DE2059580C - Verfahren zur Reinigung von Pyrit- und Pyrrhotinabbränden von Nichteisenmetallen, Arsen und Schwefel - Google Patents

Description

Temperatur der Abbrände — vermischt und dann io in Granulat bzw. Pellets übergeführten Abbrände, die

bei Temperaturen oberhalb 1150° C gehärtet sind. In der italienischen Patentschrift 772287 ist ein Verfahren zum Reinigen von Pyritabbränden von Nichteisenmetallen, wie Cu, Zn, Pb, Au, Ag, Ni, Co, Cd und Mn, beschrieben. Dieses Verfahren umfaßt die folgenden Stufen:

a) Vorerhitzung bei Temperaturen zwischen 600 und 800⁰C und teilweise oder völlige Reduktion (20 bis 100 °/o) des Hämatits zu Magnetit Dieser Arbeitsgang erfolgt durch Eindosen eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes in den Wirbelbettreaktor zusammen mit Luft, die bezüglich der Gesamtverbrennung fehlt.

b) Chlorierung und Oxydation der bei Temperaturen bis 650 und 950⁰C reduzierten Abbrände in einem Wirbelbettreaktor. Das aus Luft und 1 bis 20^e/₀ Chlor bestehende gasförmige Gemisch fließt im Gegenstrom zu den Abbränden. Die verwendete Chlormenge ist die für die Bildung der Nichteisenchloride erf orderlichestöchiometrische Menge mit einem Überschuß von 5 bis 20°/₀.

c) Waschen bzw. Berieseln der Metallchloriddämpfe mit Wasser, wodurch man eine Lösung erhalt, aus der die Metalle durch herkömmliche hydrometallurgische Verfahren gewonnen werden.

Die von Nichteisenmetallen gereinigten, jedoch noch Schwefel enthaltenden Abbrände werden direkt zu der Granulier- bzw. Pelletisierstufe befördert, wenn ihr

Gehalt an Eisen ausreichend hoch ist, andernfalls

werden sie zuerst einer magnetischen Anreicherung nach einer vorhergehenden Magnetisierreduktion aus-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung gesetzt. Der Schwefel wird als SO₈ während der Hochvon Pyrit- und Pyrrhotinabbränden von Nichteisen- 45 temperaturhärtung der Pellets verdampft, metallen, Arsen und Schwefel. Bei einer Abänderung dieses Verfahrens gemäß einem

in einem Wirbelbett bei 850 bis 950⁰C mit einem Gemisch von Chlor und Sauerstoff enthaltenden Gasen behandelt werden, in denen der Chloranteil K)5 bis 120 °/₀ der stöchiometrischen Menge, bezogen auf die Nichteisenmetalle und das Arsen »5 in den Abbränden und in dem zugemischten Pyrit, beträgt, wobei der Sauerstoffgehalt in den abströmenden Gasen 0,5 bis 5 Volumprozent beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ao zeichnet, daß in zwei Stufen gearbeitet wird, wobei in der ersten Stufe Abbrände, Pyrit, Luft und die Gase der zweiten Stufe zugeführt werden, während in der zweiten Stufe der Abbrand der ersten Stufe, Pyrit, Chlor und Sauerstoff enthaltende as Gase zugeführt werden, wobei die Gesamtmengen an Pyrit, Sauerstoff und Chlor enthaltenden Gasen den Mengen vom Anspruch 1 gleich sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer einzigen Stufe gearbeitet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sauerstoff enthaltendes Gas Luft verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt in den abströmenden Gasen 0,5 bis 1 Volumprozent beträgt.

