[go: up one dir, main page]

PL84525B1 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
PL84525B1
PL84525B1 PL15352272A PL15352272A PL84525B1 PL 84525 B1 PL84525 B1 PL 84525B1 PL 15352272 A PL15352272 A PL 15352272A PL 15352272 A PL15352272 A PL 15352272A PL 84525 B1 PL84525 B1 PL 84525B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
iron
sulfur
ion
solution
coal
Prior art date
Application number
PL15352272A
Other languages
Polish (pl)
Original Assignee
Trw Inc Redondo Beach Californie Ver St V Am
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trw Inc Redondo Beach Californie Ver St V Am filed Critical Trw Inc Redondo Beach Californie Ver St V Am
Publication of PL84525B1 publication Critical patent/PL84525B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/02Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron
    • C01G49/02Oxides; Hydroxides
    • C01G49/06Ferric oxide [Fe2O3]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron
    • C01G49/10Halides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania siarki pirytowej z wegla i stalych pochodnych wegla przez utlenianie i ekstrakcje rozpuszczalni¬ kiem organicznym siarki z pirytów zawartych w weglu. 5 Reakcja chlorku zelazowego z dwusiarczkiem zelaza z wytworzeniem wolnej siarki jest znana.Jednakze nie oczekiwano, ze reakcje miedzy jo¬ nem zelazowym (na przyklad FeCl3) i pirytem mozna by wykonac w srodowisku wegla, poniewaz i0 piryt jest rozproszony w -bardzo rozdrobnionej po¬ staci w matrycy weglowej i wiadomo, ze przeni¬ kanie takiej organicznej matrycy przez wode jest bardzo utrudnione.Ponadto nieoczekiwanie nastepuje ulatnianie sie 15 siarki z wegla, a nalezaloby raczej oczekiwac, ze wolna siarka ponownie polaczy sie z zelazem lub z weglem podczas ogrzewania. Wiadomo takze, ze piryty zelaza mozna rozpuscic po ich utlenianiu w matrycy weglowej przy uzyciu silnych wodnych 20 srodków utleniajacych, takich jak HN03, H202 lub HOC1. Powoduje to zamiane zawartej siarki w siarczan, a nie w wolna siarke.Stanowi to podstawe analizy chemicznej na za¬ wartosc siarki pirytowej w weglu, jednakzo takie 25 silne srodki utleniajace powoduja takze silne utle¬ nienie organicznej zawartosci wegla. W przeci¬ wienstwie do tego sole zelazowe sa prawie calko¬ wicie selektywne w tym znaczeniu, ze nie naru¬ szaja organicznego skladnika wegla. Dlatego wlas- 30 nie sole zelazowe, a nie HN03, H202 lub HOCl, umozliwiaja tani sposób usuwania pirytów z we¬ gla.Obecnie wegiel stosowany jest glównie do otrzy¬ mywania energii elektrycznej i w zakladach cie¬ plowniczych. Jedna z podstawowych cech ujem¬ nych stosowania wegla kopalnianego wynika z je¬ go duzej zawartosci siarki, która dochodzi do 5°/o.W przeliczeniu na 4%-owa zawartosc siarki, za¬ klad o mocy miliona kilowatów spala dziennie okolo 8500 ton wegla, i w zwiazku z tym wysyla do atmosfery dziennie 6 ton dwutlenku siarki.Gdyby mozna bylo te siarke usunac i poddac re¬ akcji chemicznej, to moznaby wytworzyyc dzien¬ nie 900 ton H2S04.Od dawna wiadomo, ze obecnosc S02 w atmos¬ ferze albo opóznia wzrost roslin, albo tez niszczy wegetacje. Ponadto, potencjalne zagrozenie ludzi jest mniej wiecej takie samo, jak zagrozenie swia¬ ta roslinnego.Istnieje mozliwosc usuwania siarki pirytowej z wegla sposobem flotacji pianowej lub przemy¬ waniem; jednakze sposoby te nie sa selektywne i dlatego znaczna ilosc wegla jest stracona razem z popiolem i pirytem. Dlatego jedynym dotych¬ czas rozwiazaniem jest po prostu spalanie wegla o malej zawartosci siarki.Jednakze w wielu okregach objetych kontrola zanieczyszczenia srodowiska zabronione jest obec¬ nie stosowanie wegla zawierajacego powyzej 1% 84 525/ 34 525 3 siarki. Wynikiem tego bylo ostre ograniczenie zu¬ zycia wielu gatunków wegla ze Stanów Zjedno¬ czonych, z których 90°/o zawiera przecietnie okolo 2,5% siarki. Spowodowalo to import olejów pali¬ wowych o malej zawartosci siarki do zastosowan domowych i przemyslowych. Zapasy ropy nafto¬ wej, która stanowi zródlo tych olejów, prawdo¬ podobnie skoncza sie w ciagu najblizszych 20— lat, podczas gdy zapasy wegla wystarcza co najmniej na kilkaset lat.Celem wynalazku jest sposób zmniejszenia za¬ wartosci siarki, w szczególnosci siarki pirytowej w weglu.