DE1039044B - Verfahren zur Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase durch stufenweises Roesten vonArsen und roestbaren Schwefel enthaltenden Materialien in hintereinander-geschalteten Wirbelschichten unter Gewinnung praktisch arsenfreier Roestrueckstaende - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Gegenstand der Hauptpatentanmeldung B 34537 IVa/12i ist ein Verfahren zur Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase durch stufenweises Rösten von Arsen und röstbaren Schwefel enthaltenden Materialien, insbesondere Pyriten, mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen in hintereinandergeschalteten Wirbelschichten unter Gewinnung praktisch arsenfreier Röstrückstände, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den zur Röstung erforderlichen Sauerstoff den einzelnen Wirbelschichten als Frischgas getrennt und unabhängig voneinander zuführt, wobei man der ersten Wirbelschicht so viel Sauerstoff zuführt, daß man ein festes, überwiegend aus Ferrosulfid und Ferroferrioxyd bestehendes Röstzwischenprodukt erhält, dessen Gehalt an sulfidisch gebundenem Schwefel noch mindestens 5%, vorzugsweise mindestens 15%, beträgt, und daß man dieses Röstzwischenprodukt in der darauffolgenden, mindestens noch einen Wirbelschicht fertigröstet und das in der ersten Wirbelschicht gebildete Röstgas getrennt von dem in der darauffolgenden, mindestens noch einen Wirbelschicht gebildeten Röstgas abführt.

Dabei wird das aus der ersten Wirbelschicht kommende Röstzwischenprodukt und der aus der ersten Wirbelschicht mit den Röstgasen fortgeführte und daraus abgeschiedene Staub der zweiten Wirbelschicht in heißem Zustand zugeführt. Diese Arbeitsweise bedingt, daß durch Störungen im ersten Wirbelschichtofen oder an seinen zusätzlichen Einrichtungen, wie Meßgeräten, Motoren usw., die eine Stillegung des Ofens notwendig machen oder eine verminderte Leistung des Ofens zur Folge haben, auch der Betrieb des zweiten Wirbelschichtofens in Mitleidenschaft gezogen wird.

Es wurde gefunden, daß man diesen Nachteil beim stufenweisen Rösten von Arsen und röstbaren Schwefel enthaltenden Materialien, insbesondere Pyriten, dadurch vermeiden kann, daß man das in einer vorangehenden Stufe erhaltene Röstzwischenprodukt vor seiner in mindestens noch einer Stufe erfolgenden Nachröstung einer Zwischenlagerung unter solchen Bedingungen, die eine Oxydation des Röstzwischenproduktes verhindern, unterwirft.

Damit das Röstzwischenprodukt bei der Zwischenlagerung nicht mit Sauerstoff weiterreagiert, kühlt man es für diese Lagerung, insbesondere durch indirekte Kühlung, auf Temperaturen von unter etwa 250° C, vorzugsweise unter etwa 100° C, ab. Dabei kann der Wärmeinhalt des Röstzwischenproduktes, beispielsweise zur Erzeugung von Heißwasser, ausgenutzt werden.

Um zu verhindern, daß Sauerstoff an das lagernde Röstzwischenprodukt gelangt, kann man es auch ohne Kühlung bis zur Nachröstung in einer sauerstofffreien Verfahren zur Herstellung

schwefeldioxydhaltiger Gase

durch stufenweises Rösten von Arsen

und röstbaren Schwefel enthaltenden

Materialien in hintereinander-

geschalteten Wirbelschichten

unter Gewinnung praktisch

ίο arsenfreier Röstrückstände

Zusatz zur Patentanmeldung B 34537 IVa/12 i
(Auslegeschrift 1 024 493)

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft,

Ludwigshafen/Rhein

Dr. Wilhelm Pfannmüller, Mannheim,
Dr. Georg Wittmann und Dr. Herbert Wolf,

Ludwigshafen/Rhein,
sind als Erfinder genannt worden

oder sauerstoffarmen Gasatmosphäre, wie Stickstoff oder Röstgas, aufbewahren.

