SE433858B - Forfarande for bearbetning av hyttmellanprodukter, sulfidiska malmer och/eller malmkoncentrat - Google Patents

Description

7907586-7 Det är en uppgift för föreliggande uppfinning att åstadkomma ett förfarande för bearbetning av hyttmellanprodukter, sulfidmalmcr och/eller malmkoncentrat, som i synnerhet minskar brünslekostnaderna men icke komplícerar processföring- en och är användbart i konventionella anläggningar.

Denna uppgift löses genom att förfarandet av den angivna typen enligt uppfinningen utformas på sådant sätt, att man ersätter åtminstone en del av bränslet med syraharts med en halt av maximalt 85 viktprocent oorganíska beståndsdelar.

Syraharts är en vid raffineríng av mineralolja med svavelsyra bildad avfallsprodukt, vars vidare bearbetning eller upp-' arbetning vanligen är förenad med stora svårigheter. Förutom förfaranden för termisk sönderdelning av syraharts till spaltkoks och svaveldioxid (tyska patentskriften 1.571.664) och för förbränning i i och för sig kända förbränningskammare, av det slag som användes för förbränning av elementärt svavel, pyrit eller andra svavelhaltiga material (amerikanska patent- skriften 1.459.084, har man även beskrivit sådana vid vilken gemensam bearbetning av syraharts och kolfattig avfallsvavel- syra genomföres för återvinning av svaveldioxid eller svavel- syra eller oleum (tyska patentskriften 960.184, österrikiska patentskriften 254.220). Bortsett från spaltkoksframställ- ningen har samtliga förfaranden på grund av den endast ofull- ständiga förbränníngen av de organiska beståndsdelarna i syrahartset och bildning av avsevärda mängder svaveltríoxid i praktiken icke visat sig användbara.

Vid användning av syrahartset vid förfarandet enligt upp- finningen uppträder icke dessa nackdelar. Man erhåller en fullständig förbränning av de organiska beståndsdelarna.

Till följd av den vid förfarandet enligt uppfinningen erhållna höga flamtemperaturen erhålles en praktiskt taget svaveltrioxidfri gas.

Uppfinningen är användbar vid alla förfaranden för bearbet- 7907586-7 sulfidmalmer och/eller malm- nlng av hyitmellanprodukter, d bildning av smältílytan- som är förenade dels me med bildning av svnveldioxidhaltig avgas. 1 synnerhet svävsmältnings- eller ílamugns- som genomföras i härd- kontent. rat , de fas och dels Härvid innefattas smältförfarunden samt förfaranden, flamugnnr, korttrumugnar, rotertrumugnar.

Införíngen av syrahartset kan genomföras med konventionella or utformade brännare, i synnerhet förstoftningsbrännare. Till följd av syrahartsets egen- skaper att uppvisa benägenhet till förkoksníng vid hög temperatur och att vid normaltemperatur knappast längre vara pumpbart är en inmatníngslans särskilt lämpad som yrahartset, ett runt detta för ett tempereringsmedium, för högvískösa vätsk innefattar ett innerrör för s liggande, inre ringformígt rum tt ringformigt rum för förstoftnings- såsom vatten, samt e ' arhuvudet minskar mediet. Temperaturkonditioneringen av bränn sätt korrosionsverkan på detta ställe. på ett avgörande l syralanser som Det är lämpligt att använda ett flerta kan matas via en ringledning.

Doseríngen av syrahartset genomföras företrädesvis med glerad kugghjulspump; efter vilken hjälp av en varvtalsre ätare är inkopplad. På detta sätt en mängd- eller tryckm kan en sluten regleringskrets uppbyggas. ning av den för ersättning av åtminstone en del av bränslet avsedda syrahartsmängden måste värmevärdena för båda materialen beaktas. Sålunda har exempelvis tung eldningsolja ett värmevärde av 40.100 kJ/kg och ett syraharts med 50 viktproeent svavelsyra och S0 viktprocent kolväte ett värmevärde av 18.800 kJ/kg. För syrahartset är det i realiteten tillgängliga värmevärdet angivet, dvs. den för spaltning av svavelföreníngarna erforderliga värme- mängden är avräknad. En mängdenhet eldníngsolja skall 2,13-faldiga mängden syraharts. h sjunkande kolhalt stiger Vid avpass därför ersättas med den Med stigande svavelsyrahalt oc 7907586-7 4 denna faktor, och med minskade svavelsyrahalt och stigande kolhnlt minskar faktorn. Diagrammet enligt figur l åskådlig- gör värmevärdet i MJ/kg (mega-joule/kg) för syrahartset såsom funktion av svnvelsyrahalten. Kurvans spridning beror härvid på den varierande beskaffenheten hos enskilda syra- hurtser, i synnerhet på den varierande halten av organiska svuvelföreningar, som förutom svavelsyran kräver en ytter- ligare värmemängd för Spaltning.

