DE1043295B

DE1043295B - Verfahren zur Gewinnung schwefeldioxydhaltiger Gase durch Wirbelschichtroestung von roestbarem Schwefel neben Arsen und/oder Antimon enthaltenden Materialien

Info

Publication number: DE1043295B
Application number: DEB42738A
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Pfannmueller; Dr Adolf Johannsen; Dr Herbert Wolf; Dr Georg Wittmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1956-12-07
Filing date: 1956-12-07
Publication date: 1958-11-13
Also published as: DE1043295C2; BE563001A; GB814707A; CH372035A; US2978297A

Description

In eigenen, nicht zum Stande der Technik gehörigen Anmeldungen wurde vorgeschlagen, bei der Wirbelschichtröstung von röstbaren Schwefel neben Arsen und/oder Antimon enthaltenden Materialien, insbesondere Pyriten, zwecks Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase unter gleichzeitiger Gewinnung von praktisch arsen- und antimonfreien Röstrückständen, so zu verfahren, daß man das zu röstende Gut in einer ersten Stufe einer Vorröstung unterwirft, bei der Röstgase mit einem Gehalt von 16 bis 20 Volumprozent Schwefeldioxyd und ein Röstprodukt erhalten werden, das neben der Gangart aus Ferrosulfid oder aus Ferrosulfid neben Ferroferrioxyd oder neben Eisendisulfid besteht. Dieses Röstprodukt wird in einer zweiten Stufe fertiggeröstet. Dabei erfolgt sowohl die Zuführung der für die Röstung erforderlichen sauerstoffhaltigen Gase für beide Stufen als auch die Abführung der in den beiden Stufen gebildeten Röstgase getrennt und unabhängig voneinander.

Die aus der Vorröststufe austretenden staubhaltigen Gase werden bei dem genannten Verfahren durch einen Abscheider, normalerweise einen Cyclon, geleitet und anschließend in einer elektrischen Gasreinigung gereinigt. Der im Cyclon abgeschiedene Staub muß, da er noch Arsen und/oder Antimon enthält, in die Vorröststufe zurückgeführt werden. Hält man hingegen den Cyclonabscheider auf einer Temperatur von 600° C und darüber, so fällt der in ihm abgeschiedene Staub bereits so arsen- bzw. antimonarm an, daß er der zweiten Stufe zwecks Nachröstung unmittelbar zugeführt werden kann. Um auch den Staub, der aus dem Cyclonabscheider in die elektrische Gasreinigungsanlage übertritt und im Mittel etwa 6% der gesamten Röstgutmenge ausmacht, arsen- bzw. antimonarm der Nachröstung unmittelbar unterwerfen zu können, muß die elektrische Gasreinigung bei einer Temperatur von 600° C durchgeführt werden.

Nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist eine gewisse Kopplung zwischen der Temperatur der Vorröstung und der Temperatur in der elektrischen Gasreinigungsanlage, die durch die Wärmeabstrahlung der Gasleitungen und des Cyclonabscheiders bedingt ist. Hält man beispielsweise die Rösttemperatur in der der Vorröstung dienenden Wirbelschicht auf 750 bis 800° C, so ergeben sich bei der üblichen Bauweise der Apparatur für die elektrische Gasreinigungsanlage Temperaturen, die noch etwa 700° C betragen. Dadurch ist man gezwungen, für den Bau der elektrischen Gasreinigungsanlage besondere Materialien zu verwenden.

Es wurde gefunden, daß sich dieser Nachteil vermeiden läßt und eine Entkopplung der Temperaturverhältnisse in der Wirbelschicht und der elektrischen Gasreinigungsanlage möglich ist, ohne daß der bei der

Verfahren zur Gewinnung

schwefeldioxydhaltiger Gase

durch Wirbelschichtröstung

von röstbarem Schwefel neben Arsen

und/o der Antimon enthaltenden Materialien

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft,

Ludwigshafen/Rhein

Dr. Wilhelm Pfannmüller, Mannheim,

Dr. Adolf Johannsen, Dr. Herbert Wolf

und Dr. Georg Wittmann, Ludwigshafen/Rhein,

sind als Erfinder genannt worden

elektrischen Gasreinigung anfallende Staub in seinen für die Röstung unmittelbar in einer Nachröststufe unter Bildung eines praktisch arsen- und antimonfreien Abbrandes erforderlichen Eigenschaften eine Einbuße erleidet. Zu diesem Zweck unterwirft man die aus der Wirbelschicht austretenden, arsen- und antimonhaltigen Staub mit sich führenden Röstgase einer Vorentstaubung bei einer Temperatur oberhalb 600° C, verbrennt anschließend den in den Röstgasen noch enthaltenen Anteil an verbrennbarem Staub mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen, kühlt die so behandelten Röstgase in einem Wärmeaustauscher auf Temperaturen von etwa 450 bis 350° C ab und führt sie mit dieser Temperatur einer elektrischen Gasreinigung zu.

Zweckmäßig führt man die Vorentstaubung in einem Cyclonabscheider und die Verbrennung des in den Röstgasen danach noch enthaltenen Anteils an brennbarem Staub in einer dem Cyclonabscheider nachgeschalteten Brennkammer durch.

In der Brennkammer, deren Abmessungen zweckmäßig sehr klein gehalten sind, wird der Eisen-, Arsen- und Antimongehalt des aus dem Cyclon austretenden Staubes zu Fe₂O₈, As₂O₃ und Sb₂O₃ oxydiert. Vorteilhaft bemißt man die Menge des Sauerstoffs oder der sauerstoffhaltigen Gase, die in die Brennkammer eingeführt werden, so, daß die durch die Verbrennung bedingte Temperaturerhöhung ein Maximum erreicht. Die Abkühlung der so erhitzten Röstgase kann in

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einem variablen, mit By-pass-Klappen versehenen Dampfkessel erfolgen. Auf diese Weise läßt sich in der elektrischen Gasreinigungsanlage die gewünschte Temperatur von etwa 350 bis 450° C unabhängig von der Temperatur in der Wirbelschicht und vom Staubgehalt der in dieser Wirbelschicht gebildeten Röstgase einstellen.