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Damit Pyrit- und Pyrrhotinabbrände bzw. -aschen in der Hüttenindustrie verwendet werden können, müssen sie einen hohen Gehalt an Eisen aufweisen und nahezu frei von Nichteisenmetallen, wie z. B. Kupfer, Zink, Blei, Arsen und Schwefel, sein. Die maximal für diese Verunreinigungen zulässigen Grenzen sinken ständig. Derzeit sollte ein einigermaßen gutes Handelsprodukt nicht mehr als jeweils 0,03 bis nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag erfolgt die Reduktion bei höheren Temperaturen, beispielsweise 850 bis 95O°C, und mit ausreichend langen Verweilzeiten, beispielsweise 30 bis 90 Minuten, um das Ferroarsenat völlig zu zersetzen. Die darauffolgende Chlorierung wird so durchgeführt, daß in den abströmenden Gasen eine Sauerstoffkonzentration aufrechterhalten wird, die größer als 3 °/₀ ist. Dadurch

0,05 °/₀ Kupfer, Zink, Blei und nicht mehr als 0,01 bis 55 liegt das nach der Chlorierungsstufe noch vorhandene 0,03% Arsen und Schwefel enthalten (vgl. United Arsen in Form eines löslichen Arsenate vor, das durch

States Steel, »The Making, Shaping and Treating of Steel«, 1957).

Die Nichteisenmetalle werden durch Überführung . in lösliche Chloride oder Sulfate und anschließende Entfernung der Salze durch Säureextraktion bzw. Auslaugen mit Säure oder durch Überführung der Metalle'in Chloride mit Cl₂, HCl, CaCI₂ od. dgl. und anschließende Entfernung aus den Abbränden bzw. Aschen' durch Hochtemperaturverflüchtigung -verdampfung beseitigt.

Die Entfernung von Arsen erfolgt entweder während des Röstens des Pyrits oder während der verschiedenen Säureauslaugung der gereinigten Abbrände entfernbar ist. Jedoch wird auch in diesem Fall der Restschwefel nur während der Hochtemperaturpelletisierung völlig entfernt.

Bei einer weiteren Abänderung des Verfahrens gemäß einem Vorschlag, der ebenfalls, nicht zum Stand der Technik gehört, wird in Anwesenheit von HCl und bei Temperaturen von 850 bis 950⁰C reduziert, um bzw. 65 eine hochgradige Entfernung von Schwefel und Arsen zu erreichen. Die darauffolgende Chlorierung erfolgt unter Beibehaltung der niedrigstmöglichen Sauerstoffkonzentration innerhalb der abströmenden Gase, so

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daß zusammen mit der Verdampfung der Nichteisen- gehalt niedrig ist, einen ausgezeichneten Rohstoff fur

metallchloride die Entfernung von restlichem Schwefel die Herstellung von Pellets bzw. Tabletten, fcisen-

_Und Arsen vervollständigt wird. Die schließlich schwamm oder für die Herstellung von Stoffen rau

erhaltenen Abbrände verlangen keine zusätzliche einem hohen Grad der Umwandlung in Metall iur Behandlung, mit Ausnahme einer Anreicherung für 5 die Eisenindustrie.

den Fall, daß der Gehalt an Eisen noch niedrig ist. Die nach diesem Verfahren erzielten Lösungen

Diese Abbrände finden in der Eisenindustrie Verwen- haben einen hohen Gehalt an Nichteisenmetallen una

dung. i einen niedrigen Säuregehalt und enthalten Fe und As,

Aus der deutschen Patentschrift 970 903 ist es möglicherweise Cu in Form einer niedrigen Valenz, ferner bereits bekannt, bei der chlorierenden Röstung io Dies erweist sich als wirtschaftlicher Vorteil infolge

von PyritabbräadcM bei Temperaturen zwischen etwa der geringer gewordenen Verwendung von Neutraiisier-

400 und 700° C fischen Pyrit zuzuführen. und Bindemitteln für die Gewinnung des ^P™™·

Die vorstehend? beschriebenen Verfahren haben Schließlich enthalten die Gase nach dem wascnen

jedoch den Nachteil, daß der Chlorierungsphase immer und der darauffolgenden Abtrennung der Metaueiüe teilweise Reduktion der Abbrände von Hämatit 15 chloride und der As-Verbindungen, der vom KeaKior

zu Magnetit vorausgeht. Der ursprünglich in den mitgeschleppten feinen Pulver, des Cl₂ und eines

Abbränden enthaltene Schwefel wird dabei zum Anteils von SO₂ außer N₂ und O₂ SO_t in einer nonen

größten Teil mit den abströmenden Gasen entfernt. Menge und können deshalb für die Herstellung von

