульфата кальция, которое может вызывать неблагоприятные последствия такие, как уменьшение площади поверхности в процессе плавления, как таковом и/или аггломерацию частиц извести, оба этих процесса снижают активность извести. The formation of calcium sulfate from calcium oxide, sulfur dioxide and oxygen at firing temperatures is fully energetic Gibbs energy formation is approximately 55 kcal / mol. During this reaction, sufficient heat is released to cause local melting of calcium sulfate, which can cause adverse effects such as a decrease in surface area during the melting process, and / or agglomeration of lime particles, both of which reduce the activity of lime.
Действительно, в процессе проведения испытаний наблюдали образование аггломерированных наростов кристаллического сульфата кальция (CaO4, или ангидрида). Полагают, хотя это предположение не ограничивает изобретение, что имея высокое содержание кислорода в отходящем газе можно обеспечить достаточное количество кислорода для окисления диоксида серы, а большее количество свободного кислорода гарантирует низкую концентрацию диоксида серы, что сводит к минимуму любые проблемы, связанные с локальным плавлением сульфата кальция.Indeed, during testing, the formation of agglomerated growths of crystalline calcium sulfate (CaO 4 , or anhydride) was observed. It is believed, although this assumption does not limit the invention, that having a high oxygen content in the exhaust gas can provide sufficient oxygen to oxidize sulfur dioxide, and a larger amount of free oxygen ensures a low concentration of sulfur dioxide, which minimizes any problems associated with local sulphate melting calcium.
Высокая производительность и завершенность обжига лучше всего реализуются при использовании реактора суспензионного типа (фиг. 2 4). Другие типы реакторов, такие как вращающаяся обжиговая печь, могут быть использованы, если предприняты меры, обеспечивающие суспендирование извести по всему реакторному пространству. Вращающаяся обжиговая печь, оборудованная устройством для спуска тонкоизмельченной извести от примерно верхней части печи, откуда она попадает в реакторное пространство, может быть использована, но даже приблизительно, она не столь эффективна, как реакторы суспензированного типа (фиг. 2 4). High productivity and completeness of firing are best realized when using a suspension type reactor (Fig. 2 4). Other types of reactors, such as a rotary kiln, can be used if measures are taken to ensure the suspension of lime throughout the reactor space. A rotary kiln equipped with a device for draining fine lime from about the top of the kiln, from where it enters the reactor space, can be used, but even approximately, it is not as effective as suspended type reactors (Fig. 2-4).
На фиг. 2 изображен неподвижный или плотный псевдоожиженный слой реактора 10, оборудованный циклонным уловителем пыли 12. Твердый материал, т.е. частицы сульфидов и извести подают в реактор 10 на входе 14 и оставляют на стягивающей плите 18 над камерой повышенного давления 16, а обожженные сульфиды удаляют из реактора 10 через отверстие 20. In FIG. 2 shows a fixed or dense fluidized bed of a
Суспендирующий или ожижающий газ вводят в камеру повышенного давления через газовое впускное отверстие 22. Ожижающий газ, введенный в реактор 10 через отверстие 22 и стягивающую плиту 18, переводит твердые сульфиды в псевдоожиженный слой 24, в то время как более тонко измельченная известь суспендируется в реакторном пространстве 26, что и показано в виде более жирных мелких пятен. The suspending or fluidizing gas is introduced into the pressure chamber through the
Ожижающий газ, содержащий свободный кислород поступает из реактора 10 в циклон 12 через трубу 28. Очищенный газ из циклона 12 может быть выпущен в атмосферу или пропущен через теплоотборник через выпускное отверстие 30. Отделенные твердые компоненты, т.е. известь, сульфиды и окисленные сульфиды возвращают в реактор 10 через трубопровод 32 или выделяют, или систему опорожняют через выходное отверстие 34. The fluidizing gas containing free oxygen flows from the
