DE1961291A1 - Verfahren zum Roesten von sulfidischem Eisenmaterial oder Gemischen von sulfidischem oder oxydhaltigem Eisenmaterial und zum Chlorieren der in diesen Materialien vorhandenen Nichteisenmetalle bei niedrigen Temperaturen,wobei die chlorierten Nichteisenmetalle anschliessend ausgelaugt und zurueckgewonnen we - Google Patents

Description

Verfahren zum Rosten von sulfidischem Eisenmaterial oder Gemischen von sulfidischem oder oxydhaltigen Eisenmaterial und zum Chlorieren der in diesen materialien vorhandenen nichteisenmetalle "bei niedrigen Temperaturen, v/oIjei die chlorierten !licht eis enDietalle anschließend ausgelaugt und zurückgewonnen werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hosten von sulfidischem Eisenmaterial oder G-emischen von sulfidischem und oxydhaltigem Eisenmaterial und zum Chlorieren der in diesem LIaterial vorhandenen Nichteisenmetalle bei niedrigen Temperaturen, wobei die chlorierten nichteisenmetalle anschließend ausgelaugt und zurückgewonnen werden. Anders ausgedrückt, betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Chlorieren von Nichteisenmetallen bei niedrigen Temperaturen in einem Magnetit enthaltenden Material, das durch Rösten von Eisensulfid allein oder Eisensulfid zusammen mit Eisenoxyd erhalten worden ist,

0 09829/1379

BAD QRiGINAL

wobei die in dem Material enthaltenen Nichteisenmetalle in der chlorierten Form ausgelaugt und wiedergewonnen werden können.

Das Chlorieren bei niedriger Temperatur oder das chlorierende Rösten ist ein bekanntes Verfahren, um solche !«Ietalle wie Kupfer, G-old, Silber, Zink, Kobalt, Ifickel und Blei zu gewinnen. Das Verfahren wird auch dazu benutzt, um Eisenrohmaterialien zu reinigen, die zur Herstellung von Stahl aus diesen L-Ie tall en dienen sollen. Die von den Eisenhüttenwerken an die Qualität des für die Stahlherstellung benutzten Ausgangsmaterials gestellten Anforderungen sind bezüglich des Anteils von in diesem Material enthaltenen Fremdstoffen ständig gewachsen. Solche unerwünschte Fremdstoffe sind beispielsweise Kupfer, Arsen, Antimon, Sulfid, Zink, Blei, Kobalt, Nickel, Wismut und Zinn.

Bekannte Verfahren:

Wenn schwefelhaltiges Material nach üblichen Wirbelschichtröstverfahren geröstet 7/ird, enthalten die Röstprodukte den Hauptanteil des Arsens, J31eiSj Zinns, „ismuts und Antimons, welches in den sulfidischen Material vorhanden ist, und außerdem auch die gesamte Menge an Kupfer, Zink, ITiekel und Kobalt. 2s sind verschiedene Verfahren zum Befreien eines solchen Materials von unerwünschten Komponenten vorgeschlagen v/orden, wobei weiterhin auch eine Vielzahl von verschiedenen Chlorierprozessen vorgeschlagen und ausprobiert worden sind. Eines dieser Verfahren erfordert das chlorierende Rösten des Produktes mit nachfolgendem Auslaugen. Dieses Verfahren kann Jedoch nur dann angewendet werden, wenn das geröstete Produkt niedrige Prozentgehalte an Arsen und Blei enthält. Es ist weiterhin ein chlorierendes Verdampfungsverfahren bekannt, wie es beispielsweise in der schwedischen Patentschrift 188 454 und der französischen Patentschrift Hr. 1 570 317 "beschrieben ist. Dieses zuletzt erwähnte Verfahren liefert insbesondere eine vorteilhafte lösung des Problems.

009829/1379 bad original

Trotz der durch das zuletzt erwähnte Verfahren erzielten Vor-]teile hat es sich unter bestimmten Umständen als wünschens-I wert herausgestellt, "bei Temperaturen zu chlorieren, die so !niedrig sind, daß die Metallchloride nicht durch Verdampfung entfernt, sondern vielmehr durch Auslaugen gewonnen werden.

