DE1098921B - Verfahren zur Gewinnung von Elementarschwefel aus Pyrit - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Elementarschwefel aus Pyrit Es ist bekanent, das Abrösten von Pyrit so zu leiten, daß in einer ersten Stufe etwa die Hälfte des an Eisen gebundenen Schwefels, der sogenannte disponible Schwefel, in der endothermen Reaktion abgespalten und der schwefelarme Rückstand, dessen Zusammensetzung etwa FeS bis Fe7Sg entspricht, in einer exothermen Reaktion mit Sauerstoff zu Fe203 abgeröstet wird. Auch ist bekannt, die in der zweiten Stufe anfallenden heißen Röstgase als Fluidisierungsgas zu verwenden, das gleichzeitig als Wärmeträger dient, um den Wärmebedarf der ersten nach dem fluidized-bed-princip arbeitenden Stufe der endothermen Dissoziation wenigstens teilweise zu decken.
• Es ist auch bekannt, aus Pyrit Schwefel oder wahlweise Schwefel und S 02 dadurch herzustellen, daß in einer ersten Stufe der disponible Schwefel abdestilliert, der anfallende Pyrrothit in einer zweiten Stufe abgeröstet und, das dabei erhaltene S 02 mit Kohle zu Schwefel reduziert wird. Die Reduktion des Schwefeldioxyds erfolgt nach diesem Verfahren vor seiner Abtrennung vom Schwefelkies und nicht gleichzeitig damit. Das S 02 wird hier zu dem Zweck reduziert, um einen größeren Anteil des im Py rit enthaltenen Gesamtschwefels als Elementarschwefel zu gewinnen, als dem disponiblen Schwefel des Pyrits entspricht.
• Gemäß einem nicht zum bekannten Stand der Technik gehörenden älteren Vorschlag kann aus Pyrit Elementarschwefel und S 02 in etwa dem Verhältnis gewonnen werden, wie es dem Verhältnis von disponiblem zu nicht disponiblem Schwefel im Pyrit entspricht, indem in einer ersten Stufe in bekannter Weise der disponible Schwefel abdestilliert und der anfallende Pyrrothit in einer zweiten Stufe zu S 02 abgeröstet wird, wobei ein eventuelles Wärmemanko der endothermen ersten Stufe dadurch ausgeglichen wird, daß in ihr ein Teil des in der zweiten Stufe anfallenden SO, durch C O oder C O-haltiges Gas zu Elementarschwefel reduziert wird. Diese Reduktionsreaktion ist exotherm. Die Menge des auf etwa 800° C vorgewärmten C O-haltigen Gases, das der ersten Stufe unter Druck zugeführt wird, wird so bemessen, daß ein solcher Teil des S O, zu Elementarschwefel reduziert wird, daß die Reduktionswärme zur Deckung des Wärmemankos der ersten Stufe ausreicht, soweit der Wärmebedarf des Dissoziationsprozesses nicht durch den fühlbaren Wärmeinhalt der heißen SO 2-haltigen Röstgase aus der zweiten Stufe gedeckt wird.
• Gegenüber dem zuletzt beschriebenen bekannten Verfahren bietet dieses Verfahren den Vorteil, daß der für die Reduktion erforderlicheTeilschritt und die dafür notwendige Apparatur gespart wird und auch die Wärmeverluste entsprechend verringert werden.
