СПОСОБ ОБЖИГА В КИПЯЩЕМ СЛОЕ Советский патент 1971 года по МПК C22B1/06 

Изобретение относится к процессам обжига сульфидов железа, содержащих мышьяк, свинец или сурьму, таких, как пирит или пиротит, в кипяпдем слое.

Известны способы обжига в кипящем слое при температуре 700-1100°С материала, содержащего сульфиды железа в чистом виде или совместно с соединениями мышьяка.

Полученные такими способами в результате обжига огарки содержат мышьяк, что не иозволяет использовать их в качестве сырья для производства чугуна и стали.

Предложенный способ обжига материала позволяет получать продукт, свободный от серы и мышьяка. Возможные примеси свинца и/или сурьмы в обжигаемом материале удаляются в виде сульфидов ири обжиге.

Отличие предложеиного способа заключается в том, что парциальное давление кислорода в обжиговых газах в рабочем простраистве печи поддерживают на оптимально.м уровне ниже граинчной кривой в координатах: «парциальиое давление кислорода (ЮчьРО - ось ординат) и температура (/ - ось абсцисс).

Кривые I-IV представляют собой вычисленные с цомощью термодинамики зоны раздельного существования FeAsO4, Ре2Оз, РезО4 и FeS. Отклонения в содержании мышьяка не оказывают влияния на кривые. По оси ординат отложено парциальное давление кислорода в ат1мосферах, выраженное в логарнф г1ах, по оси абсцисс - температура в ° С. Так, FeAsO4 существует около кривой I, ироходящей на графнке через точки:

С

IQlogPO

температура,

атм 700

-6,0 800 -3,5 900 -1,5

Когда обжиг ведут ири парциальном давлении кислорода в обжиговых газах и температуре, значения которых лежат ниже кривой I, нолученные огарки нрактическн свободны от мыщьяка. Во избежание нежелательных реакций между газом и твердым веществом, суспендированным в обжиговых газах, огарки предпочтительно отделять от газов в тех же условиях, которые поддерживаются нри обжиге.

температура, °C

Po, атм

700 12,0

800 9,5

900

7 1000

5,8 1050 5,0

Когда обжиг проводят в ус/:овиях, лежапл,их ниже кривой П, получают огарки преимущественно в виде магнетита, в основном свободного от серы и мышьяка. Для предотвращения повторного образования FeS обжиг проводится в таких условиях, что преобладающие парциальное давление кислорода и температура поддерживаются на уровне, б.лизком к кривой III, разделяющей зоны, внутри которых существуют РезО4 и FeS, и проходящей через точки: IQiogPo, QJJ температура, °С

-15,0700

-13,5800

-12,0900

-10,71000

-10,01050

Во избежание образовапия PeAsOi, несмотря на возможные отклонения соотпощения воздух-пирит или температуры, обжиг мышьяксодержащих сульфидов железа ведется предпочтительно нри таком парциальном давлении кислорода, которое для данной температуры обжига лежит значительно ниже кривой I. Кроме того, при обжиге мыщьяксодержащих сульфидов железа кислород или содержащий кислород газ подают в количестве, достаточном для установления внутри нечпого пространства парциального давления кислорода ниже кривой IV, которая проходит через точки:

IQiugPO,, y,,.,j;температура, °С

-9,0700

-6,5800

-4,5900

-3,01000

-2,31050

В тех случаях, когда требуется подвергнуть обжигу F.-jOj, парциальное давление кислорода в обжиговых газах при действительной температуре обжига поддерживают ниже кривой II во избежа1П1е образоваиия Fe2O3 и выше кривой III - во избежание образования FeS.

Процесс обжига возможно вести несколько ниже кривой II или даже выле этой кривой в случаях, когда обжиг проводят не с целью снециального получения магнетита. В этом случае, несмотря на то, что магнетит образуется только частично или не образуется совсем, возможно эффективное удаление мышьяка без образования FaAS04.

Некоторое количество cyбл;iмиpoвaнпoй серы всегда получается нри обжиге, если значения парциального давления кислорода и температуры лежат в области между кривыми II и III. Однако это количество может быть ограничено, если обжиг проводить в условиях, лежащих ниже кривой И. В этом случае очистку газа проводят после сжигания возможной сублимированной серы.

При обжиге флотационного котщентрата огарки обычно выделяют из горячих газов в цнклоне вне нечи. lie отделившийся от горя«

чих газов в горячем циклоне норошок, который носле сжигания серы и мышьяка и их соединений содержит мышьяк, отделяют в гозоочистительном аппарате, например, в электрофильтре и/или скруббере, после чего его возвращают в печь, преимущественно в виде агломерата.

При обжиге крупнозернистых сульфидов железа огарки выделяют в печном пространстве и выгружают из слоя. Газы, имеющиеся в рабочем пространстве нечи выше кипянхего слоя илп выходящие из печи, могут содержать малые количества элементарной серы и мышьяка. Эти элементы сжигаются в верхией части иечи или, например, в специальной камере

сжигания, соединенной с печью. Мышьяк и сера из собранного норошка могут быть выделены нри возврап1,ении его в печь, иреимущеетвенно в виде агломерата. Выходяицш с высокой температурой из печи

газы и уиесенпый обожжеппый продукт немедленно разделяют внутри или вне печи. Температура газа во время разделения поддерживается более высокой, чем температура конденсации элемептарпой серы, находящейся в

газе. После разделения 1юрячий обжиговый 1аз имеет температуру, которая только несколько ниже темнературЕз обжига, и должен быть охлажден перед дальпейшей обработкой.

Предмет изобретен н я

Способ обжига в кипян;ем слое при температуре 700-1100° С материала, содержаще1Ч) сульфиды железа отдельно или совместно с соедипения.ми .мышьяка, свинца и сурьмы, отличающийся тем, что, с целью получения нродукта, чистого по сере и мышьяку, парциальное давление кислорода в обжиговых газах в рабочем пространстве печи поддерживают пиже |-рапичиой кривой в координатах «нарциальное давление кислорода (до - ордината) и темнературе (-абсцисса), нроходящей через точки:

IQiogPo. атм температура, °С -6,0700

-3,0800

- 1,5900

LagPOz

PJO

-5

700°

80D°

FesO

mi° m°-t,%

900°