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze su¬ rowiec weglowy traktuje sie w temperaturze 50— 100°C wodnym roztworem soli zelazowej, zawie¬ rajacym 0,3—0,5 mola jonu zelazowego, po czym oddziela sie przez filtracje poddany obróbce suro¬ wiec z którego usuwa sie siarke w znany sposób, natomiast roztwór zawierajacy jon zelazawy, rege¬ neruje sie i zawraca do procesu.W sposobie wedlug wynalazku poddaje sie reak¬ cji piryt zawarty w weglu z roztworem zawiera¬ jacym skuteczna ilosc jonu zelazowego i uzyskuje sie w ten sposób wolna siarke z duza wydajnos¬ cia. Korzystne jest stosowanie jonu Fe8+, w szcze¬ gólnosci w postaci FeCl3; inne sole zelazowe, ta¬ kie jak octan, azotan, siarczan, cytrynian, tlenek, siarczan amonowo-zelazawy itd. moga byc takze uzyte. Typowa reakcja przebiega wedlug schema¬ tu 2FeCl3+FeS2^3FeCl2+2S. Proces prowadzi sie przez ogrzewanie mieszaniny reakcyjnej do wrze¬ nia pod chlodnica zwrotna.Roztwór poreakcyjny zawierajacy pewna ilosc wolnej siarki, chlorek zelazawy i ewentualnie nie- przereagowany chlorek zelazowy oddziela sie od wegla przez odsaczanie.Nastepnie wegiel plucze sie i suszy, korzystnie przez ogrzewanie pod próznia; powoduje to ulot¬ nienie sie wiekszej czesci wolnej siarki.Jesli jest to pozadane, to powtórne plukanie, sa¬ czenie i ogrzewanie pozwoli usunac wiecej siarki i ewentualnie pozostalych jonów zelazawych. Moz¬ na zastosowac jedna lub kilka ekstrakcji odpo¬ wiednim organicznym rozpuszczalnikiem siarki, takim jak benzen, nafta lub para-krezol, w celu dalszego zmniejszania zawartosci siarki w weglu.Regeneracja nie zuzytego roztworu chlorku ze¬ lazowego i chlorku zelazawego moze byc dokonana przez zatezenie najpierw roztworu przez odparo¬ wanie przewazajacej ilosci wody. Stezony roztwór chlodzi sie, co powoduje wytracanie chlorku ze¬ lazawego i oddzielenie go od chlorku zelazowego, który w przewazajacej ilosci nadal pozostaje w roztworze. Wytracony chlorek zelazawy utlenia sie powietrzem do chlorku zelazowego i tlenku, w koncu chlorek zelazowy zawraca sie a tlenek ze¬ laza odzyskuje.Typowe temperatury stosowane podczas obróbki moga zmieniac sie w granicach 50°C—110°C. Gzas ogrzewania pod chlodnica zwrotna wynosi zwykle V2—2 godzin i powyzej. Typowe wielkosci czastek wegla moga sie zmieniac od 200 mesh do kawalków 1, 2 cm. Mozna stosowac cisnienie atmosferyczne, lecz moga byc takze stosowane wyzsze cisnienia. 4 Skuteczna ilosc jonu zelazowego uzyta do eks¬ trakcji zalezy od ilosci wegla poddanego obróbce oraz zawartosci w nim wegla pirytowego, pozada¬ nej ilosci ekstrahowanej siarki, czasów ekstrakcji, temperatur ekstrakcji, stezenia jonu zelazowego w roztworze itd.Wegle, które moga byc stosowane w sposobie wedlug wynalazku, obejmuja te rodzaje wegla, które uwaza sie za wegle w znaczeniu popularnym lub handlowym, takie jak antracyt, wegiel drzew¬ ny, koks, wegiel kamienny, wegiel brunatny itd.Ponadto, sposobem ekstrakcji wedlug wynalazku mozna oczyszczac substancje zweglone pochodzace z hydrokrakingu wegli i mial weglowy.Wynalazek wyjasniaja rysunki 1 i 2, na których przygotowany roztwór chlorku zelazowego i we¬ giel sa podawane do reaktora pirytowego 10, znaj¬ dujacego sie w temperaturze okolo 100°C i pod cisnieniem atmosferycznym. Piryt (FeS2) ekstrahu¬ je sie z wegla, a zawiesine zawierajaca nie prze- reagowany chlorek zelazowy, chlorek zelazawy, siarke, dwusiarczek zelaza i przerabiany wegiel przesyla sie do zespolu filtracji wegla 11. Próznio¬ we filtry tarczowe w zespole filtracji wegla sto¬ suje sie w celu oddzielenia zasadniczej czesci roz¬ tworu chlorku zelaza od przerabianego wegla.W sekcjach plukania wegla 12, 13, 14 i 15, sto¬ suje sie cztery etapy przeciwpradowego plukania z posrednimi etapami saczenia w celu zmniejszenia ilosci pozostajacego w weglu chlorku do zawartosci ponizej okolo 100 ppm. Odpowiedni czas przeby¬ wania wegla podczas kazdego etapu plukania wy¬ nosi okolo 15 minut, obrotowe prózniowe filtry tarczowe stosuje sie w celu oddzielenia wegla i przeplukiwania roztworu pomiedzy etapami plu¬ kania.Nastepnie przesyla sie przemyty wegiel do urza¬ dzenia do suszenia wegla 16, w którym stosuje sie obrotowe parowe suszarki rurowe w celu usunie¬ cia wody z plukanego wegla, przy czym czynnosc te wykonuje sie pod cisnieniem atmosferycznym w temperaturze okolo 100°C. Nastepnie ogrzany suchy wegiel doprowadza sie do zespolu odparo¬ wania siarki 17, w którym wolna siarka, która zostala wytworzona podczas reakcji ekstrakcji w reaktorze 10, zostaje odparowana pod cisnieniem atmosferycznym w temperaturze okolo 232°C lub pod zmniejszonym cisnieniem (30 minut) w tempe¬ raturze 138—176°C. Odparowana siarke usuwa sie przy uzyciu gazowego azotu do urzadzenia kon¬ densacji siarki 18 i chlodzi do temperatury okolo 107°C, co powoduje kondensacje siarki. Nastepnie para siarki przechodzi do zespolu odzyskiwania w postaci jasnej siarki. Nastepnie przerobiony we¬ giel o zmniejszonej zawartosci pirytu przesyla sie do zuzytkowania.Na etapie regeneracji chlorku zelazowego prze¬ sacz