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Schwefelsäure wirksam verwendet werden. Reinigung von Pjnt- und Pyrrhotinabbränden von ao Der erfindungsgemäße Zweistufenprozeli kann ioi-

Nichtmetallen, Ajsen und Schwefel anzugeben, bei gendermaßen durchgeführt werden:

dem keine, auch keine teilweise unerwünschte Reduk- Die gereinigten Pyritabbrände, die aus der ryrii-

tion zu Magnetit auftritt. röstanlage kommen, werden bei einer Temperatur

i-egenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur zwischen 500 und 800° C in einen ^nReanonur ReMiigung von Pfrit- und Pyrrhotinabbränden von as die Chlorierung eingebracht, der bei 850 bis vdu l.

Nichteisenmetallen, Arsen und Schwefel, das dadurch arbeitet. In den Reaktor wird auch Pyrit in einem

gekennzeichnet ist, daß die Pyritabbrände, die aus Anteil von 25 bis 200 kg FeS, pro Tonne Abbrand

dem Röstofen bei 500 bis 800⁰C kommen, mit Pyrit eingebracht, wobei die 200 kg Pyrit dazu dienerι den

in Mengen von 200 bis 25 kg FeS₂ pro Tonne Ab- Abbrand von einer Temperatur von 500 auf yx u zu brand - je nach Temperatur der Abbrände — ver- 30 bringen, während 25 kg Pyrit die Temperatur von

mischt und dann in einem Wirbelbett bei 850 bis 800 auf 850⁰C ansteigen lassen. Für die vollkommene

950" C mit einem Gemisch von Chlor und Sauerstoff Verbrennung des Pyrits werden von unten 1um,

enthaltenden Gasen behandelt werden, in denen der etwa 3 Nm⁸ Luft pro 1 kg Pyrit, d. n. 75 bis MW Nm /ι

Chioranteil 105 bis 120% der stöchiometrischen Abbrand, zusammen mit dem Gas eingeführt, aas von Menge, bezogen luf die Nichteisenmetalle und das 35 dem zweiten Chlorierreaktor kommt, der die Metaii-

Arsen in den Abbränden und in dem zugemischten chloride und das Cl₂ enthält, welches noch nicht

Pyrit, beträgt, wobei der Sauerstoffgehalt in den reagiert hat. Die aus dem ersten Reaktor abströmenden

abströmenden Gaien 0,5 bis 5 Volumprozent beträgt. Gase enthalten 0,5 bis 5 Volumprozent Sauerstoff

Durch die erfmdungsgemäße Zugabe von Pyrit zu In dem ersten Reaktor erfolgt die teilweise Rein.gung den Abbränden nach der Verbrennung wird die ₄o der Abbrände und die Verbrennung des Pyrits unter

Temperatur in den Wirbelbett auf dem gewünschten einer Wärmeentwicklung, die die Aufrechterhaltung

Wert gehalten, oluie daß dabei auf äußere Wärme- der gewünschten Temperatur und die Verdampfung

quellen zurückgegriffen werden muß. bzw. Verflüchtigung der Chloride ges a tet, de sich

Die Reinigung der Abbrände erfolgt entweder in aus der Reaktion der Nichteisenmetalle mit dem

einer einzigen Stife oder in zwei Stufen. So können 45 Chlor bilden. . ·„:_,.„

beispielsweise die Oxydation und die Chlorierung in Die in dem ersten Reaktor teilweise gereinigten

einem einzigen Wirbelbett durchgeführt werden, in Abbrände kommen in ^einen zweiten Reakto der

das gleichzeitig Fyritabbrände, Pyrit u.*d von unten ebenfalls zwischen 850 und 950 C "^t, wonn sie

Chlor und Luft oder irgendein anderes Sauerstoff mit Cl₂ in maximaler Konzentration 105 b s 120 „ enthaltendes Gas eingeführt werden. Man kann auch so der stöchiometrischen Menge, bezogen auf die Nicht

in ein erstes Wirbelbett Pyritabbrände, frischen Pyrit eisenmetalle und auf das Arsen, die in den rym-

und von unten Luft und die aus der zweiten Stufe abbränden zu Beginn und in den Pyriten enthalten

stammenden Ga« einführen. In die zweite Stufe sind, zusammenkom_men. » daß «d^ J« ^A^rande

werden dann der Pyritabbrand der ersten Stufe, we.terh.n in zufriedenstellender Weise selbst reinigen