Vid stökiometrisk förbränning av eldningsolja resp. syra- harts av förutnämnd kvalitet med luft erhålles en teore- tisk förbränningstemperatur av 2.lOO°C (eldníngsolja) resp. l900°C (syraharts). Vid förbränning av syraharts bildade avgaser med i förhållande till eldningsolja höga svaveldioxid- och vattenångpartialtryck medför en förstoring av strñlningsintensiteten varför den lägre flamtemperaturen harringainwnkanpå värmeöverföringsförhållandet mellan flamma och utgångsmateríal.

Vid utbyte av bränslen, i synnerhet med kolvätefattigare syraharts, ökar avgasmängden ett flertal tiotal procent.

I förefíntlíga anläggningar, i vilka installationen för upptagande av avgasen redan utformats vid användning av bränsle, skulle vid oförändrad tillförsel av hyttmellan- produkter, sulfídiska malmer och/eller malmkoncentrat en avgasmängd, som överstiger gaskapacíteten, erhållas, som icke skulle kunna upptagas. Detta kan endast motverkas genom sänkning av den per tidsenhet behandlade mängden av utgångsmaterlal.

För att undvika denna eventuellt uppträdande olägenhet avpassar man enligt en föredragen utföríngsform av uppfin- ningen syrehalten i den syrehaltíga förbränningsluften, som skall tillföras, i förhållande till den utbytta syra- hartsmängden på sådant sätt, att avgasmängden icke ökas utöver tillståndet utan bränsleutbyte. En konstant avgas- mängd erhålles om syrehalten hos den använda, för syra- ïíum-u-w-à. _... 7907586-7 hnrtsförhrënningen utnyttfluw förbränningsluften avpassas enligt formeln X = MO2 ________________ “us - MA + noz HUB Härvid betyder: X = Syrehalten i förbränningsluften för syrahartsíörbränníngen>(m3O2/mzlluft), M0z= Syrebehovet för syrahartsförbränníngen (m302/kg syraharts); _ MA= Avgasmängden från syrahartsförbränningen vid förbränning med rent syre (m3/kg syraharts); H @= Nedre värmevärde för syrahartset med beaktande av spaltníngsvärmet (kJ/kg syraharts) l H = Nedre värmevärde för det tidigare använda bränslet (kJ/kg bräns1e); = Specífík avgasmängd för det tidigare använda bränslet (ms/kg bränsle). (m3 betecknar härvid i samtliga fall volymen under normalbetingelser).

Under det att avgasmängden vid förbränning av tung eld- níngsolja med ett värmevärde av 40.100 kJ/kg ligger vid cirka 11,3 m3/kg måste för varje särskilt syraharts avgas- mängden vid förbränningen med rent syre och den för förbrän- ningen erfurdcrlíga syremängden samt, i den mån uppgifterna på figur 1 icke synas tillräckligt noggranna, genom värme- värdet fastställas genom förförsök.

Uppflnníngen beskrives i det följande närmare under hänvis- 7907586-7 ning till figurerna 1-3 samt ett utföríngsexempel. lig. I visar det redan i den allmänna beskrívningsdelen nngivnu sambandet mellan värmevärde i MJ/kg och svavelsyra- halten j syrnhartset. Kurvans spridning beror på den olik- artade beskaffenheten hos olika syràhartser,_i synnerhet på den varierande halten av organiska svavelföreningar, som förutom >vuve1syran kräver en ytterligare värmeandel för spaltning. Av diagrammet framgår vidare att syraharts med mer än SS víktprocent-oorganiska beståndsdelar praktiskt taget icke längre har något värmevärde och sålunda är olämpligt för förfarandet enligt uppfinningen.

Figurna 2 och 3 visar den för införing av syrahartset företrädesvis använd lans. Denna uppvisar ett ínnerrör 1 för syrahartset, ett inre ringformigt tempereringsrum 2 och ett ytterrum 3 för tillföring av förstoftningsmediet.

Diametern av innerröret 1 väljes härvid på sådant sätt att igensättningar undvikas. Endast utloppstvärsnittet 4 hos innerröret 1 är utfört förträngt så att en utlopps- hastighet hos syrnhartsstrålen av upp till 10 m/sek. kan uppnås. Det inre ringrummet 2 för tempereringsmediet är genom en genomgående vägg 5 uppdelat i en tíllopps- och en avloppsdel. Vid temperering till 30-80°C säkerställes å ena sidan god pumpbarhet hos syrahartset och undvikes å andra sidan förkoksning och korrosion av materialet.

Det yttre ríngrummet 3 tillföres företrädesvis tryckluft eller vattenånga såsom förstoftningsmedium. För utströmning av förstoftningsmediet finns ríngformígt anordnade, mot syrahartsstrålen riktade hål 6 anordnade, varvid utlopps- hastigheten hos förstoftningsmediet kan uppgå till nära ljudhastigheten. Hålen 6 kan utformas såsom lavaldysor så att förstoftningsmediet utströmmar med överljudshastighet. 7967586-7 _10: :aims L- kn svävsmültugn med en produktionskapacitet av 50 t/h koppnrkonccntrat hade tidigare drivits med användning av 2100 kg/h tjockolja, som tillförts i en mängd av 750 kg/h genom ett flertal vid schaktet anordnade brännare och med 1350 kg/h genom ett flertal vid underugnen anordnade bränna- f?- Enligt förfarandet enligt uppfinningen ersattes 500 kg/h rjockolja med 1600 kg/h syraharts. Man tíllförde härvid: 1000 kg/h tjockolja ' ' F 1600 kg/h syraharts Av tjockoljan tillfördes 620 kg/h till schaktet och 980 kg/h till underugnen, i samtliga fall genom brännare. Syraharts- tillförseln genomfördes med 400 kg/h i schaktet och Å 1200 kg/h i underugnen, i båda fallen med tva lanser enfigt figur Z och figur 3. Härvid var de ringformiga tempererings- rummen 2 tompcrerade med vatten till 50°C. Såsom förstoft- níngsmedium användes en blandning av luft och syre, som tillfördes i en mängd av 0,5 m5/g syraharts och med ett tryck av 4 bar.