Durch die Zwischenlagerung des Röstzwischenproduktes wird es möglich, die beiden Wirbelschichten völlig unabhängig voneinander zu betreiben und somit die Verröstung gegebenenfalls auch an einem anderen Ort als die Nachröstung durchzuführen. Die Zwischenlagerung gestattet überdies, daß man an Stelle von zwei oder mehr örtlich voneinander getrennten Wirbelschichträumen nur einen Wirbelschichtraum verwendet, in dem in zeitlicher Aufeinanderfolge die Röstung in der ersten und in der oder den darauffolgenden Stufen durchgeführt wird. Diese Röstung in einem einzigen Schichtraum ist von besonderem Vorteil, wenn in einem Röstbetrieb verschiedene röstbaren Schwefel enthaltende Materialien geröstet werden sollen und dabei sowohl arsenfreie als auch arsenhaltige Materialien zur Röstung gelangen. Während die arsenfreien Materialien in einer solchen Wirbelschicht in einer Stufe fertig abgeröstet werden können, erfordert die Abröstung der arsenhaltigen

«09 63&S78

Materialien in dieser einen Schicht lediglich ein stufenweises Rösten, zwischen das die Lagerung des Röstzwischenproduktes vor seiner Weiterverarbeitung unter den genannten Schutzbedingungen geschaltet ist.

Die Umstellung des Wirbelschichtofens von der Vorröstung der Arsen und röstbaren Schwefel enthaltenden Materialien auf die Nachröstung der erhaltenen Zwischenprodukte ist ohne Betriebsunterbrechung möglich. Es empfiehlt sich jedoch, eine solche Umstellung nur in größeren Zeitabständen vorzunehmen, da bei der Umstellung von der Vorröstung von Gut auf die Nachrüstung vorübergehend Abbrände erhalten werden können, die nicht so arsenarm sind wie das normale Produkt. Dies ist der Fall, wenn beispielsweise bei der Umstellung keine vollständige Entleerung und Säuberung des Vorratsbunkers für den Wirbelschichtofen stattgefunden hat.

Die Rösttemperatur in der Wirbelschicht kann man beispielsweise mittels vorgegebener Kühlflächen, die der indirekten Wärmeabführung aus der Wirbelschicht dienen, in der jeweiligen Stufe dadurch regeln, daß man die Wirbelschicht je Flächeneinheit und Zeiteinheit mit den zur Röstung erforderlichen sauerstoffhaltigen Gasen entsprechend beaufschlagt und damit eine entsprechende Eintauchtiefe der Kühlflächen in die Wirbelschicht herstellt. Durch diese Veränderung der Eintauchtiefe der Kühlflächen in der je nach der Intensität der Gasbeaufschlagung mehr oder weniger stark aufgewirbelten Schicht läßt sich die Wirksamkeit der Kühlung auf die Menge der jeweils abzuführenden Wärme abstimmen.

In der Vorröststufe werden bei Verwendung eines handelsüblichen Pyrits mit einem Gehalt von etwa 45% Schwefel und von Luft als Röstmittel Röstgase gewonnen, die 16 bis 20,5% Schwefeldioxyd enthalten. Für die Verarbeitung dieser Röstgase auf Schwefeltrioxyd muß innen nach der üblichen Reinigung noch Sauerstoff oder Luft vor und während des Kontaktumsatzes in dem Maße zugemischt werden, daß der Sauerstoffbedarf für die Überführung des Schwefeldioxyds in Schwefeltrioxyd gedeckt und darüber hinaus der Umsatz günstig beeinflußt wird.

Bei Nachröstung des vorgerösteten Gutes lassen sich Röstgase mit einem Gehalt von 8 bis 13% Schwefeldioxyd gewinnen, die für die Überführung in Schwefeltrioxyd nach der üblichen Reinigung ebenfalls noch eines Sauerstoff- oder Luftzusatzes bedürfen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch von besonderem Vorteil, wenn aus den Röstgasen reines Schwefeldioxyd gewonnen werden soll und nur ein Wirbelschichtofen zur Verfugung steht. Man betreibt in diesem Fall den Wirbelschichtofen als Vorröststufe und kann aus den erhaltenen Röstgasen, die bis zu 20,5% Schwefeldioxyd enthalten, frei von Sauerstoff und Schwefeltrioxyd sind und auch keinen dampfförmigen, elementaren Schwefel enthalten, in wirtschaftlicherer Weise als bisher reines, 100%iges Schwefeldioxyd, z. B. durch Teilkondensation der erhaltenen Gase, gewinnen.

Bei spiel

Vorröstung: In einem Wirbelschichtofen mit einer Rostfläche von 1 m² werden in eine 720° C heiße. 0,70 m hohe Wirbelschicht von unten durch den Rost je Stunde 1800 Ncbm Luft eingeleitet und 1860 kg Pyrit, der 45,3% Schwefel, 39,4% Eisen, 0,84% Kupfer und 6,69% Arsen enthält, kontinuierlich eingeführt. Durch indirekte Kühlung wird in der Wirbelschicht eine Temperatur von 720° C aufrechterhalten.