Tr scher Pyrit und von unten Luft und Chlor eingeführt. ₅₅ Die aus dem zweiten faktor absti-omendeι Gase

Selbstverständlich müssen die Gesamtmengen von dürfen nur sehr geringe Mengen an O₂ weniger als

Pyrit, Luft und Chlor den obengenannten gleich sein. l»/„, enthalten. Auf diese We.se werden^ Abtrande

Be Ausführung der Reinigung der Pyritabbrände ebenfalls von Schwefel und Arsen befreit. Dies erreicht

gemäß dta«Erfindung ist es^öglich, Abbrände frei man dadurch, daß dem zweiten Reaktor außer ChIo

von Nichteisenmetallen, Arsen und Schwefel auf 60 Luft und Pyrit zugegeben werden An Stelle von Luft

Grund von Salzsäure und Schwefelsäure leicht sauere kann auch ein Gas nut e.neni ^^ ^J¹ *5

Lösungen mit einem hohen Gehalt an Nichteisen- Sauerstoff verwendet werden ^b

^£^t: ^{hhn GehaU an GeS} ^^ΖΐΤ

un_gder ^^ΖΐΤ,^^

^f^U^g^ini^n Abbrände haben 65 Pyrrhotin bzw. der Magnetkies oder der elemen,tare einen Gehalt vfn^u, Zn", Pb, S und As, von denen Schwefel dienen außerJur^d* «JideWj Wtanejeder geringer ist als 0,03 %. Diese Abbrände bilden Versorgung fur den Verbrauch des nach einer eventuellen Anreicherung, falls ihr Eisen- unerwünschtem Sauerstoff.

Die abgegebenen, von den Nichteisenmetallen, As gebracht werden, der bei 900 bis 950⁰C arbei-

und S gereinigten Abbrände werden dann den darauf- tet.

folgenden Arbeitsstufen zugeführt, nämlich der Magne- Diese Abbrände enthalten außer dem Eisen und dem

tisierreduktion, der direkten Reduktion, der Pelleti- tauben Gestein noch Nichteisenmetalle, die nicht

sierung unter Wärmeeinfluß oder in kaltem Zustand. 5 reagiert haben, praktisch das gesamte ursprüngliche As

Die Gase werden durch die erste Chlorieranlage und den gesamten anfänglichen S, der als Sulfat an die

(Chlorinator) und Staubseparatoren geführt und darin vorhandenen Erdalkalimetalle CaO und BaO

schließlich mit Wasser gewaschen. Die aus der gebunden ist. S als Monosulfid und der pyritische

Abscheidkolonne abströmenden Gase enthalten noch Schwefel sind praktisch nicht mehr vorhanden,

den größten Teil des SO₂, das aus der Verbrennung io In den Reaktor II werden dann für jede Tonne

des Pyrits herrührt, und werden der Schwefelsäure- Ausgangsabbrand A weitere 40 bis 48 kg Pyrit B

produktion zugeführt. (berechnet auf 100% FeS₂) und vom Boden 100 bis

Wenn mit einer Stufe gearbeitet wird, muß der 200 Nm³ Luft E und eine Chlormenge F zugeführt,

Betrieb bei sehr niedrigen Konzentrationen von O₂, die 105 bis 120% der stöchiometrischen Menge,

weniger als 1 °/₀, in den abströmenden Gasen erfolgen, 15 bezogen auf die ursprünglich in den Abbränden A

um Abbrände zu erzielen, denen das Arsen und der und B vorhandenen Nichteisenmetalle, äquivalent ist.