На фиг. 3 изображена схема реактора 50 с циркулирующим псевдоожиженным слоем, оборудованная циклонным уловителем твердых частиц 52. Твердые компоненты, т.е. сульфиды и известь в виде частиц подают в реактор 50 впуск 54, и эти компоненты остаются над камерой повышенного давления на стягивающей плите 58. In FIG. 3 is a diagram of a circulating
Суспендирующий или ожижающий газ вводят в камеру повышенного давления 58 через впускное отверстие для газа 62. Ожижающий газ, введенный в реактор 50 через впускное отверстие для газа 62 и суживающую/стягивающую плиту 58, ожижает твердые сульфиды в виде слоя 64 суспендированных частиц сульфидов, а тонко измельченную известь суспендируют по всему реакторному пространству, она отмечена пятнами меньшей плотности 66. The suspending or fluidizing gas is introduced into the
Ожижающий газ содержащий свободный кислород, попадает из реактора 50 в циклон 52 через трубопровод 68. The fluidizing gas containing free oxygen enters from the
Очищенный газ из циклона 52 может быть выпущен в атмосферу или направлен в теплоотборник через выходное отверстие 70. Отделенные твердые компоненты, т. е. известь, сульфиды и окисленные сульфиды возвращают в реактор 50 через трубопровод 72 или выделяют, или систему опорожняют через выпускное отверстие 74. The purified gas from
В непрерывных операциях выделяют в качестве продукта от примерно, 10% до примерно, 90% преимущественно от примерно, 20% до 80% отделенных/высвобожденных компонентов. Количество выделяемых в виде продукта отделенных твердых компонентов зависит от условий обжига и количества серы, которое может быть допущено в продукте обжига. In continuous operations, from about 10% to about 90%, preferably from about 20% to 80% of the separated / released components are isolated as a product. The amount of separated solid components released as a product depends on the firing conditions and the amount of sulfur that may be allowed in the firing product.
На фиг. 2 изображена схема транспортного реактора 100, оборудованного циклонным уловителем твердых частиц 102. Твердые компоненты реакции, т.е. переведенные в частицы сульфиды и известь подают в реактор 100 через отверстие для подачи твердых веществ 104. Суспендирующий газ вводят в реактор 50 в отверстие для впуска газа 112, и он суспендирует и переносит твердые сульфиды и тонкоизмельченную известь по всему реакторному пространству, эта суспендированная масса отмечена менее жирными пятнами 116. In FIG. 2 shows a diagram of a
Суспендирующий газ, содержащий свободный кислород, поступает из реактора 100 в циклон 102 через трубопровод 118. Очищенный газ из циклона 102 может быть выпущен в атмосферу или направлен в теплоотборник через выпускное отверстие 120. A suspending gas containing free oxygen enters from the
Отделенные твердые компоненты, т. е. известь, сульфиды и окисленные сульфиды возвращают в реактор 100 через трубопровод 122 или выделяют, или систему опорожняют через выпускное отверстие 124. The separated solid components, i.e., lime, sulfides and oxidized sulfides, are returned to the
В непрерывных операциях в качестве продукта выделяют от примерно, 10 до 90% преимущественно от примерно, 20 до 80% отдельных твердых компонентов. In continuous operations, from about 10 to 90%, preferably from about 20 to 80% of the individual solid components are isolated as a product.
Количество отделенного твердого компонента, выделенного в виде продукта, зависит от условий обжига и количества серы, которое может быть допущено в продукте обжига. The amount of separated solid component recovered as a product depends on the firing conditions and the amount of sulfur that may be allowed in the firing product.
Циркулирующий псевдоожиженный слой (фиг. 3), в частности, полезен в практике изобретения. The circulating fluidized bed (FIG. 3) is particularly useful in the practice of the invention.