z zespolu filtracji wegla 11 przechodzi do ze¬ spolu zageszczania 19, w którym wode odparo¬ wuje sie z roztworu pod cisnieniem atmosferycz¬ nym w temperaturze okolo 100°C. Nastepnie ste¬ zony roztwór przesyla sie do zespolu wytracania , w którym wytraca sie chlorek zelazawy przez ochlodzenie roztworu do temperatury 68°C pod cisnieniem atmosferycznym. Nieprzereagowany 40 45 50 55 6084 525 roztwór chlorku zelazowego z zespolu wytracania ogrzewa sie w podgrzewaczu 21, a nastepnie laczy sie z roztworem chlorku zelazowego przy¬ gotowanym do zasilania reaktora 10.Osad chlorku zelazawego, który oddzielono przez odsaczanie roztworu od chlorku zelazowego w re¬ aktorze 20, przenosi sie do pieca utleniajacego powietrzem 22, w którym jest on z powrotem utle¬ niany do chlorku zelazowego i tlenku zelaza, we¬ dlug nastepujacej reakcji: FeCl2 + 3/2 Oz 4 FeCl3 + Fe203. W reakcji tej stosuje sie po¬ wietrze i wykonuje sie ja pod cisnieniem atmos¬ ferycznym w temperaturze 250°C.Utleniony osad (chlorek zelazowy i tlenek zela¬ za) przenosi sie nastepnie do zespolu rozpuszcza- Roztwór chlorku zelazowego zawraca sie do wyjsciowego roztworu chlorku zelazowego stoso¬ wanego w reaktorze 10. Tlenek zelaza odsacza sie od roztworu chlorku zelazowego i mozna go od¬ zyskiwac jako produkt uboczny.Typowymi weglami, które moga byc stosowane w sposobie wedlug wynalazku, sa wegle Missouri, Lower Freeport, Bevier, Indiana No. V i Pitts- burgh. Zaraz po wydobyciu wegle te zawieraja rózne postacie siarki podane w tabeli 1. Podczas przechowywania na powietrzu powstaja nieznacz¬ ne ilosci siarki siarczanowej z siarki pirytowej.W tabeli 2 zestawiono poczatkowa zawartosc siarki pirytowej w weglach Missouri i Lower Freeport oraz zmniejszanie zawartosci siarki w Tabela 1 Zwiazki siarki w weglu Pirytowa, % S Organiczna, °/o S Lacznie °/o S Bevier 1,7—2,3 1,7—2,3 3,5—4,5 Lewer Freeport 2,2—3,8 0,4—0,8 3,0—4,2 Indiana No. V 1,5—1,8 1,5—1,8 3,0—3,5 Pittsburgh 0,5—1,7 0,5—0,7 1,2-2,2 nia-saczenia 23, w którym rozpuszczalny chlorek 30 wyniku dzialania FeCl3. zelazowy oddziela sie nastepnie od nierozpuszczal- Mozna zauwazyc, ze znaczne zmniejszenie za- nego tlenku zelaza przez rozpuszczenie w wodzie. wartosci siarki pirytowej wystepuje juz po jedno- Tabela 2 Dane dotyczace ekstrakcji FeCl3 Wegiel Missouri, bez ob¬ róbki, wielkosc ziarna 200 mesz Missouri, wielkosc ziarna 200 mesz Missouri, wielkosc ziarna 200 mesz Missouri, wielkosc ziarna 200 mesz Lewer Freeport bez obróbki, wielkosc ziarna 14 mesz Lower Freesport wielkosc ziarna 14 mesz Nr pró¬ bki 1 2 3 4 Cie¬ zar weg¬ la g — 40 50 ~~ 50 —i Objetosc FeCl3 — 200 500 500 730 Molo- wosc FeCl3 — 0,5 0,3 0,5 ~ 0,5 2Fe +Fe piry¬ towe — 3,9 1 1 13 1 ~ 6 1 Czas ogrze¬ wania 90 °C godz. — 16 2 " (3) 2 Strata ciezaru po plukaniu i suszeniu % wag (5) — — —9,1 +2,0 — (4) —14,1 Siarka met.Eschka (1) % wag 4,75 — 4,18 4,17 3,67 3,65 3,54 3,99 1 1,99 Fe w weglu % wag (2) 1,65 0,22 0,17 0,86 0,84 0,19 0,19 3,16 3,52 1,10 Siarka pirytowa usunieta % — — -31$ —Q2% —10% ... 1) ASTM D 271. 2) Sposób Bureau of Mines oraz wedlug Standard Met- hods of Chemical Analysis, Furman, tom 1, str. 542. 3) Uwagi: Pozostalosc usunieta ze skraplacza analizo¬ wano przy uzyciu elektronowej mikrosondy, wyniki: glówne skladniki Fe, S, Si, O, C; slady Ca, CL, Al. 4) Powstaly zólte krysztaly; analiza kroplowa z rtecia potwierdzila obecnosc wolnej siarki.) Próbke 2 przemywano dwukrotnie 250 cm3 goracej wody i suszono w ciagu 24 godzin w temperaturze 90°C w suszarce prózniowej. Próbki 3 i 4 przemywa¬ no dwukrotnie 250 cm3 goracej wody i suszono 72 go¬ dziny w temperaturze 90°C w suszarce prózniowej.84 525 razowym dzialaniu FeCl3 polaczonym z plukaniem woda i suszeniem.W tabeli 3 pokazano wplyw zastosowania roz¬ puszczalnika organicznego do usuwania wolnej siarki, która pozostaje po dzialaniu FeCl3 i plu¬ kaniu woda. 8 ciu FeCl3 na rózne rodzaje wegla, przy zastosowa¬ niu warunków reakcji zblizonych do podanych w tabeli 2. Z tabeli 4 wynika, ze 72—93% zawartosci siarki pirytowej mozna usunac w ciagu 2 godzin dzialajac 0,5 M FeCl3 na wiele róznych wegli. Po¬ nadto sposób nadaje sie do wszystkich wegli a w Tabela 3 Dane dotyczace ekstrakcji rozpuszczalnikowej po dzialaniu FeCl3 i plukaniu woda Nr prób¬ ki 1 2 3a 3b 4 Rozpuszczalnik benzen —10 min. benzen —10 min. benzen —10 min. p-krezol benzen —10 min.Sposób ekstrahowania 3 razy plukanie na goraco, 80°C, po 100 ml 3 razy plukanie na goraco, 80°C, po 100 ml 3 razy plukanie na goraco, 80°C, po 100 ml Vs godziny, 200°C pod chlodnica zwrotna 3 razy plukanie na goraco, 80°C, po 100 ml Strata/ /przyrost wagi 0 +2 —13,6$ — Stezenie