Schwefel entzogen sind. Die Menge an Luft und Pyrit kann auch geringer sein

Unabhängig davon, ob man nun im Zweistufen-oder als die obengenannten Werte, wenn die Einstellung

auch im Einstufenbetrieb arbeitet, ist die Menge an dahingehend erfolgt, daß ein Sauerstoffanalysator an

zugesetztem Pyrit deutlich verringert, was von der 20 der Gasleitung Ig 0,2 bis 0,3 Volumprozent anzeigt,

Menge an unverbrauchten Sulfiden abhängt, die noch wenn bei 900°C gearbeitet wird, oder 0,7 bis 0,8 Vo-

in den zu behandelnden Abbränden vorhanden sind. lumprozent, wenn bei 950⁰C gearbeitet wird. Diese

Die Gesamtverweilzeit ändert sich im allgemeinen letztere Temperatur kann leicht infolge der beträcht-

abhängig von dem Gehalt an Verunreinigungen und liehen von den Abbränden zugeführten Wärme und

von den Temperaturen, die in dem Prozeß angewandt 25 infolge der Reaktionswärme erreicht werden, die durch

wenJeii. Kit licgi bei 30 bis 120 Minuten. die Reaktion zwischen dem Pyrit und der zugeführten

In F i g. 1 ist schematisch eine mögliche praktische Luft entsteht.

Ausführungsform eines Zweistufenprozesses darge- Außer der Verbrennung des Pyrits erfolgt in dieser

stellt. Stufe auch eine Chlorierung

Die Abbrände A, die mit einer mittleren Temperatur 30 .,.,.,. „ , ,

von 800°C aus einer Pyritröstanlage kommen, werden ^der Nichteisenmetalle entsprechend der Reaktion

in den Wirbelbettreaktor I durch la zugeführt, MO 4 Cl₂-► MCl₂ + V₂ O₂

während in den gleichen Reaktor durch \b auch . .

Pyrit B zugeführt wird, der sich auch von dem Pyrit für ^einer g^ennß^en Menge an Hamatit

die Röstanlage unterscheiden kann. Die Beschickungs- 35 Fe₂O₃ + 3 Cl₂ ->■ 2 FeCI₁ + ^s/s O«

menge beträgt 60 bis 70 kg FeS₂ (berechnet bei iOO %) .

pro 1000 kg Abbrände. Am Boden des Reaktors ^von ^^vnt

" wird über Ie Luft E in solchen Mengen zugeführt, FeS₈ 4 Cl₂ + 2 O₂ -> FeCI₂ + 2 SO₂
daß an dem O₂-Analysator der Gase H, die aus IV

abströmen, 3 bis 5 Volumprozent angezeigt werden. 40 ^von trdalkalisulfaten

Dies wird mit Luftmcngen zwischen 150 und 300 Nm³ MSO₄ 4 Cl₂ -> MCl₂ 4 SO₂ + O₁

pro Tonne Abbrände gegenüber 180 bis 220 Nm⁸ . „ , ,

erreicht, die theoretisch für FeS₂ berechnet werden ^v°ⁿ Arsenalen und ihren Zersetzungsprodukten durch

können. ^Warme

Die Luftmenge kann natürlich abhängig vom 45 2 FeAsO₁ 4 3 Cl₂ -»- Fe₂O₁ 4 2 AsCl, + ⁶/₂ O₂ Gehalt an Nichteisenmetalloxyden verringert werden, 2 FeAsO₄ -»■ Fe₂O₃ 4 As_xO, 4 G₁
die durch Reaktion mit Cl₂ O₂ freisetzen. In entgegengesetzter Richtung, d. h., wo die Verwendung Alle diese Reaktionen werden durch den niedrigen größerer Luftmengen erforderlich wird, wirken andere Gehalt an O₂ der Gase begünstigt Fast alle diese Parameter, beispielsweise der Gehalt an zweiwertigem 50 Reaktionen setzen O₂ frei und ermöglichen eine Ver-Eisen und S als Monosulfid und an Sulfid in den ringerung der über Ie zugeführten Luftmenge.
Ausgangsabbränden, sowie die Verdünnungswirkung, Die gereinigten Abbrände D strömen aus dem Reakdie durch das von dem Reaktor II kommende Gas tor II über 2 d ab und stehen für darauffolgende ausgeübt wird, das weniger als 1 % Sauerstoff enthält. Behandlungen zur Verfügung, d. h. eine Wärmerück-Am Boden des Reaktors I wird durch Ig Gas züge- 55 gewinnung, die Magnetisierreduktion, die Reduktion führt, das aus dem Reaktor II kommt und nicht umge- zu Eisenschwamm usw.