Die ohlorierenden Verdampfungsverfahren sind in erster Linie , zum Entfernen von niedrigen unerwünschten Anteilen an Nichteisenmetallen in den Eisenrohmaterialien geeignet. Wenn es primär darum geht, Nichteisenmetalle zurückzugewinnen und zu erhalten, ist häufig ein übliches chlorierendes Röstverfahren mit nachfolgendem Auslaugen vorteilhafter, wobei insbesondere dann, wenn es erwünscht ist, billige, feste Chlorierstoffe bzw. -mittel zu verwenden, eine .Chlorierung bei niedriger Temperatur vorzuziehen ist, da Rückstände des Chlorierstoffes in den Röstprodukten zurückbleiben und das Eisenmaterial verunreinigen, wenn diese Rückstände nicht durch Auslaugen entfernt werden können. Wenn in den Gasen Wasserdampf vorhanden ist, ist eine niedrige Temperatur günstig, da die Gefahr der Hydrolyse der Chloride dadurch weniger bedeutungsvoll wird. Als ein Ergebnis der niedrigen Temperatur ist es sogar möglich, in einem Wirbelschicht- bzw. Fließbettreaktor Stoffe zu behandeln, welche bei den für den Verdampfungsprozess erforderlichen hohen Temperaturen die Neigung zum Sintern haben. Bei tiefen Temperaturen sind außerdem auch die Anforderungen geringer, die an das Material gestellt werden, aus dem der Chlorierapparat hergestellt ist. Der bei den am meisten bevorzugten chlorierenden Röstverfahren benutzte Chlorierstoff ist Natriumchlorid. Das Verfahren wird im Prinzip so durchgeführt, daß die die Nichteisenmetalle enthaltenen Röstprodukte mit etwa 10$ Natriumchlorid gemischt und bei etwa 550 ⁰C in einem Etagenofen geröstet werden. Um für den Chlorierungsprozeß Chlor vom Natriumchlorid zu trennen, ist es notwendig, während" des Behandlungsprozesses in dem Etagenofen Natriumchlorid zu sulfatieren und zwar im wesentlichen gemäß der Formel

4 ITaOl + 2 SO₅ + O₂ ^. 2 Na₂SO^ + 2 Cl₂.

009829/1379 _BAD oRiGiNAU

Chlorwasserstoff kann sich auch in Gegenwart von Dampf bilden.

Das Verfahren setzt somit ein sulfatierendes Rösten der Pro-, dukte voraus. Das Sulfatieren des Natriumchlorids wird durch ! das Vorhandensein von Fe₂O, gefördert, welches als ein Ka- | talysator bei der Bildung von SO, wirkt. Um sicherzustellen,' daß Chlor und Chlorwasserstoff in ausreichenden Mengen er- ι zeugt werden, ist es daher notwendig, daß das Beschickungs- , material eine bestimmte minimale Menge Schwefel enthält. Dieser; Schwefel kann Schwefel umfassen, der in den gerösteten Produkten im Anschluß an das sulfatierende Röstverfahren geblieben ist, oder'er kann aus dem Eisensulfid herrühren bzw. , entstehen, welches in dem Material enthalten ;Lst, mit dem der Chlorierungsofen beschickt wird. Die für diesen Prozess notwendige Wärme wird durch Verbrennen von Sulfidrückständen oder des Sulfidmaterials erzeugt, mit dem der Ofen beschickt wird. Üblicherweise ist zusätzlich eine ergänzende Beheizung mit (Jas oder OeI notwendig, wobei das G-as beispielsweise von einem für diesen Zweck benutzten Hochofen entnommen vd.rd·. Wenn Arsen, Blei und Antimon als Verunreinigungen in den ausgelaugten Produkten zurückbleiben und außerdem den Auslaugungsprozess schwierig gestalten, können die Röstprodukte, welche einen höheren Anteil als etv/a 0,08$ Arsen und etwa 0,40$ Blei enthalten, nicht durch das chlorierende Röstverfahren behandelt werden. Die Abgase des chlorierenden Röstverfahrens werden gewaschen und Chlorwasserstoff sowie in der Waschlösung gelöste, verflüchtigte Metallchloride können der Auslaugungslösung zugeführt werden. Nach dem Auslaugungsprozess wird das während des Chlorierungsprozesses gebildete Natriumsulfat in der Auslaugungsflüssigkeit gefunden. Das Natriumsulfat wird . üblicherweise als Glaubersalz oder kalziniertes Natriumsulfat erhalten und zwar nach Vakuumverdampfung und Kristallisierung des Natriumsulfats. Das Zurückgewinnen der Substanz in dieser T/eise ist üblicherweise im Hinblick auf die Umgebung notwendig. Es wurden auch Vorschläge gemacht, nach denen der Röstungsprozess rot Chlorgas durchgeführt wird} aus v/irtschaftlichen

009829/13 7 9

BAD ORIGINAL

_ 5 Gesichtspunkten ist jedoch Natriumchlorid vorzuziehen.

Allgemeine. Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches, verglichen.mit den bekannten Verfahren, beträchtliche Vorteile liefert.