Поскольку часть псевдоожиженного слоя интенсивно переносится из реактора, то скорости суспендирующего газа и газа, содержащего свободный кислород не должны так тщательно регулироваться, так что при этом достигается высшая степень свободы. Например, как отмечалось, связывание (поглощение) диоксида серы находится в обратно пропорциональной зависимости от количества кислорода в выходящем газе, и высшая степень свободы, достигаемая в реакторе с циркулируемым псевдоожиженным слоем, позволяет независимо подавать газ, содержащий свободный кислород в реактор, не учитывая момента, связанного с нарушением стабильности псевдоожиженного слоя. Since part of the fluidized bed is intensively transferred from the reactor, the speeds of the suspending gas and the gas containing free oxygen should not be so carefully controlled so that a higher degree of freedom is achieved. For example, as noted, the binding (absorption) of sulfur dioxide is inversely proportional to the amount of oxygen in the exhaust gas, and the highest degree of freedom achieved in a circulating fluidized bed reactor allows independent supply of gas containing free oxygen to the reactor, not taking into account the moment associated with the violation of the stability of the fluidized bed.
Другой пример преимущества, связанного с использованием циркулирующего псевдоожиженного слоя, относится к большей свободе в выборе скорости подачи в реактор твердых компонентов, при этом открывается большая возможность для аггломерации. Как отмечалось выше, даже в реакторе транспортного типа некоторая доля образующегося сульфата кальция превращается в аггломерат. Подобная аггломерация подаваемого сырья или продуктов реакции в псевдоожиженном слое или в другого типа движущихся слоях является хорошо известным источником возникающих трудностей. Another example of the advantage associated with the use of a circulating fluidized bed relates to greater freedom in choosing the feed rate of solid components into the reactor, which opens up a great opportunity for agglomeration. As noted above, even in a transport-type reactor, a certain proportion of the formed calcium sulfate is converted to agglomerate. Such agglomeration of the feed or reaction products in the fluidized bed or in another type of moving bed is a well-known source of difficulty.
Для предоставления специалисту лучшей возможности ознакомления со способом изобретения, ниже приведены примеры в качестве иллюстрации. To provide the specialist with the best opportunity to familiarize themselves with the method of the invention, the following examples are illustrative.
Пример 1. Руду, содержащую сульфид золота, в количестве 4,2 м.д. Au и 7% серы, измельчили до 100% прохождения через сито 200 меш (через сито с числом отверстий 200 на линейный дюйм). Ее обожгли в печи с циркулирующим псевдоожиженным слоем со скоростью 20 кг/ч в трех различных кампаниях печи. За исключением кампании 11-д, температура которой регулировалась на уровне 780oC, обжиг проводился при температуре 700oC. Огарок проанализировали на содержание серы и рассчитали количество поглощенной серы. В табл. 1 представлены результаты трех кампаний.Example 1. Ore containing gold sulfide in an amount of 4.2 ppm Au and 7% sulfur, crushed to 100% passing through a 200 mesh sieve (through a sieve with 200 holes per linear inch). It was burned in a circulating fluidized bed furnace at a rate of 20 kg / h in three different furnace campaigns. With the exception of campaign 11-d, the temperature of which was regulated at 780 o C, the firing was carried out at a temperature of 700 o C. The cinder was analyzed for sulfur content and the amount of absorbed sulfur was calculated. In the table. 1 shows the results of three campaigns.
Следует отметить, что 111-с фактически не разделена на подкампании. Данные по поглощению серы просто представляют рассчитанную величину поглощения (захвата) серы в среде с высоким, средним и низким содержанием кислорода. Эти данные, конечно, подтверждают точку зрения о возможности превосходного поглощения серы. Следует отметить, что в кампании 111 использовали гидратированную известь. It should be noted that 111-s is not actually divided into sub-campaigns. Sulfur absorption data simply represents the calculated sulfur absorption (capture) value in a medium with a high, medium, and low oxygen content. These data, of course, confirm the point of view on the possibility of excellent sulfur absorption. It should be noted that
Пример 2. Руду, содержащую сульфид золота в количестве 5,7 м.д. Au и 3,7% серы обожгли в печи с циркулирующим псевдоожиженном слоем со скоростью 20 кг/ч при постоянной температуре 700oC. Помимо силикатов руда также содержала доломит, кальция магния карбонат. Содержание кальция в руде составило 5% Руда, содержащая частицы двух различных размеров, была проверена в двух различных кампаниях. Результаты по поглощению серы, рассчитанные на основе анализов содержания серы в огарке, представлены в табл. 2.Example 2. Ore containing gold sulfide in an amount of 5.7 ppm. Au and 3.7% sulfur were calcined in a circulating fluidized bed furnace at a rate of 20 kg / h at a constant temperature of 700 o C. In addition to silicates, the ore also contained dolomite, calcium magnesium carbonate. The calcium content of the ore was 5%. Ore, containing particles of two different sizes, was tested in two different campaigns. The results of sulfur absorption, calculated on the basis of analyzes of the sulfur content in the cinder, are presented in table. 2.