60 Aus der Wirbelschicht treten stündlich 1750 Ncbm Röstgas mit einem Gehalt von 19,1 % Schwefeldioxyd aus. Das der Wirbelschicht entzogene heiße Röstzwischenprodukt und der aus den Röstgasen abgeschiedene Staub im Gewicht von insgesamt 1405 kg werden einer Kühlvorrichtung zugeführt, in der sie auf 90° C abgekühlt werden, und anschließend gelagert. Das Röstzwischenprodukt enthält 52,1 % Eisen, 25,0% Schwefel, 1,11% Kupfer und 0,04% Arsen. Nachröstung: In einem Wirbelschichtofen mit einer Rostfläche von 1 m² werden von unten durch den Rost in eine 810° C heiße, 0,70 m hohe Wirbelschicht je Stunde 2100 Ncbm Luft eingeleitet und 1205 kg Röstzwischenprodukt, das eine Temperatur von etwa 20° C hat und der obengenannten Zusammensetzung entspricht, kontinuierlich eingeführt. Durch indirekte Kühlung wird die Wirbelschichttemperatur auf 81O⁰C gehalten. Aus der Wirbelschicht treten stündlich Ncbm Röstgas mit 10,3% Schwefeldioxyd aus. Zusammen mit dem aus dem Röstgas abgeschiedenen Abbrandstaub werden stündlich 1135 kg Abbrand gewonnen. Der Abbrand enthält 55,2% Eisen, 0.9% Schwefel, 1,18°/» Kupfer und 0.02% Arsen.

Claims (5)

PatentANSPR αCHE:

1. Weiterbildung des Verfahrens gemäß Patentanmeldung B 34537 IVa/12 i zur Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase durch stufenweises Rösten von Arsen und röstbaren Schwefel enthaltenden Materialien, insbesondere Pyriten, mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen in hintereinandergeschalteten Wirbelschichten unter Gewinnung praktisch arsenfreier Röstrückstände durch getrennte und voneinander unabhängige Zuführung des zur Röstung erforderlichen Sauerstoffs in die einzelnen Wirbelschichten in Form von Frischgas und getrennte Abführung des in der ersten Wirbelschicht gebildeten Röstgases und des in der darauffolgenden, mindestens noch einen Wirbelschicht gebildeten Röstgases, wobei man der ersten Wirbelschicht so viel Sauerstoff zuführt, daß man ein festes, überwiegend aus Ferrosulfid und Ferroferrioxyd bestehendes Röstzwischenprodukt erhält, dessen Gehalt an sulfidisch gebundenem Schwefel noch mindestens 5%, vorzugsweise mindestens 15%, beträgt, und dieses Röstzwischenprodukt in der darauffolgenden, mindestens noch einen Wirbelschicht fertigröstet, dadurch gekennzeichnet, daß man das in einer vorangehenden Stufe erhaltene Röstzwischenprodukt vor seiner in mindestens noch einer Stufe erfolgenden Nachröstung einer Zwischenlagerung unter solchen Bedingungen unterwirft, die eine Oxydation des Röstzwischenproduktes verhindern.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Röstzwischenprodukt für die Zwischenlagerung, insbesondere durch indirekte Kühlung, auf Temperaturen von unter etwa 250° C, vorzugsweise unter etwa 100° C. abkühlt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Röstzwischenprodukt ohne Kühlung bis zur Nachröstung in sauerstofffreien oder sauerstoffarmen Gasen, wie Stickstoff oder Röstgas, aufbewahrt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß man an Stelle mindestens zweier örtlich voneinander getrennter

Wirbelschichträume nur einen Wirbelschichtraum verwendet, in dem in zeitlicher Aufeinanderfolge die Röstung in der ersten und der oder den darauffolgenden Stufen durchgeführt wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rösttemperatur in der Wirbelschicht mittels vorgegebener Kühlflächen zur indirekten Wärmeabführung aus der Wirbelschicht in der jeweiligen Stufe durch eine entsprechende Beaufschlagung der Wirbelschicht je Flächeneinheit und Zeiteinheit mit den zur Röstung erforderlichen sauerstoffhaltigen Gasen und damit durch eine entsprechende Eintauchtiefe der Kühlflächen in die Wirbelschicht regelt.

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