siarki wg metody Eschka 3,22 3,21 3,62 3,61 3,06 3,03 2,81 2,18 2,23 1,77 °/ ekstra¬ kcji 84% 60% 89% 110% 74% Z danych przedstawionych w tabeli 3 wynika, ze dzialanie rozpuszczalnikiem organicznym po¬ woduje ekstrahowanie przewazajacej czesci siar¬ ki pirytowej; ponadto, widac, ze uzycie parakre- zolu powoduje ekstrakcje zarówno organicznej, jak i pirytowej siarki. Jakkolwiek zakres podanych wydajnosci wynosi od 60°/o do co najmniej 89%, to ten zakres wydajnosci mozna zmieniac przez zmienianie takich czynników, jak czas plukania, wielkosc czastek, ilosc i stezenie FeCl3 i rozpusz¬ czalników, rodzaj soli zelazowej, temperatura ogrzewania pod chlodnica zwrotna itd.W tabeli 4 pokazano wplyw ekstrakcji przy uzy- 40 przypadku wegla Indiana No. V wydajnosc eks¬ trakcji byla doskonala.Sposób wedlug wynalazku jest bardzo wydajny, dzieki temu, ze co najmniej 60% siarki pirytowej ulega ekstrakcji, a zelazo stosowane do ekstrakcji jest z latwoscia odzyskiwane w ilosci okolo 85— 90% i moze byc ponownie uzyte. Ponadto, usuwa¬ nie zelaza jest ulatwione przez fakt, ze zelazo za¬ warte w roztworze ekstrakcyjnym zawierajacym FeCl3, niczym nie rózni sie od zelaza w pirycie; dlatego nie potrzebne sa zadne specjalne sposoby oddzielania róznych metali w operacji plukania- -ekstrakcji, jesli pozadane jest zawracanie metalu.Tabela 4 Dane dotyczace usuwania siarki Wegiel3^ Lower Free- port Lower Free- port Bevier Indiana No V Pittsburgh Ilosc usunietej siarki calkowitej 0/ /o 48 64 36 51 39 Ilosc usunietej siarki pirytowej /o 75 72 72 93 78 Poczatkowa zawartosc siarki calkowitej /o 3,87 3,40 4,60 3,28 1,81 Koncowa zawartosc siarki calkowitej % 2,01 1,23 2,94 1,67 1,10 | a) Wszystkie wegle byly rozdrobnione do wielkosci ziar¬ na 14 mesz, za wyjatkiem wegla Bevier o wielkosci ziarna 200 mesz.84 525 Ponadto prostota sposobu wynika z tego, ze nie wymaga on stosowania wysokich temperatur, cis¬ nien lub katalizatorów.Dodatkowo, ekstrahowanie przy uzyciu FeCl3 nie powoduje oddzialywania z organiczna zawartoscia wegla, co umozliwia uzycie w zasadzie calego we¬ gla jako paliwa o malej zawartosci siarki. PL PLThe present invention relates to a method of separating pyrite sulfur from coal and solid coal derivatives by oxidation and extraction with an organic solvent of sulfur from pyrites contained in the coal. 5 The reaction of iron chloride with iron disulfide to form free sulfur is known. However, it was not expected that the reactions between iron ion (e.g. It is known that the penetration of such an organic matrix by water is very difficult. Moreover, unexpectedly, sulfur volatilizes from the carbon, and it would rather be expected that the free sulfur would re-combine with the iron or with the carbon during heating. It is also known that iron pyrites can be dissolved after oxidation in a carbon matrix using strong aqueous oxidizing agents such as HNO3, H2O2 or HOC1. This converts the sulfur content to sulfate and not to free sulfur. This is the basis of the chemical analysis for pyrite sulfur content in the carbon, however, such strong oxidizing agents also strongly oxidize the organic carbon content. In contrast, iron salts are almost completely selective in that they do not harm the organic component of carbon. Therefore, it is the iron salts and not the HNO 3, H 2 O 2 or HOCl that make it possible to remove pyrites from coal inexpensively. At present, coal is mainly used for electricity generation and in heating plants. One of the main disadvantages of the use of mine coal is its high sulfur content, which reaches 5% per 4% sulfur content, a million kilowatts plant burns about 8,500 tons of coal per day, and Therefore, it sends 6 tons of sulfur dioxide into the atmosphere per day. If this sulfur could be removed and reacted chemically, it would produce 900 tons of H 2 SO 4 a day. It has long been known that the presence of SO 2 in the atmosphere or delays the growth of plants or destroys vegetation. Moreover, the potential hazard to humans is about the same as that of the vegetable holiday. It is possible to remove pyrite sulfur from the coal by means of froth flotation or washing; however, these methods are not selective and therefore a significant amount of carbon is wasted along with the ash and pyrite. Therefore, the only solution so far is simply to burn coal with a low sulfur content. However, in many environmental control zones it is now forbidden to use coal with more than 1% sulfur. This resulted in a sharp reduction in the consumption of many U.S. grades of coal, 90 percent of which contain approximately 2.5 percent sulfur on average. This resulted