• Es wurde nun gefunden, daß dieses ältere Verfahren sehr empfindlich ist gegen geringe Schwankungen des Sauerstoffgehaltes der S O? haltigen Röstgase aus der zweiten Stufe. Sobald der Sauerstoffgehalt über etwa l "/o ansteigt, treten eine Reihe unerwünschter Nebenreaktionen auf. Zunächst wird ein Teil des abgetriebenen Elementarschwefels zu SO, oxydiert, wenn nicht durch sehr präzise Regulierung des CO-Angebotes der Sauerstoff durch C O abgefangen wird. Abgesehen davon, daß eine so präzise Regulierung kostspielige Regelvorrichtungen erfordert, wird dabei auch unnötig CO verbraucht: das ist im Rahmen dieses Prozesses deshalb sehr unerwünscht, weil C O in genügenden Mengen im allgemeinen nicht zur Verfügung steht und dieses außerdem durch Komprimieren und Aufheizen zusätzliche Kosten erfordert. Die Anwesenheit von Sauerstoff bewirkt weiterhin eine Teiloxydation des in der ersten Stufe anfallenden Pyrrhotits. Alle diese Oxydationsreaktionen schließlich bewirken eine Temperatursteigerung in der ersten Stufe über den optimalen Wert hinaus.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung dieses älteren Verfahrens, die es ermöglicht, ohne eine über die zur Deckung des -- nach Übertragung des fühlbaren Wärmeinhalts - fehlenden Wärmebedarfs der endothermen Stufe durch die vollständige Umsetzung des C O mit einem Teil des S 02 benötigten C O-Menge hinausgehenden Zugabe von C O und ohne eine komplizierte Regelvorrichtung stets zu gewährleisten, daß in die erste Stufe unter keinen Umständen Sauerstoff eingeschleppt wird.
• Die Erfindung besteht aus einem Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Elementarschwefel und S 02 aus Pyrit, wobei in einer ersten Stufe in an sich bekannter Weise in einer Wirbelschicht der disponible Schwefel abgeröstet und aus den abgeführten Gasen auskondensiert wird. In einer zweiten Stufe erfolgt die Abröstung des durch -die Abspaltung des disponiblen Schwefels erhaltenen Pyrrhotits in an sich bekannter Weise vorzugsweise in einem Wirbelschichtofen unter Verwendung eines - Überschusses sauerstoffhaltiger Gase. .Die. anfallenden sauerstoffhaltigen S 02 Gase werden erfindungsgemäß nach dem Austritt aus der zweiten Stufe - bevor sie als Fluidisierungsgas in die erste Stufe geleitet werden -in einer zwischengeschalteten zusätzlichen Verbrennungszone behandelt, in der aller eventuell in den Röstgasen vorhandener Sauerstoff durch Verbrennung von Schwefel eliminiert wird. Vorzugsweise wird zu diesem Zweck elementarer Schwefel angewendet, der bei der Kondensation der Abgase der ersten Stufe im eigenen Betrieb anfällt.
• Besonders zweckmäßig ist es, für diesen Zweck den in verhältnismäßig geringer Menge bei der Vorkondensation anfallenden Schmutzschwefel zu verwenden, der durch den in den Entstaubungsvorrichtungen nicht völlig abgeschiedenen Staub verunreinigt ist. Dieser Elementarschwefel verbraucht allen in den Röstgasen enthaltenen Sauerstoff unter Bildung von SO., wobei stets ein Sauerstoffgehalt der diese Verbrennungszone verlassenden Röstgase von unter 0,10/0 sichergestellt ist. Eine eignene Regelung ist nicht notwendig. Bei Ansteigen des Sauerstoffgehaltes in den ankommenden Röstgasen wird nur mehr S 02 gebildet, das zwangläufig in der ersten Stufe vom C O mitreduziert wird. Sinkt hingegen der Sauerstoffgehalt der ankommenden Röstgase, dann sinkt auch dementsprechend die Menge des zusätzlich gebildeten S 02, und der über das Sauerstoffangebot hinausgehende eingeschleuste Elementarschwefel wird verdampft und passiert die erste Stufe, ohne an einer Reaktion teilzunehmen.
• Den erfindungsgemäß von Sauerstoff befreiten Röstgasen werden auf etwa 800° C erhitzte CO-Gase, gegebenenfalls unter Druck, in einer Menge zugegeben, die ausreicht, nach erfolgter Umsetzung der C 0-Menge mit einem Teil des S 02 die fehlende Wärmemenge der endothermen ersten Stufe zu decken.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist an Hand der Abbildung schematisch und beispielsweise näher erläutert.