wandeltes Cl₂, N₂, O₂ (0,2 bis 0,8 Volumprozent), Die heißen Gase G, die aus I kommen, werden,

SO₂, As₂O₃ und AsCI₁ sowie die Chloride der Nicht- nachdem sie durch den Zyklon ΠΙ gegangen sind, in

eisenmetall und des Eisens enthält IV gewaschen. Die Metallchloride und die As-Ver-

Im Reaktor I erfolgt eine vollkommene Verbrennung 60 bindungen werden quantitativ abgeschieden. Wenn

des Pyrits B, wodurch die Temperatur auf etwa 900⁰C erfindungsgemäß gearbeitet wird, ist das Verhältnis

ansteigt, sowie die teilweise Umwandlung der Nicht- SO₂/C1, in den Gasen G so hoch, daß die quantitative

eisenmetalloxyde, die in A enthalten sind, in Chloride, Abscheidung in IV auch von Cl₁ nach der Reaktion was alles zu Lasten des Cl₂ und der Eisenchloride geht,,

die aus dem Reaktor II kommen. Die von den Gasen 65 Cl₂ 4 SO₂ 4 2 H₂O -»- 2 Ha 4 H₂SO₄
mitgerissenen feinen Pulver werden in dem Zyklon III,

dem Staubabscheider, eingefangen und den Bett- gewährleistet ist. Nach dem Waschen enthalten die

abbränden zugemischt, die durch la in den Reaktor II Gase// auf diese Weise nur SO„ nämlich 13 bis

7 8

15 Volumprozent, Ο_ί( nämlich 3 bis 5 Volumprozent, Beispiel 1

N₂ und H₂O und sind somit für die Herstellung von

H₂SO₄ geeignet, indem sie beispielsweise in den Aus einer Wirbelbettröstanlage kommen 1000 kg/h

Kreislauf der Röstanlage entweder stromauf oder von Abbränden eines Spanischen Pyrits mit einer

stromab von der Stelle, wo die schwefelhaltigen Gase 5 mittleren Temperatur von 80O⁰C, wobei die Abbrände

mit Wasser gewaschen werden, eingeführt werden, folgende chemische Zusammensetzung in Gewichts-

was davon abhängt, ob sie Säurenebel oder nicht prozent haben:

enthalten. Gesamt Fe 60,15

Infolge der erfindungsgemäßen Arbeitsweise ent- _Fe,₊ 545

hält die Lösung K Fe- und As-Ionen sowie teilweise 10 Gesamt S 1,17

Cu-Ionen in einer reduzierten Form. Darüber hinaus _As 0,32

weist sie eine freie Azidität auf, die geringer ist als _{Cu 091}

diejenige, die man bei einer Anlage für eine herkömm- _Zn 2,47

liehe oder übliche Chlorier-Verdampfungs- bzw. _{pb 0},98

-Verflüchtigungsanlage erreichen würde, uies ergibt 15 _BaQ , 0,32

sich dadurch, daß die Menge des in dem Gas G _Ca0 0,16

enthaltenen freien Cl₂ geringer ist, wenn man erfin- _Mg0 0,09

dungsgemäß arbeitet, unter der Annahme, daß es zur _AltO₃ 0,58

Reaktion mit dem Pyrit in den oberen Regionen des _SiOl 4,25

Ofens tendiert, in den der Pyrit eingebracht wird, ao _K,,-_{AA A} ■ ■ _c, _A .