in the import of fuel oils with a low sulfur content for domestic and industrial use. The stocks of petroleum, which are the source of these oils, are likely to run out within the next 20 years, while the coal stocks will last for at least several hundred years. The method according to the invention consists in treating the carbon raw material at a temperature of 50-100 ° C with an aqueous solution of iron salt containing 0.3-0.5 moles of iron ion, and then the treated The raw material from which the sulfur is removed in a known manner, while the solution containing the iron ion is regenerated and returned to the process. free sulfur is thus obtained with a high yield. It is preferred to use the Fe8 + ion, in particular in the form of FeCl3; Other iron salts such as acetate, nitrate, sulfate, citrate, oxide, ferrous ammonium sulfate, etc. may also be used. A typical reaction follows the scheme 2FeCl3 + FeS2 ^ 3FeCl2 + 2S. The process is carried out by heating the reaction mixture to boiling under a reflux condenser. A reaction solution containing some free sulfur, ferric chloride and possibly unreacted ferric chloride is separated from the carbon by drainage. The carbon is then rinsed and dried, preferably by heating under heat. vacuum; this causes more of the free sulfur to evaporate. If this is desirable, repeated rinsing, soaking and heating will remove more sulfur and possibly remaining ferrous ions. One or more extractions with a suitable organic sulfur solvent such as benzene, kerosene or para-cresol may be used to further reduce the sulfur content of the carbon. first of the solution by evaporating most of the water. The concentrated solution is cooled, which causes the lassic chloride to precipitate and separate it from the ferric chloride, which is still predominantly in the solution. The precipitated ferric chloride is oxidized with air to ferric chloride and oxide, eventually the ferric chloride is recycled and the iron oxide is recovered. Typical processing temperatures can vary between 50 ° C and 110 ° C. The heating time for a reflux condenser is usually V2-2 hours and above. Typical sizes of carbon particles can vary from 200 mesh to 1.2 cm pieces. Atmospheric pressure can be used, but higher pressures can also be used. 4 The effective amount of ferric ion used for extraction depends on the amount of carbon treated and its pyrite carbon content, the amount of sulfur to be extracted, extraction times, extraction temperatures, concentration of ferric ion in the solution, etc. The method according to the invention includes those types of coal which are considered to be coal in the popular or commercial sense, such as anthracite, charcoal, coke, hard coal, lignite, etc. Hydrocracking of coal and coal fines. The invention is explained in Figures 1 and 2, in which the prepared ferric chloride solution and coal are fed to the pyrite reactor 10, which is at a temperature of about 100 ° C and atmospheric pressure. Pyrite (FeS2) is extracted from the carbon, and the slurry containing unreacted ferric chloride, ferric chloride, sulfur, iron disulphide and the processed carbon is sent to the coal filtration unit 11. Vacuum disk filters in the coal filtration unit It is used to separate the major part of the iron chloride solution from the carbon that has been processed. In the carbon washing sections 12, 13, 14 and 15, four countercurrent rinsing stages with intermediate filtering stages are used to reduce the amount of chloride remaining in the carbon to its content. below about 100 ppm. A suitable residence time for the carbon during each rinsing stage is approximately 15 minutes, and rotary vacuum disc filters are used to separate the carbon and wash the solution between the rinsing steps. The washed carbon is then sent to a coal drying apparatus 16. which uses rotary steam tube dryers to remove the water from the washed coal, this operation being carried out at atmospheric pressure at a temperature of about 100 ° C. The heated dry coal is then fed to a sulfur evaporation unit 17, in which the free sulfur, which was produced during the extraction reaction in reactor 10, is evaporated under atmospheric pressure at a temperature of about 232 ° C or under reduced pressure (30 minutes) at a temperature of A temperature of 138-176 ° C. The evaporated sulfur is removed using nitrogen gas in a sulfur condenser 18 and cooled to about 107 ° C, which causes the sulfur to condense. The sulfur vapor then passes to the recovery unit as light sulfur. The processed coal with reduced pyrite content is then sent for use. During the ferric