Värmevärdena var för syrehartset 13,6 MJ/kg för tjockoljan 40,6 MJ/kg Till följd av den balansmässigt goda mätbarheten i under- ugnen i svävsmältugnen kan dennas driftsbetingelser jäm- föras på ett särskilt överskådligt sätt och uppställas i tabellform: 7907586~7 S Tjockolja Tjockolja + syraharts invfgitixlforsel (GJ/n) ' 54,8 “ W 56,1 ljoikoljcmüngd (LR/h) 1350 980 ëyruhnrtsmüngd (kg/h)~ --~ 1200 Luftmängd för tjockoljeför- 18600 13500 Iarünning Un3/h) Luftmüngd för syrabarts- _ -~- 7 4800 förbränning (m3/h) Syretillsnts lör syraharts- --- 200 förbränning (m3/h) Syrehnlt viddenför syra- --- 24,1 hartsförbränning avsedda delen av förbränningsluften(vol-%) Teoretisk förbränníngs- 1670 lb75 temperatur (OC) Avgasmängd (beräknad såsom 19500 19900 undorugncns undel)(m3/h) Avgasmängd, beräknad på 355,8 354,7 tillförd energimängd (ms/GJ) Vid förfarandet enligt uppfinningen är den totalt använda luftmängden angiven såsom andel för tjockoljeförbränning samt för syrahartsförbränning. Mängden erhålles för tjock- oljan av värdet för förfarandet med användning av uteslutan- de tjockoljeförbränning genom motsvarande omräkning på den minskade tjockoljemängden, samt för syrahartset med användning av f0UNflfl í det föregående i beskrivningen med värdena för Moz = 1,0 (m3/kg) MA = 1,66 (m3/kg) nns = 13,6 (MJ/kg) nuß = 40,6 (MJ/kg) SMA = 14,4 (m3/kg) Syrchalten i hela den för syrahartsförbränningen använda andelen av förbränningsluften uppgick sålunda till 7907586-7 9 34,1 xolywplnccnt (motsvarande x = 0,241). Dessutom utgick man uid fastställandet av värdena från det ursprungliga driltstíllsiândet med enbart tjockoljeförbränning och ett luitförhållundetal }\= 1,3 (motsvarande 1,3-faldíga :eeretískt erforderliga syrebehovet).

I synnerhet en jämförelse av den teoretiska förbränníngs- temperaturen samt den i varje särskilt fall erhållna avgas- mängdcn, beräknad på den tillförda energimängden, visar art, jämfört med tillståndet med enbart tjockoljeförbrän- ning ingen för förfarandet väsentlig ändring inträtt samt att trots utbytet av en avsevärd tjockoljemängd mot syra- harts en felfri drift av svävsmältugnen upprätthålles.

Vidare Följer av den i processen totalt genererade ång- müngden, i vilken även driften av schaktet hos sväv- smältugnen ingår, att med en mängd av 0,85 t/t koppar- koncentrat, som är överensstämmande för de båda drifts- betíngelsernn, ingen för förfarandet enligt uppfinningen ofördelaktlg och begränsande skillnad erhållits.

Claims (3)

7907586-7 EUÉEK/fl -

1. Fürínrundc för bearbetning av hyttmellunprodukter, sulfidiska mnlmer'och/eller mnlmkoncentrat i närvaro av syrvhultígu gaser och bränsle vid en fïamtemperatur av minst ISUÜUC under bildning av svaveldioxíd och smält- Flytnnde fas, k ä n n e t e c k n a t därav, att åtminstone en del av bränslet ersättes med syraharts med en halt av maximalt 85 viktprocent oorganíska beståndsdelar.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k- n a t därav, att det syrnharts, sem användes för att tiUfiätUIåtmínstone en del av bränslet, ínföres med hjälp av en lans, som uppvisar ett inre tíllföríngsrör (1) för syrnhnrtsct, ett ti1lföríngsrönï(l) omgivande inre ring- Formlgt rum (Z) för ett tempereríngsmedium, samt ett yttre ríngfurmigt rum (3) för förstoftningsmedíet.

3. Förfurunde enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e- t e c k n a t därav, att man avpassar syrehalten i den syrehultign gas, som tíllföreš, i förhållande till den såsom ersättning tillförda syrahartsmängden på sådant sätt, att den värmespecifíka avgasmängden icke ökas jämfört med tillståndet utan bränsleutbyte.