Die Lösung K zeigt demzufolge einen Gehalt an Diese Abbrände A werden .η einen Fluid- bzw

FeCl der größer ist und einen Gehalt an HCl und Wirbelbettreaktor I eingeführt, dem gleichzeitig 73 kg/h

H SO der geringer ist als diejenigen, die man erhalten Spanischen Pyrits B der folgenden Zusammensetzung

würde? wenn man bei Abwesenheit von FeS₂ arbeitet. zugegeben werden:

Diese drei Fakten, nämlich geringere Azidität, Ab- as _{Fe 42j}36

Wesenheit von Fe⁺⁺⁺ und eine mäßige Anwesenheit _{s 48j51}

von Cu⁴⁺, führen zu beträchtlichen Einsparungen an _As 0,43

Reaktionsteilnehmern, nämlich Kalk für die Neutrali- _Cu 0,77

sierung, Eisenschrott für die Bindung bzw. Zemen- _Zn ^g₂

tierung usw., in den darauffolgenden hydrometallur- 30 _pb 1,04

gischen Arbeitsstufen für die Gewinnung der wertvollen _BaO 0,22

Metalle aus der Lösung. CaO 0,12

Die Grundvorteile, die mit der erfindungsgemaßen _Mg0 0,07

Arbeitsweise erreicht werden können, können fol- _AlsOj 0,41

gendermaßen zusammengefaßt werden: 35 SiO₂ 3,05

Die VorerhitzungEphase und die Magnetisierreduk-

-,onder Abbrände stromauf von der Reinigungsstufe" Durch den Boden des Reaktors weraen dann

entfallen Die für das Beibehalten der Temperatur 274 Nm'/h Luft £ und das aus dem Reaktor II

des Chlorierreaktors auf dem gewünschten Wert kommende Gas zugeführt. Die Betriebsbedingungen erforderliche Wärme wird durch den Pyrit zugeführt, 40 lauten: Temperatur 900⁰C, Verweilzeit im Wirbelbett

der vorzugsweise der gleiche Pyrit ist, aus dem die 60 min, O₂ in den Abgasen G 3,3 bis 3,5 Volum-

Abbrände'der Röstanlage hergestellt werden. prozent.

Der ursprünglich in dem Pyrit vorhandene S wird Die feinen Pulver C werden durch Zyklone abgefan-

vollkommen unter Gewinnung von SO₂ sowohl im gen und zusammen mit denen des Wirbelbetts dem Röstorozeß als auch im Chlorier- und Oxydations- 45 Reaktor IT für die Chlorierung zugeführt. Dieses

prozeß verwertet. Beschickungsgemisch hat folgende Zusammensetzung:

Man erhält Abbrände, die nicht nur frei von Nicht- Gesamt Fe 64,08

eisenmetallen, sondern auch von Arsen und Schwefel _{Gesamt s 0 100}

sind. Dadurch können die Rückstände direkt fur die _{s jn} ψ_{οπη von} Monosulfiden Spuren

Herstellung von beispielsweise Eisenschwamm oder ₅o _{M 0140}

für die Pelletisierung bei niedriger Temperatur ver- _{Cu 0} 030

wendet werden. . . Zn 0,090

Bei der Reinigung von Nichteisenmetallen mit einem _{pb 0 030}

begrenzten Verbrauch von Cl₂ erhält man hohe

Ausbeuten da keine Wasserstoff enthaltenden Brenn- ₅₅ In den gleichen Reaktor werden dann 78 kg/h

stoffe verwendet werden, die unter Bildung von des gleichen Pyrits B, der in der ersten Stufe verwendet I

Wasser die Hydrolyse der Metallchloride und eine wird, und durch den Boden 145 Nm³/h Luft und *■

demzufolge verringerte Ausbeute hervorrufen würden. 50 kg/h Cl₂ zugeführt, was etwa 110% der stöchio-

Es ergeben sich große Einsparungen bei den Roh- metrischen Menge entspricht, um die Gesamtmenge

stoff JΓ die ffli-die Gewinnung der wertvollen Metalle 60 von Cu, Zn und Pb, die in den Reaktor mit den

aus den Äsungen die die Chloride enthalten, erforder- Abbränden und den Pyriten eingebracht wurde, als

lieh sind Diese Lösungen haben schließlich einen Chloride zu beseitigen. Im Dauerbetrieb haben sich

niedrieen' Säuregehalt und en (halten Kationen mit folgende Betriebsbedingungen ergeben: Temperatur

dem nSrtetCT vSenzgrad 950°C, Verweilzeit im Wirbelbett etwa 60 min, O.