chloride regeneration stage, the carbon filter from the carbon filtration unit 11 passes into the concentration unit 19, where the water is evaporated from the solution under atmospheric pressure under atmospheric pressure. temperature around 100 ° C. The concentrated solution is then sent to a precipitation unit where the ferric chloride is withdrawn by cooling the solution to 68 ° C under atmospheric pressure. The unreacted ferric chloride solution from the precipitation unit is heated in the heater 21 and then combined with the ferric chloride solution prepared to feed the reactor 10. Actor 20, it is transferred to the air oxidation furnace 22 where it is oxidized back to ferric chloride and iron oxide by the following reaction: FeCl2 + 3/2 Oz 4 FeCl3 + Fe2O3. Air is used in this reaction and is carried out under atmospheric pressure at a temperature of 250 ° C. The oxidized sludge (ferric chloride and iron oxide) is then transferred to the dissolution unit. The ferric chloride solution is returned to the starting chloride solution. iron used in reactor 10. The iron oxide is filtered off the ferric chloride solution and can be recovered as a by-product. Typical coals that may be used in the process of the invention are the Missouri coal, Lower Freeport, Bevier, Indiana No. V and Pittsburgh. Immediately after mining, these coals contain the various forms of sulfur shown in Table 1. When stored in the air, insignificant amounts of sulfur sulfur are formed from pyrite sulfur. Table 2 summarizes the initial content of pyrite sulfur in Missouri and Lower Freeport coals and the reduction of sulfur content in Table 1 Sulfur compounds in carbon Pyrite,% S Organic,% S Total,% S Bevier 1.7-2.3 1.7-2.3 3.5-4.5 Lewer Freeport 2.2-3.8 0.4-0.8 3.0-4.2 Indiana No. V 1.5-1.8 1.5-1.8 3.0-3.5 Pittsburgh 0.5-1.7 0.5-0.7 1.2-2.2 drainage 23, which soluble chloride as a result of treatment with FeCl3. The iron oxide then separates from the insoluble. It can be seen that a significant reduction in the amount of iron oxide involved by dissolving it in water. There are already one pyrite sulfur values - Table 2 Data on the extraction of FeCl3 Missouri coal, untreated, grain size 200 m Missouri, grain size 200 m Missouri, grain size 200 m Missouri, grain size 200 m Lewer Freeport untreated, grain size grains 14 meshes Lower Freesport grain size 14 mes Sample number 1 2 3 4 Coal weight g - 40 50 ~~ 50 —i Volume FeCl3 - 200 500 500 730 Molarity FeCl3 - 0.5 0.3 0.5 ~ 0.5 2 Fe + Pyrite Fe - 3.9 1 1 13 1 ~ 6 1 Heating time 90 ° C hours. - 16 2 "(3) 2 Weight loss after rinsing and drying% by weight (5) - - —9.1 +2.0 - (4) —14.1 Met.Eschka sulfur (1)% by weight 4.75 - 4.18 4.17 3.67 3.65 3.54 3.99 1 1.99 Fe in carbon% wt (2) 1.65 0.22 0.17 0.86 0.84 0.19 0, 19 3.16 3.52 1.10 Pyrite sulfur removed% - - -31 $ —Q2% -10% ... 1) ASTM D 271. 2) Bureau of Mines method and according to Standard Methods of Chemical Analysis, Furman, vol. 1, p. 542. 3) Remarks: The residue removed from the condenser was analyzed using an electron micro probe, results: main components Fe, S, Si, O, C; traces of Ca, CL, Al. 4) Yellows formed crystals; spot analysis with mercury confirmed the presence of free sulfur.) Sample 2 was washed twice with 250 cm3 hot water and dried for 24 hours at 90 ° C in a vacuum oven. Samples 3 and 4 were washed twice with 250 cm3 hot water and dried 72 hours at 90 ° C in a vacuum dryer.84,525 times treatment with FeCl3 combined with rinsing with water and drying. Table 3 shows the effect of of an organic solvent to remove the free sulfur which remains after treatment with FeCl 3 and rinsing with water. 8 FeCl3 on various types of carbon, using reaction conditions similar to those given in Table 2. Table 4 shows that 72-93% of the pyrite sulfur content can be removed within 2 hours by the action of 0.5 M FeCl3 on many different carbons . Moreover, the method is suitable for all coals and in Table 3 Data on solvent extraction after treatment with FeCl 3 and rinsing with water Sample No. 1 2 3a 3b 4 Solvent benzene -10 min. benzene - 10 min. benzene - 10 min. p-cresol benzene —10 min. Method of extraction 3 times hot rinse, 80 ° C, 100 ml each 3 times hot rinse, 80 ° C, 100 ml each 3 times hot rinse, 80 ° C, 100 ml each Vs hours, 200 ° C under reflux condenser 3 times hot rinsing, 80 ° C, 100 ml each Loss / / weight gain 0 +2 - 13.6 $ - Sulfur concentration according to Eschk's method 3.22 3.21 3.62 3 , 61 3.06 3.03 2.81 2.18 2.23 1.77% (extraction 84% 60% 89% 110% 74%). extracting the major part of the pyrite sulfur; moreover, it can be seen that the use of