Пример 3. Руду, полученную в примере 2, подвергали флотации для получения сульфидного концентрата, содержащего 36 м.д. Au и 23% серы. Концентрат обожгли в печи с циркулирующим псевдоожиженным слоем со скоростью 12 кг/ч, поддерживая температуру в двух различных кампаниях 675oC, с добавлением и без извести для поглощения серы. Размер частиц флотационного концентрата был примерно 80% прохождения 325 меш. Концентрат все еще содержал достаточный доломит. Результаты по поглощению серы представлены в табл. 3.Example 3. The ore obtained in example 2 was subjected to flotation to obtain a sulfide concentrate containing 36 ppm. Au and 23% sulfur. The concentrate was calcined in a circulating fluidized bed furnace at a rate of 12 kg / h, maintaining the temperature in two different campaigns of 675 ° C, with and without lime to absorb sulfur. The particle size of the flotation concentrate was approximately 80% of the 325 mesh passage. The concentrate still contained sufficient dolomite. The results of sulfur absorption are presented in table. 3.
Хотя изобретение описано в связи с предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что могут быть размещены различные модификации и вариации, не изменяющие дух и рамки изобретения. Такие модификации и вариации рассматриваются, как находящиеся в области компетенции и в рамках настоящего изобретения и прилагаемой формулы. Although the invention has been described in connection with preferred embodiments, it should be understood that various modifications and variations can be accommodated without changing the spirit and scope of the invention. Such modifications and variations are considered to be within the competence and within the scope of the present invention and the attached claims.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US76556591A | 1991-09-25 | 1991-09-25 | |
| US765565 | 1991-09-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2078146C1 true RU2078146C1 (en) | 1997-04-27 |
Family
ID=25073885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU925052937A RU2078146C1 (en) | 1991-09-25 | 1992-09-24 | Method of burning metal-containing sulfide-arsenic or sulfide-gold- containing ores and concentrates |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU650783B2 (en) |
| OA (1) | OA10080A (en) |
| RU (1) | RU2078146C1 (en) |
| ZA (1) | ZA926237B (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2307181C1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-09-27 | ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ" | Gold extraction process from sulfide ores and concentrates |
| RU2350667C1 (en) * | 2007-06-22 | 2009-03-27 | Лев Алексеевич Синев | Method for processing of arsenopyrite sulfide gold-bearing concentrates |
| RU2687613C2 (en) * | 2017-07-12 | 2019-05-15 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский и проектный институт "ТОМС" | Method for processing sulfide concentrates containing precious metals |
| RU2691153C1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-06-11 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский и проектный институт "ТОМС" | Method of processing a sulphide concentrate containing precious metals |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5380504A (en) * | 1993-04-23 | 1995-01-10 | Fuller Company | Treatment of gold bearing ore |
| DE4314231A1 (en) * | 1993-04-30 | 1994-11-03 | Metallgesellschaft Ag | Process for roasting refractory gold ores |
| AUPQ078399A0 (en) * | 1999-06-04 | 1999-06-24 | Tox Free Systems Limited | Recovery of gold from gold sulphides |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4919715A (en) * | 1988-06-03 | 1990-04-24 | Freeport Mcmoran Inc. | Treating refractory gold ores via oxygen-enriched roasting |
| FI89508C (en) * | 1990-12-17 | 1993-10-11 | Ahlstroem Oy | FOERFARANDE FOER ROSTNING AV SULFIDISKA MALMER |
| DE4103965C1 (en) * | 1991-02-09 | 1992-04-09 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De |
-
1992
- 1992-08-19 ZA ZA926237A patent/ZA926237B/en unknown
