Способ получения сероводорода Советский патент 1985 года по МПК C01B17/16 

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способам получения сероводорода из серы. Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и сокращение расхода металлической добавки, а также получение сероводорода с пониженным содержанием влаги„ Способ осуществляют следующим образом. Водную пульпу (Ж:Т й8,0) исходного ферросульфидного продукта с добавкой к нему алюминия в количестве О,007-0,1 г на 1 г железа в ферро сульфидном продукте помещают в тита- новьй автоклав, куда такнсе подают концентрированную серную кислоту в количестве, необходимом для обеспечения концентрации Hj80 в смеси 2,5-5,0. Автоклав оборудован перемешивающи устройством, системами измерения и регулирования температуры и давления а также системой отвода газовой фазы Смесь выдерживают при перемешивании и температуре 30-60°С, под избыточным давлением 4-8 атм вьщеляющёгося от взаимодействия сероводорода в течение необходимого для обеспечения полнотыреакций времени.При этом образующийся сероводород непрерывно выводят из автоклава и собирают в о дельной емкости. По окончании процесса и прекращении выделения сероводорода конечную пульпу дегазируют и выгружают из автоклава. Химическим анализом продуктов по объемным и весовым измерениям расчитывают материальный баланс процесса. Пример 1.В качестве исходного ферросульфидного продукта используют водную пульпу пирротинового концентрата следующего состава в твердом, %: никель 1,6; медь 0,6; железо 48,8; сера общая 33,6; в т.ч. сера элементарная 1,5; Fej04 1,6; пирротин 75,4, породообразующие 13,7, Ж:Т 8,0. Эту пульпу в количестве около 0,8 л (100 г по твердому) загружают, в титановй автоклав емкостью 1,5 л, куда также подают алюминиевьй порошок марки ПА-4. Автоклав закрывают, включают перемешивание и систему автоматического регулирования температуры 50±2,, Затем из специального герметичного дозирующего устройства (монжюса), сообщающегося с реакционным объемом автоклава через игольчатый вентиль, к исходной пульпе добавляют 0,064 л концентрированной серной кислоты, что соответствует расходу последней 1,164 г на 1 г твердого ферросульфидного продукта или на-чальиой концентрации H,jS04 в пульпе 2,75 N. С момента смешения всех реагентов начинают отсчет времени опыта. При достижении в автоклаве избыточного давления 4,0 атм образующегося сероводорода открывают вентиль абгаза и сероводород при указанном давлении выводят из автоклава в емкости с раствором уксуснокислого кадмия, для поглощения. Продолжительность опыта составила 3ч. Когда процесс закончился, выделение сероводорода прекратилось, и давление в автоклаве снизилось до атмосферного, автоклав продувают инертным газом (гелий), вытеснив остатки сероводорода из системы в поглотители. Пульпу от взаимодействия выгружают из автоклава и проводят разделенив фаз для количественного определения и анализа. Результаты опыта представлены в таблице. Использование в качестве металлической добавки алюминия при получении сероводорода кислотным вьпцелачиванием ферросульфидного продукта по предлагаемому способу удешевляет процесс, т.е. позволяет в 5-40 раз сократить расход металлической добавки по сравнению с известным способом, где используют металлические медь, свинец, железо. При этом добавка алюминия активирует процесс вьделения сероводорода, повышая извлечение серы из ферросульфида в сероводород до 95,0%, что на 7-28% больше, чем в известном способе. I Корректировка в указанных пределах количества добавляемого алюминия поддержанием в растворе пульпы при выщелачивании соотношения содержания двухвалентного железа к трехвал.ентному не менее 52-60 или значения окислительно-восстановительного потенциала среды 175-260 мВ позволяет экономно расходовать алюминий с учетом состава исходного ферросульфидного продукта. С целью исключения операции по осушению получаемого сероводорода кислотное вьпцелачивание ферросульфрщного продукта следует проводить при избыточном давлении в реакторе образующегося сероводорода 4,08,0 атм и температуре 30-60°С. Тогд содержание влаги в полученном по предлагаемому способу газе сероводо рода не превышает 1,5 вес.