paracresol causes the extraction of both organic and pyrite sulfur. Although the range of the reported yields is from 60% to at least 89%, this range can be varied by varying such factors as rinse time, particle size, amount and concentration of FeCl3 and solvents, type of iron salt, and heating temperature. reflux condenser etc Table 4 shows the effect of extraction using Indiana No. The extraction efficiency was excellent. The method according to the invention is very efficient in that at least 60% of the pyrite sulfur is extracted, and the iron used for extraction is easily recovered in an amount of about 85-90% and can be reused. Moreover, the removal of iron is facilitated by the fact that the iron contained in the FeCl3-containing extraction solution is no different from the iron in the pirite; therefore no special means of separation of the dissimilar metals are needed in the scrub-extraction operation if metal recycling is desired Table 4 Sulfur removal data Coal3 ^ Lower Free- port Lower Free- port Bevier Indiana No V Pittsburgh Total sulfur removed 0 / / r 48 64 36 51 39 Amount of removed pyrite sulfur / r 75 72 72 93 78 Initial total sulfur content / r 3.87 3.40 4.60 3.28 1.81 Final total sulfur content% 2.01 1.23 2.94 1.67 1.10 | a) All coals were ground to a grain size of 14 mash, with the exception of 200 mash Bevier coal.84,525 Moreover, the simplicity of the process results from the fact that it did not require the use of high temperatures, pressure or catalysts. when using FeCl3, it does not interact with the organic content of carbon, which makes it possible to use virtually all coal as a fuel with a low sulfur content. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wydzielania siarki pirytowej z wegla i stalych pochodnych wegla przez utlenianie i eks¬ trakcje rozpuszczalnikami organicznymi, znamien¬ ny tym, ze surowiec weglowy traktuje sie w tem¬ peraturze 50—110°C wodnym roztworem soli ze¬ lazowej zawierajacym 0,3—0,5 mola jonu zelazo¬ wego, po czym oddziela sie przez filtracje poddany obróbce surowiec, z którego usuwa sie siarke w znany sposób, natomiast roztwór zawierajacy jon zelazowy regeneruje sie i zawraca do procesu. 101. Claims 1. The method of separating pyrite sulfur from coal and solid coal derivatives by oxidation and extraction with organic solvents, characterized in that the carbon raw material is treated at a temperature of 50-110 ° C with an aqueous solution of iron salt iron ion containing 0.3-0.5 mole, and then the treated raw material is separated by filtration, from which the sulfur is removed in a known manner, while the solution containing the iron ion is regenerated and returned to the process. 10 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako sól zelazowa stosuje sie chlorek zelaza lub siarczan zelaza, octan zelaza, cytrynian zelaza, tle¬ nek zelaza, lub siarczan amonowo-zelazowy.2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the iron salt is iron chloride or iron sulfate, iron acetate, iron citrate, iron oxide or iron ammonium sulfate. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze regeneracja roztworu oddzielanego od obrabianego surowca weglowego prowadzi sie przez utlenianie jonu zelazawego do jonu zelazowego, przy czym utlenianie prowadzi sie przy uzyciu powietrza lub tlenu.3. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that the regeneration of the solution separated from the treated carbon raw material is carried out by oxidation of the ferrous ion to the iron ion, the oxidation being carried out with air or oxygen. 4. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze regeneracje roztworu oddzielonego od surowca prowadzi sie przez zatezenie tego roztworu przez wytracenie jonu zelazawego, oddzielenie osadu jo¬ nu zelazawego od roztworu zawierajacego jon ze¬ lazowy, utlenienie powietrzem osadu jonu zelaza¬ wego do jonu zelazowego rozpuszczenie w wodzie oraz oddzielenie tlenku zelazowego od wodnego roztworu zawierajacego jon zelazowy. [10 /NP] [12 MM |TU/H»] ['5 /HR] H,0 9.7 10 Z £_ F.CIj 1 t 7 F.CI3 1 ATM 212°F i C [15MM L 3 ITU/HR] 7 /HR FeCli 1 /*H,0 1 \ t ,20 F.CI} i ATM I55»F In.4 I 221 t 1 FcCIj 1 ATM 460* 1 30.4 /HR FeCI, 94.4 /HR FeCIj j 100 /HR ^O r ! -** i* i 1 ATM 212°F - 0.5 HI 100 20.7 105.1 1.9 0.9 100 /HRFi 23 "2°^-* * [ »? 