• Durch die Aufgabevorrichtung 1 wird der Pyrit in den Wirbelofen 2 eingeschleust. In diesem wird Elementarschwefel abdestilliert, und die mit Elementarschwefel beladenen Abgase gehen über Zyklon 3 und Leitung 13 zur Kondensationsanlage (nicht eingezeichnet). Als Fluidisierungsgas werden gleichzeitig durch Leitung 9 heiße Röstgase aus der zweiten Stufe und durch Leitung 14 C O-haltige Gase, gegebenenfalls unter Druck, die auf etwa 800° C vorgewärmt sind, eingeführt.
• Das teilentschwerte Erz geht über die Fallrohre 4a und 4b in einen Zwischenbunker 5, der gleichzeitig als Gasabschluß gegenüber dem Wirbelofen der zweiten Stufe dient. Es wird aus diesem durch eine Zuteilvorrichtung 6, z. B. eine Zellenradschleuse, dem Wirbelofen 7 der zweiten Stufe zugeführt. In diesem wird es durch die mittels Gebläse 12 eingeblasene Röstluft abgerüstet. Die Röstgase verlassen den Röstofen 7 über den Zyklon 8, aus dem mitgerissener Abbrandstaub durch die Austragsleitung 11b ausgetragen wird, während der im Wirbelbett selbst anfallende Abbrand durch das Austragsorgan 11d, z. B. ein Überläufrohr mit Verschlußorgan, ausgetragen wird. Die heißen Röstgase werden durch Leitung 9 in den Ofen der ersten Stufe geführt.
• Erfindungsgemäß ist innerhalb dieser Leitung 9 eine Zusatz-Brennkammer 10 angeordnet, in die mittels einer Aufgabevorrichtung 15 kontinuierlich mindestens so viel Elementarschwefel eingespeist wird, wie es stöchiometrisch der maximal im Röstgas zu erwartenden Sauerstoffmenge entspricht. Diese Brennkammer kann als Staubbrennkammer eingerichtet sein, man kann aber auch flüssigen Schwefel durch Düsen zerstäubt einführen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Elementarschwefel und S 02 aus Pyrit durch Abspaltung des disponiblen Schwefels in einer ersten Stufe, Abröstung des erhaltenen Pyrrothits in einer zweiten Stufe unter Rückführung der in der zweiten Stufe anfallenden S 02 haltigen Gase in die erste Stufe, gekennzeichnet durch die Kombination folgender kontinuierlich ablaufender Verfahrensschritte: a) In einer ersten Stufe wird in an sich bekannter Weise aus dem Pyrit in einer Wirbelschicht der disponible Schwefel durch Rückführung der gesamten heißen Röstgase der Verfahrensstufe c) als Fluidisierungsgas ausgetrieben. b) Dem Fluidisierungsgas werden auf etwa. 800° C erhitzte C O-haltige Gase, gegebenenfalls unter Druck, in einer solchen Menge zugegeben, daß deren vollständige Umsetzung mit einem Teil des S 02 in der Verfahrensstufe a) den Teil des Wärmebedarfs deckt, der nicht vom fühlbaren Wärmeinhalt der heißen Röstgase geliefert wird. c) Der aus der Verfahrensstufe a) ausgetragene Pyrrothit wird in an sich bekannter Weise in einer zweiten Stufe unter Verwendung eines Überschusses 02 haltiger Gase auf S 02 abgerüstet. d) Der 02 Gehalt des aus der Verfahrensstufe c) ausgetragenen Gases wird vor Rückführung in die Verfahrensstufe a) durch Elementarschwefel, der dabei zu S 02 verbrannt wird, eliminiert. e) Aus dem aus der Verfahrensstufe a) ausgetragenen, S 02 und Schwefeldampf enthaltenden Gasgemisch wird der Elementarschwefel in an sich bekannter Weise auskondensiert.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Verfahrensstufe c) in Wirbelschicht durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verfahrensstufe d) als Elementarschwefel der bei der Vorkondensation anfallende Schmutzschwefel verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung M 9788IVb/12i (bekanntgemacht am 25. 9. 1952) ; deutsche Auslegeschrift Nr. 1034 597; Gmelin, Handbuch der anorganischen Chemie, B. Auflage, Bd. S, Teil A, 1953, S. 224 bis 226.