- 1992-09-11 OA OA60274A patent/OA10080A/en unknown
- 1992-09-23 AU AU25329/92A patent/AU650783B2/en not_active Ceased
- 1992-09-24 RU SU925052937A patent/RU2078146C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Лодейщиков В.В. Извлечение золота из упорных руд и концентратов. - М.: Недра, 1968, с. 30 - 36, 73 - 82. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2307181C1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-09-27 | ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ" | Gold extraction process from sulfide ores and concentrates |
| RU2350667C1 (en) * | 2007-06-22 | 2009-03-27 | Лев Алексеевич Синев | Method for processing of arsenopyrite sulfide gold-bearing concentrates |
| RU2350667C9 (en) * | 2007-06-22 | 2009-06-20 | Лев Алексеевич Синев | Method for processing of arsenopyrite sulfide gold-bearing concentrates |
| RU2687613C2 (en) * | 2017-07-12 | 2019-05-15 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский и проектный институт "ТОМС" | Method for processing sulfide concentrates containing precious metals |
| RU2691153C1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-06-11 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский и проектный институт "ТОМС" | Method of processing a sulphide concentrate containing precious metals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU650783B2 (en) | 1994-06-30 |
| OA10080A (en) | 1996-12-18 |
| ZA926237B (en) | 1993-03-03 |
| AU2532992A (en) | 1993-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2079562C1 (en) | Method to process polymetallic ores and concentrates bearing noble metals, arsenic, carbon and sulfur | |
| US5123956A (en) | Process for treating ore having recoverable gold values and including arsenic-, carbon- and sulfur-containing components by roasting in an oxygen-enriched gaseous atmosphere | |
| US6482373B1 (en) | Process for treating ore having recoverable metal values including arsenic containing components | |
| US5560762A (en) | Process for the heat treatment of fine-grained iron ore and for the conversion of the heat treated iron ore to metallic iron | |
| Runkel et al. | Pyrite roasting, an alternative to sulphur burning | |
| RU2078146C1 (en) | Method of burning metal-containing sulfide-arsenic or sulfide-gold- containing ores and concentrates | |
| US6248301B1 (en) | Process for treating ore having recoverable metal values including arsenic containing components | |
| CN1005312B (en) | Process for removing gaseous sulfur compounds and sulfur dioxide from furnace flue gases | |
| JP3618813B2 (en) | Method for producing high-grade nickel matte from nickel-containing raw material at least partially purified by high temperature metallurgy | |
| CA2032759C (en) | Method of reprocessing zinc- and lead-containing residues from metallurgical plants | |
| US4209322A (en) | Method for processing dust-like matter from metallurgical waste gases | |
| US5254320A (en) | Method for roasting sulphide ores | |
| EP0150805B1 (en) | A method for recovering zinc from substances containing a zinc compound | |
| US5074909A (en) | Gold and silver recovery method | |
| AU690737B2 (en) | Process for the heat treatment of fine-grained iron ore and for the conversion of the heat-treated iron ore to mettalic iron | |
| EA037686B1 (en) | Method and apparatus for treating a leaching residue of a sulfur-containing metal concentrate | |
| US5380504A (en) | Treatment of gold bearing ore | |
| US3495973A (en) | Gas-solid reaction | |
| RU2055922C1 (en) | Method for reprocessing sulfide noble metal-containing antimonial raw material | |
| US4609536A (en) | Method for producing reactive lime and reducing sulfur dioxide | |
| US3803288A (en) | Recovery of sulfur and iron oxide from pyritic materials | |
| US4915730A (en) | Process and apparatus for recovery of flue dust | |
| US3158463A (en) | Agglomeration of ores | |
| US4642133A (en) | Process for chlorinating volatilization of metals which are present in oxidic iron ores or concentrates | |
| CA1196478A (en) | Dry scrubbing of so.sub.2 from mixtures |