1 ATM 2I2°F ¦Cl2 | O [30 MM BTU/HR] FeCIj i L (T * vc [2.4 /HR] /HR /HR FeCU /HRF.CI, /HR5 ' /HRFeSj II-v /HRHjO .» , 1 100 /HR | 4.5 /HRF«$2 1-iq. 1 " 1 -© /r\ - ©- 100 /HR 1.9 'HR. S 0.9 HR F*Sj 1.0 HRF.Ch 2.0 *F*CI2 2.0 HR H,0 V 20.7 /HR F»Ci3 105.8 /HR F«CI2 115 /H«m,0 [20 /HR] /2 l31 4— —• —» 14 * ¥ 7 -i 100 /HR 1.4 /HR S 0.4 /HR FcSj 5 /H« H,0 Fig 2 ? [1.9 /HR] 0 9 'HR F*S, LZC Zalil. Nr 3 w Pab., zam. 1118-76. nakl. 100 + 20 egz. Cena 10 zl PL PL4. The method according to p. 4. The process according to claim 4, characterized in that the regeneration of the solution separated from the raw material is carried out by concentrating the solution by separating the iron ion, separating the iron ion precipitate from the solution containing the iron ion, air oxidizing the iron ion precipitate to iron ion, dissolving it in water, and separating the ferric oxide from the ferric ion-containing aqueous solution. [10 / NP] [12 MM | TU / H »] ['5 / HR] H, 0 9.7 10 Z £ _ F.CIj 1 t 7 F.Cl 3 1 ATM 212 ° F and C [15MM L 3 ITU / HR] 7 / HR FeCli 1 / * H, 0 1 \ t, 20 F.CI} and ATM I55 »F In. 4 I 221 t 1 FcCIj 1 ATM 460 * 1 30.4 / HR FeCI, 94.4 / HR FeCIj j 100 / HR ^ Oh r! - ** i * i 1 ATM 212 ° F - 0.5 HI 100 20.7 105.1 1.9 0.9 100 / HRFi 23 "2 ° ^ - * * [»? 1 ATM 2I2 ° F ¦Cl2 | O [30 MM BTU / HR] FeCIj and L (T * vc [2.4 / HR] / HR / HR FeCU /HRF.CI, / HR5 '/ HRFeSj II-v / HRHjO. ", 1 100 / HR | 4.5 / HRF" $ 2 1-iq. 1 " 1 - © / r \ - © - 100 / HR 1.9 'HR. S 0.9 HR F * Sj 1.0 HRF.Ch 2.0 * F * CI2 2.0 HR H, 0 V 20.7 / HR F »Ci3 105.8 / HR F« CI2 115 / H «m, 0 [20 / HR] / 2 l31 4— - • -» 14 * ¥ 7 -i 100 / HR 1.4 / HR S 0.4 / HR FcSj 5 / H «H, 0 Fig 2? [1.9 / HR] 0 9 'HR F * S, LZC Zalil. No. 3 in Pab., Orders 1118-76. Printed 100 + 20 copies. Price PLN 10 PL PL
PL15352272A 1971-02-17 1972-02-16 PL84525B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11626271A 1971-02-17 1971-02-17
US16389371A 1971-07-19 1971-07-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL84525B1 true PL84525B1 (en) 1976-04-30

Family

ID=26814059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL15352272A PL84525B1 (en) 1971-02-17 1972-02-16

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPS5115841B1 (en)
AT (1) AT358521B (en)
BE (1) BE779101A (en)
CA (1) CA969883A (en)
DE (1) DE2207491C3 (en)
FR (1) FR2125573A1 (en)
LU (1) LU64780A1 (en)
NL (1) NL156437B (en)
PL (1) PL84525B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1584359A (en) * 1976-11-17 1981-02-11 Mineral Process Licensing Corp Recovery of chlorine values from iron chloride by-produced in chlorination of ilmenite and the like
KR200484782Y1 (en) * 2016-06-09 2017-10-25 우종현 Cylinder-shape packing paper for a snack

Also Published As

Publication number Publication date
DE2207491C3 (en) 1976-01-02
ATA122972A (en) 1980-02-15
CA969883A (en) 1975-06-24
NL7202054A (en) 1972-08-21
FR2125573A1 (en) 1972-09-29
NL156437B (en) 1978-04-17
JPS5115841B1 (en) 1976-05-20
FR2125573B1 (en) 1974-06-28
AT358521B (en) 1980-09-10
DE2207491B2 (en) 1975-05-15
LU64780A1 (en) 1972-07-04
BE779101A (en) 1972-05-30
DE2207491A1 (en) 1972-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3926575A (en) Removal of pyritic sulfur from coal
US3960513A (en) Method for removal of sulfur from coal
US4443415A (en) Recovery of V2 O5 and nickel values from petroleum coke
US3768988A (en) Removal of pyritic sulfur from coal using solutions containing ferric ions
CA2170240C (en) Treatment method for waste sludge comprising at least one metal
US3880981A (en) Cyclic acid leaching of nickel bearing oxide and silicate ores with subsequent iron removal from leach liquor
US3053651A (en) Treatment of sulfide minerals
US3860419A (en) Process for the recovery of molybdenum from roasted molybdenum concentrates
AU2020200816A1 (en) Process for leaching rare earth elements
US4127390A (en) Hydrodesulfurization of coal and the like
JPH10501208A (en) Method for extracting metals from metal-containing materials by high-temperature hydrolysis
PL84525B1 (en)
US4335083A (en) Method for leaching magnesium from magnesium hydroxide-containing composition
US3917465A (en) Removal of pyritic sulfur from coal using solutions containing ferric ions
US3920791A (en) Recovery of ferric chloride and ferric oxide from iron chloride solutions
US5624650A (en) Nitric acid process for ferric sulfate production
US3244512A (en) Hydrometallurgical iron process
GB1563604A (en) Purification of sulphuric acid
US3437454A (en) Vanadium recovery from wet process phosphoric acid using alpha-hydroxy oximes
CN117321229A (en) Processing of hydrous mineral materials
US1220989A (en) Leaching flue-dust.
US3065047A (en) Recovery of tungsten from brine
US4029745A (en) Process for reducing molten ammonium sulfates containing metallic impurities to ammonia and sulfur dioxide
US1807642A (en) Process fob recovery of manganese
US2786750A (en) Process of recovering germanium-containing material from coal