Erfindungsgemäß wird ein Röstprodukt chloriert, welches durch Rösten von Eisensulfid in einem Wirbelschicht-Pließbettreaktor bei Temperaturen zwischen 700 und 1100 0 erhalten wird| wobei der Sauerstoff oder ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas in solchen Mengen zugeführt wird, daß der Sauerstoffpartialdruck in dem resultierenden Röstgas unterhalb einer Kurve in einem Koordinatensystem liegt, in dem über der Ordinate der Sauerstoffpartialdruck in atm als log -P- und über der Abszisse die Temperatur in ö aufgezeichnet ist, wobei diese Kurve durch folgende Punkte verläuft;

J? Temperatur

•J Op

P in atm ⁰O

-9.0 700

- 6.5 800 ~ 4.5 900

- 3.0 1000

- 2.3 1050

Der Sauerstoffpartialdruck sollte aus Gründen thermodynamischer Hatur nicht niedriger sein als es für die Existenz von Magnetit notwendig ist, d.h. nicht niedriger als es der durch folgende Punkte repräsentierten Kurve entspricht ι

ORiGiNAL 009829/1379

Temperatur

atm C

- 15.0 700

- 13.5 . 800

- 12.0 900 .

- 10.7 1000

- 10.0 1050

Während des Röstprozesses kann in vorteilhafter Weise auch oxydhaltiges Eisenmaterial zugesetzt v/erden und zwar bis zu der Grenze, bei der die exotheraische Wärme nicht mehr ausreicht, um die erwünschte Temperatur aufrechtzuerhalten. Wenn in dieser Weise geröstet wird, ist es möglich, den Hauptteil des in dem Rohmaterial vorhandenen Arsens, Bleis, Zinns, if/i smuts, Antinoms und Schwefels zu entfernen. Bn. Anschluß an den Röstprozess werden die Äbbrände bzw. Schlacken isoliert und die Röstgute mit Chlorierstoff, der Chlor, Ohlorv/asserstoff oder Eisenchlorid oder ein öhlor oder Chlorwasserstoff enthaltendes Gas sein kann? in einem Wirbelschicht- bzv/. Fließbettreaktor bei einer Temperatur von 300 bis 600 C behandelt, wobei die Wirbelschicht durch ein γοη unten in den Reaktor eingeleitetes Gas aufrechterhalten wird, welches gegebenenfalls mit dem Chloriermittel gemischt ist. Demzufolge wird, wenn gemäß dem erfinaan^sgemäßen Verfahren gearbeitet wird, keine Sulfatierreaktion benötigt.

Rohmaterial

Wenn Eisenchlorid als Chlorierstoff benutzt wird, wird es / vorzugsweise in Gas suspendiert oder in verdampfter Form eingesetzt. Das Eisenchlorid setzt bei der Reaktion mit Sauerstoff oder Wasser spontan Chlor oder Chlorwasserstoff frei.

Wenn der Röstprozess so durchgeführt wird, daß der resultierende Sauerstoffpartialdruck unterhalb einer durch die folgenden Punkte repräsentierten Kurve liegt

009829/1379

— ν —

Temperatur

ρ in atm ⁰O

-- 12.0 700

9.5 800

7.5 900

5.8 1000

5.0 1050

v/ird aus Bisen praktisch vollständig in Form von Magnetit erhalten, was gewisse Vorteile liefert, wenn es erwünscht ist, das Material vor dem Chlorierungsprozeß mit Magnetit anzureichern. Ein Röstprozeß mit vollständiger Magnetitausbeute verringert die Sefahr der Bildung von Kupfer- und Zink-Ferrit. Wenn Eisensulfidmaterial in tJbereinstimmun mit den oben angegebenen Bedingungen geröstet wird, wird das gesamte in dem Material vorhandene Arsen, Antimon, Zinn und Blei in sehr groiiem Umfang entfernt. Diese Substanzen können nicht durch übliches oxydierendes Rösten in einem Wirbelschichtofen entfernt werden. Ί7βηη in Übereinstimmung ^mi^ 3er vorliegenden Erfindung geröstet v/ird, sind die Körner bzw. Teilchen des resultierenden Materials viel gröber bzw. rauher als im Pail eines üblichen oxydierenden Röstprozesses. Es hat sich als möglich herausgestellt, mehr als 70^' der Röstprodukte aus der wirbelschicht' bz.v. der. Fließbett herauszunehmen, wenn feiner Pyrit geröstet wird, während, wenn gemäß den üblichen Fließ-Dettverfahren gearbeitet wird, es notwendig ist, den überwiegenden Teil der Röstgüter in feinkerniger Form in Zyklonen abzuscheiden.

.Venn sehr feinkörnige Pyrite, z.3. Flotationspyrite, gerettet .-.erden, wird ~emäS der Erfindung ein Röstprodukt erhalten, welches es infolge seines feinkörnigen Zustandes üblicherweise schwierig uacht, den Ausl^UA-.-.n^iprozeS aurohzuführen. In diesem i"~ll h.~t es sie?, nls uöglich /ezei Z₁ ctie I[ornj.röiBe

009829/1379

BAD ORiGtNAL

durch Zusammendrücken bzw. -pressen des Materials gemäß dem belgischen Patent Nr. 43 .777 und der deutschen Patentanmeldung P 19 49 811.4 zu vergrößern.