Die geringe Staubkonzentration in den aus dem Cyclon austretenden Röstgasen und die geringe Verweilzeit des Staubes in der kleinen Brennkammer und dem anschließenden Dampfkessel ermöglichen, den Staub in praktisch arsen- und antimonfreier Form zum Teil aus dem Dampfkessel, zum anderen Teil aus der elektrischen Gasreinigungsanlage abzuziehen, ohne daß es notwendig ist, die elektrische Gasreinigung auf einer Temperatur von über 600° C zu halten.

Das in der Wirbelschicht gebildete, praktisch arsen- und antimonfreie Festprodukt kann in einer zweiten Wirbelschicht mittels frisch zugeführter sauerstoffhaltiger Gase fertiggeröstet werden.

Beispiel

Durch einen auf 650° C gehaltenen Cyclonabscheider werden stündlich 3000 Nm³ Röstgase geleitet, die in einer der Vorröstung von arsen- und antimonhaltigem Pyrit dienenden Wirbelschicht gebildet werden und etwa 20 Volumprozent Schwefeldioxyd enthalten. Nach der Entstaubung im Cyclon sind in den Röstgasen bei 650° C noch 15,2 g Staub mit 30,4% sulfidisch gebundenem Schwefel, 1,8 g Arsen und 0,39 g Antimon je m³ enthalten. Diese Röstgase werden zusammen mit 330 Nm³ Luft je Stunde einer Brennkammer zugeführt, in der sich durch Verbrennung der brennbaren Teile des Staubes eine Temperatur von 740° C einstellt. Mit dieser Temperatur werden die Röstgase anschließend durch einen Dampfkessel geleitet, in dem sie auf etwa 400° C abgeschreckt werden. Die so abgekühlten Gase werden einer Reinigung in einer elektrischen Gasreinigungsanlage unterzogen. Im Dampfkessel und in der elektrischen Gasreinigungsanlage werden stündlich 142 kg Staub niedergeschlagen. Aus der elektrischen Gasreinigungsanlage treten in der Stunde 3300 Nm³ Röstgase mit einem Gehalt von 19,3 Volumprozent Schwefeldioxyd aus.

Aus der USA.-Patentschrift 2 637 629 ist ein Verfahren zur Röstung von Schwefelkiesen bekanntgeworden, bei dem die Röstung stufenweise in Wirbelschichten durchgeführt wird und der ersten Wirbelschicht eine Brennkammer und ein Wärmeaustauscher nachgeschaltet sind. Von der erfindungsgemäßen Arbeitsweise unterscheidet sich dieses Verfahren dadurch grundsätzlich, daß bei ihm in einer ersten Wirbelschicht eine Destillation von freiem Schwefel unter teilweiser Oxydation des Schwefelkieses erfolgt, das teilweise oxydierte Gut anschließend in einer zweiten Wirbelschicht weitgehend abgeröstet wird und in einer dritten Wirbelschicht die letzten Anteile von Schwefel in dem Röstgut verbrannt werden. Der der erfindungsgemäßen Arbeitsweise zugrunde liegende Gedanke spielt hierbei keine Rolle, da bei dem beschriebenen Verfahren die die Verbrennungskammer verlassenden schwefeldioxydhaltigen Gase keiner Reinigung unterzogen und aus dem Prozeß abgeführt werden, sondern zusammen mit dem Röstgut aus der ersten Wirbelschicht der nächsten Wirbelschicht zugeleitet werden. Aus der deutschen Patentschrift 533 232 ist lediglich bekannt, Arsenwasserstoff in Röstgasen durch Verbrennung in As₃O₃ überzuführen und dieses aus dem Gas in an sich bekannter Weise abzuscheiden, d. h. durch eine Naßreinigung daraus zu entfernen. Demgegenüber handelt es sich beim vorliegenden Verfahren um die Abscheidung praktisch arsen- und antimonfreien Staubes aus den Röstgasen vor ihrer Naßreinigung.

Claims

"Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase durch Wirbelschichtröstung von röstbarem. Schwefel neben Arsen und/oder Antimon enthaltenden Materialien, insbesondere Pyriten, unter Gewinnung praktisch arsen- und antimonfreier, fester Röstprodukte, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Wirbelschicht austretenden, arsen- und antimonhaltigen Staub mit sich führenden Röstgase einer Vorentstaubung bei einer Temperatur oberhalb 600° C unterwirft, anschließend den in den Röstgasen noch enthaltenen Anteil an verbrennbarem Staub mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen verbrennt, die so behandelten Röstgase in einem Wärmeaustauscher auf Temperaturen von etwa 450 bis 350° C abkühlt und sie mit dieser Temperatur einer elektrischen Gasreinigung zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vorentstaubung in einem Cyclonabscheider und die Nachverbrennung in einer dem Cyclonabscheider nachgeschalteten Brennkammer durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abkühlung der Röstgase nach der Nachverbrennung des in ihnen enthaltenen Staubes in einem variablen Dampfkessel vornimmt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das in der Wirbelschicht gebildete, praktisch arsen- und antimonfreie Festprodukt in einer zweiten Wirbelschicht mittels frisch zugeführter sauerstoffhaltiger Gase fertigröstet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 533 232.