% и его можно непосредственно использовать в различных химических процессах. Опыты 3-7 (см.табл.) показьгеают, что кислотное выщелачивание ферросульфидного продукта с добавкой алю миния 0,007-0,1 г на 1 г железа в ферросульфидном продукте позволяет получить, в растворе соотношение /Fe не ниже 52-60 или значени окислительно-восстановительного потенциала хлорсеребряного электрода относительного водородного 175-260 м что дает повьпление извлечения серы из ферросульфида в сероводород на 1-29,1 абс.% по сравнению с известным способом. Меньшая 0,007 г на 1 г железа в ферросульфидном продукте добавка алюминия на выщелачивание недостато на для получения извлечения серы в сероводород больше 66,38%, достигну того в известном способе, так как при недостаточной добавке алюминия на вьпцелачивание в растворе не обес печивается соотношение /Fe больше 52-60, а значение ОВП 175260 мВ. Это показано опытом 2, где при расходе алюминия 0,005 г/г указан ные величины получены соответственн 51,6 и 270 мВ и достигнутое при это извлечение серы в сероводород 63, 28% меньше, чем по известному спосо бу« Больше 0,1 г/г добавлять алюмини на выщелачивание, как в примере 8, 1где расход апюминия 0,12 г/г, нецел сообразно, так как дополнительного повьш1ения извлечения серы в сероводород избыток алюминия не дает (срав нение опытов 7 и 8)а Из опытов 4, 5, 10 и 11 видно, чт для поддержания более высокого, чем известном способе, извлечение серы в сероводород при кислотном вьщелачива нии ферросульфидны материалов разли ного состава с добавкой на выщелачивание металлического алюминия количестно добавляемого алнминия в указанных пределах (0,007-0,1 г/г) следует увеличивать при возрастании содержания трехвалентного железа (например, магнетита) в твердом исходного ферросульфидного продукта (сравнение опытов 4и10,5и11). Опыты 13-15, 19-22 показывают, что процесс получения сероводорода кислотным вьпцелачиванием ферросуЛьфидного продукта по предлагаемому способу следует осуществлять при ЗО-бО С и избыточном давлении образующегося при взаимодействии сероводорода 4,0-8,0 атм. Указанные условия позволяют уменьшить испарение воды из пульпы и получать сероводород с содержанием влаги менее 1,0-1,5 веСо% при 93,0-94,8%-ном извлечении серы в сероводород. Если температура процесса ниже 30°С как в опьп-е 12, где температура составляет 20°С, то хотя содержание влаги в полученном сероводороде незначительно и составляет 0,57 вес,%, но из-за снижения скорости процесса извлечение серы в сероводород уменьшается до 88,5%, что на 5,6 абс.% меньше, чем в опыте 11, где температура 50°С. Если температура процесса вьшзе 60°С, как в опытах 16-18, где температура 70-90°С, то достигаемое при этом небольшое повьш1ение извлечение серы в сероводород по сравнению с опытами 13-15 в оптимальных условиях, однако сопровождается большим увеличением влаги в сероводороде до 7,21-15,11 вес.%, что вызывает необходимость в дополнительном обезвоживании сероводорода и, следовательно , удорожает процесс. Давление в автоклаве для получе-г ния сероводорода не следует держать ниже 4,0 атм, как в опыте 19, где давление 3,0 атм, так как это тоже . приводит к увеличению содержания влаги в газе сероводорода до 2,32 вес.% повьшать же давление в автоклаве выше 8,0 атм, как в примерах 23 и 24, не имеет смысла, так как дот стигаемое незначительное, всего йа 0,08тО,12 абс.%, снижение влаги в сероводороде сопровождается при этом существенным (на 1,7-2,6 абс.%) уменьшением извлечения серы в сероводород з-за повьшения растворимости серовоорода в пульпе и развития обратных процессов.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА включающий кислотное вьщелачивание ферросульфидных продуктов при нагревании в присутствии металлической добавки, отличающийс я тем, что, с целью повьшения выхода целевого продукта и сокращения расхода металлической добавки, в качестве нее используют алюминий в количестве 0,007-0,1 г на 1 г железа в ферросульфидном продукте при поддержании в растворе пульпы отношения двухвалентного железа к трехвалентному не ниже 52-60. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения сероводорода с пониженным содержанием влаги, при выщелачивании поддерживают избыточное давление сероводорода 4-8 атм и температуру 30(О бО-С.