Патент ссср 336881

 

О П И С А Н И Е 336881

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента М

Заявлено 08.Ч11.1969 (М 1345994i22-2)

Приоритет 08Ч11.1968, Ks 18.688.А:68, Италия

М, Кл, С 21b 1/10

Номнтет по делам изобретений и открытий прн Caserne Министров

СССР

Опубликовано 21.IV.1972. Бюллетень _#_s 14

УДК 622.782(088.8) Дата опубликования описания 29 Ч.1972

Авторы изобретения

Иностранцы

Ариано Коломбини, Бруно Вивиани и Джузеппе Сирони (Италия) Иностранная фирма

«Монтекатини Эдисон С.п.А» (Италия) Заявитель

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МЫШЬЯКА И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

ИЗ ОБОЖЖЕННЫХ ПИРИТНЫХ ОГАРКОВ

Изобретение относится к области подготовки металлургического сырья.

Известен многоступенчатый способ обжига в кипящем слое пиритной руды, содержащей мышьяк и свинец, в котором после магнетизирующего обжига руду подвергают безоксилительному, а затем окислительному обжигу при температурах до 900 С. Способ предусматривает удаление мышьяка, серы и свинца.

Недостатком известного способа является значительный расход твердого топлива — восстановителя и разубоживание выделяющимися газами концентрацию в них хлора.

С целью экономии топлива и повышения концентрации iчора в реактивных газах по предлагаемому способу обжиг пиритных огарков ведут с переводом 10 — 15% гематита в магнетит при температурах 850 — 950 С в течение 30 — 90 хии с последующим хлорированием.

Согласно предлагаемому изобретению, восстановление обожженного пирита осуществляеlcB при наивысшей возможной температуре и достаточно длительное время (30—

90 л.ин), чтобы способствовать практически полному разложению арсенатов железа. Таким образом, возможно проводить последовательное хлорирование в окисляющей атмосфере и поддерживать концентрацшо О в отходящих газах свыше 3 /о по объему. Если еще имеется некоторое количество арсенатов железа, то концентрация кислорода должна поддерживаться более низкой, чтобы разложить арсенаты. Таким путем при высокой концентрации 02 его расход в паразитных реакциях (тех, которые ведут к образованию ASCls, FeC13 и СаСЬ), сокращается до минимума.

По предлагаемому способу этап хлорирова1р ния и окисления восстановленных шлаков осуществляют в реакторе кипящего слоя предпочтительно в две стадии при температурах

650 — 950 С и при времени контакта 30—

120 мин. Кочичество хлора, поданного в реак15 тор, равно 105 — 120% стехиометрического количества, необходимого для превращения пежелезных металлов в хлориды. Хлорирующий газ слагается нз хлора, кислорода и инертного газа, обычно пз хлора и воздуха; концентра20 ция кислорода — между 3 и 12 /с от общего выхода газов. Чтобы получить это, достаточно проанализировать выходящие газы и подрегулировать вводимые газы.

Восстановление пиритовых шлаков при вы25 сокой температуре допускает низкую степень восстановления (10 — 50%) гематита в магнетит. Степень раскисления, требуемая для удовлетворительного теплового баланса хлорирования, í. же, поскольку ощутимое тепло, да336881

Составитель А. Харитонов

Редактор В. Новоселова Телред Л. Евдонов Корректор В. Жолудева

Заказ 1492/13 Изд. № 611 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4(5

Типографии, пр. Сапунова, ? ваемое огарками, выше. Как следствие этого восстановление требует незначительного увеличения расхода топлива и значительного увеличения расхода воздуха.

Более низкая степень восстановления дает преимущество подачи гораздо меньшего количества воздуха в хлорирующий реактор и тем самым получения большей концентрации хлора в реактивных газах. Следовательно, получается лучшая очистка при одинаковом расходе хлора или, поддерживая ту же концентрацию хлора в газах, достигают более низкого расхода хлора при равной степени очистки.

После хлорирования полученные таким путем шлаки содержат мышьяк в растворимой форме; после обработки при комнатной температуре водным раствором сильной минеральной кислоты (0,2 — 2 /о по весовой концентрации), при контакте 15 — 30 мин при весовом соотношении жидкости в твердой фазе 2: 1, осадочный мышьяк ниже пределов, установленных в черной металлургии. В случае, если материал имел низкое содержание железа, обработка кислотой будет осуществлена на концентрате, полученном после восстановления и магнитного обогащения хлорированных огарков при меньшем расходе кислоты, благодаря тому, что диамагнитный арсенат кальция по большей части удаляется в отходы в процессе магнитного обогащения.

Мышьяк обычно представлен в огарках в форме арсенатов железа, нерастворимых в разбавленных кислотах, а также в форме растворимых арсенатов, главным образом арсената кальция.

В ходе восстановления арсенаты железа разлагаются и образуют мышьяковый ангидрид, который улетучивается или частично закрепляется окисью кальция. Эта последняя реакция, которая в процессе окисления образует CaSO4, ускоряет разложение арсенатов железа, зависящее от времени взаимодействия и температуры. В стадии восстановления могут образоваться железо-мышьяковые сплавы; они стабильны при высокой температуре и не могут быть удалены путем магнитного отделения.

Разложение арсенатов железа может быть также осуществлено в процессе хлорирования, путем обработки низкими концентрациями Оз в реактивных газах. При концентрациях Оа больше 3/о ASC13 не может быть образован, поэтому свободная окись кальция вместо ее хлорирования, превращается в сульфат каль5

40 ция посредством $0в, в которой освобождается в процессе хлорирования, а железо не хлорируется. Таким образом, в этих реакциях хлор не уходит в отходы.

В некоторых известных процессах мышьяк удаляется из железных руд в виде мышьякового ангидрида, пиритивных шлаков и т. д. путем восстановления главной части руды в

Fe>O< различными восстановительными аген тами.

Эти процессы не могут привести к полному удалению мышьяка потому, что исходный продукт может уже содержать арсенат кальция (устойчивый в восстановительной среде), и потому, что он может образован путем реакции с окисью кальция, которая освобождается из Са$04 в процессе раскисления. Кроме того, очень трудно воспрепятствовать сверхвосстановлению арсената железа и тем самым образованию железо-мышьяковых сплавов, устойчивых при высоких температурах. Согласно изобретению путем оперирования при высоких температурах (850 — 950 С), продолжительном времени реакции (30 — 90 мин) и низкой степени восстановления (10 — 50 /о), избегают образования железо-мышьяковых сплавов и способствуют образованию растворимых арсенатов.

В других процессах удаление арсенатов достигается хлорированием хлором или соляной кислотой в инертной среде или в слабой восстановительной среде. Однако возгонка мышьяка путем хлорирования дорогостоящий процесс вследствие того, что летучий хлорид мышьяка не представляет ценности, а напротив усложняет последующую гидрометаллургическую обработку растворов хлоридов. При процессе согласно данному изобретению потребление хлора мышьяком практически равно нулю.

Предмет изобретения

Способ удаления мышьяка и цветных металлов из обожженных пиритных огарков, включающий частичное восстановление материала до магнита углеродом топлива, хлорирование в окислительной атмосфере и выщелачивание, отличающийся тем, что, с целью экономии топлива и повышения концентрации хлора в реактивных газах, обжиг пиритных огарков ведут с переводом 10 — 50% гематита в магнетит при температурах 850 — 950 С в течение 30 — 90 мин с последующим хлорированием.