An Hand der folgenden Beispiele wird die vor- S₅ in den Gasen nach der Reaktion 0,5 bis 0,8 Volumliegende Erfindung näher veranschaulicht, wobei die P^rof^ent\ „

Prozentangaben in Gewichtsprozent, falls nicht ge- Die abgeführten Abbrände D haben folgende Zusondert aufgeführt, gemacht sind. sammensetzung:

Gesamt Fe 64,92 gebracht. Abbrände und Pyrit haben die gleiche

Gesamt S 0,025 Zusammensetzung wie im Beispiel 1.

Monosulfid S Spuren Am Boden des Reaktors werden 300 Nm³/h Luft

As 0,025 und 51 kg/Cl₂ eingeführt, was 115°/o der stöchio-

Cu 0,008 5 metrischen Menge entspricht, die für die Bildung von

Zn 0,015 Cu-, Zn- und Pb-Chloriden erforderlich ist. Im

Pb 0,015 Dauerbetrieb lauten die Betriebsbedingungen: Temperatur 950⁰C, Verweilzeit im Wirbelbett 90 min,

Das aus dem Reaktor I nach dem Entstauben O₁ in den Gasen G nach der Reaktion 0,5 bis 0,8 Voströmende Gas G wird in einer wäßrigen Lösung io lumprozent. Die abgeführten Abbrände zeigen folgewaschen. Bei Dauerbetriebsbedingungen werden gende Zusammensetzung: aus dem Kreislauf 500 l/h der Lösung K abgezogen, Gesamt Fe 64,78 die folgende Zusammensetzung in g/l hat: Gesamt S 0030

_n „ , C λ _n Monosulfid S Spuren

Gesamt Fe 4,0 ,₅ ¹L

£5 VÄ ι, Cu o.oio

^S ]'l Zn 0,040

Cu⁺ 8,2 _ao Aus dem Ausfällkreislauf werden 500 l/h Lösung K

Zn 54,4 mit folgender Zusammensetzung in g/I abgezogen:

^Pb °'⁷ Gesamt Fe .: 11,7

p_e++ \\ 5

Der Verlust an Eisen durch Verdampfung bzw. Gesamt As 67

Verflüchtigung als FeCl₁ beträgt bis zu 0,3 °/o, während as As+++ .//^ .................. 67

der entsprechende Verbrauch an Cl₁ 2,54kg/h aus- Gesamt Cu 198

macht. Cu⁺ 101

Das aus der Wachsphase kommende Gas H hat ^_n 530

eine mittlere Zusammensetzung in Volumprozent von p^ _o'g

N 82 7 ³°

Jj* V₀ Der Verlust an Eisen durch Verflüchtigung als

"* ,vi sClg beträgt bis zu 0,8°/₀, die entsprechende Menge

^bUl ' an CU liegt bei etwa 6,5 kg/h. Das aus der Waschphase

Beispiel 2 kommende Gas H hat eine mittlere Zusammensetzung

^p 35 in Volumprozent von Die aus einer Wirbelbettröstanlage mit einer Temperatur von 800⁰C kommenden 1000 kg/h von Ab- N₁ 83,2

branden A aus Spanischem Pyrit werden zusammen O₁ 0,6

mit 120 kg/h von Pyriten in einen Wirbelbettreaktor SO₁ 16,2

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

.%■

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von Pyrit- und Pyrrhotinabbränden von Nichteisenmetallen, Arsen und Schwefel, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyritabbrände, die aus dem Röstofen bei 500 bis 800⁰C kommen, mit Pyrit in Mengen von 200 bis 25 kg FeS₁ pro Tonne Abbrand — je nach Reinigungsstufen, beispielsweise während der Magnetisierredaktion, djer ^Chlorierung, der - magnetischen Anreicherung, des Auslaugens oder der Pelletisieruag unter Einfluß von Wärme.

Die Entfernung von Schwefel aus den Abbränden erfolgt teilweise während der verschiedenen, obenerwähnten Reinigungsstufen. Im allgemeinen haben am Ende eines derartigen Prozesses die Abbrände noch einen zu hohen Gehalt an Schwefel, mit Ausnahme der