Ohlorierungsstoff bzw. Chloriermittel

Der Chxorierungsprozeß findet statt, indem Chlorwasserstoff-, Chlorgas oder Eisenchlorid dem Chlorierungsreaktor zugesetzt wird. Chlorwasserstoff kann auf verschiedene Arten hergestellt werden, üblicherweise bei der Gewinnung von Natriumsulfat. Bin solches Verfahren ist das Hargreaves-Rohinson-Verfuhren, bei dem ITaCl, SOp, Luft und Wasserdampf bei 500 ⁰C gemäß folgender Reaktionsgleichung zur Reaktion gebracht werden:

2 NaCl + SO₂ + 1/2 O₂ + HgO *- Na₃SO₄ + 2 HCl .

HCl kann auch erzeugt werden, indem Natriumchlorid mit konzentrierter Schwefelsäure in indirekt erwärmten, mit mechanischen Rührwerken versehenen Sulfatierungsöfen bei einer temperatur von etwa 550 bis 6OO ⁰C gemäß folgender Gleichung zur Reaktion gebracht wird:

2 NaCl + H₂SO₄ +- Na₂SO₄ + 2 HCl

Gemäß einem neuerdings beschriebenen Prozeß dem sogenannten "Cannon-Prozeß", bei dem die Reaktion gemäß der oben erwähnten Formel abläuft, wird fein gemahlenes Natriumchlorid mit überhitztem Schwefelsäuredampf .in einem aus Stahl bestehenden Wirbelschicht- bzw. Fließbettreaktor behandelt, wobei das Natriumchlorid mit dem die /wirbelschicht bildenden· Gas eingeblasen wird, welches Heißluft oder heiße Rauchgase umfaßt, während Natriumsulfat aus der Wirbelschicht und aus einem hinter dem Ofen angeordneten Zyklon entnommen wird. Y/enn diese Verfahren- benutzt werden, um HCl außerhalb .des ChlorierungS'-reaktors zu erzeugen, wird ein wasserfreies Natriumsulfat erhalten. Dies ist vorteilhafter als der Erhalt des Natriumeul-

009829/1379

■.:.-. BAD ORIGINAL

fata in der Auslaugungslösung, was dann der Pall ist, wenn I Natriumchlorid in das Röstprodukt eingemischt wird. Zur Herstellung von HOl wird in Übereinstimmung mit diesen Prozessen eine praktisch stö'chiometrische Menge von Schwefel in Form von 'Schwefelsäure "benötigt, während, wenn Natriumchlorid sulfatiert wird, infolge der unvollständigen Reaktion bei üblichen chlorierenden Röstverfahren eine größere Menge an Schwefel in Form von Sohwefelrückständen oder zusätzlichen Schwefel benutzt werden muß. Chlorwasserstoff kann auch aus Salzsäure ausgetrieben werden, die beispielsweise in Übereinstimmung mit den obigen Ausführungen hergestellt wurde. Es kann natürlich auch auf anderen Wegen hergestellter Chlorwasserstoff beim öhlorierungsverfahren benutzt werden„ . .

Primäres Chlorgas ist ein ausgezeichneter Chlorierungsü es ist jedoch normalerweise zu teuer, um vvirt^cn.v.itlich verwendet werden zu können, es sei denn, es wird als äekundär-Produkt bei anderen Prozessen gewonnen.

Die geeignete Konzentration der Chlorierungsgase hängt im allgemeinen von der Gasmenge ab, die eingesetzt werden muß, um die V/irb el schicht bzw. das Fließbett in dem Chlorierungsreaktor und die gewünschten Verweilzeiten aufrechtzuerhalten. Es ist nicht möglich, genau zu bestimmen, wie lange die gerösteten Produkte in dem Reaktor verbleiben müssen, da dieses weitgehend von den chemischen und physikalischen Eigenschaften des gerösteten Gutes und der Konzentration des Chlorierungsstoffes abhängt. Die Korngrößenverteilung ist von besonders großer Bedeutung. Der Reaktor muß daher in Abhängigkeit von der notwendigen Verweilzeit der gerösteten Güter in dem Reaktor, der Gasgeschwindigkeit und der erwünschten Kapazität dimensioniert sein. Die notwendige Verweilzeit und der geeignete Gehalt des Chlorierungsstoffes können leicht von einem Fachmann experimentell im Labormaßstab bestimmt und unter Berücksichtigung des vorhandenen Rohmaterials umgerechnet werden. Die erforderliche Verweilzeit kann für verschiedene Materialien in großem Umfang variieren. So sei beispielsweise

009829/1379

BAD ORIGINAL

- ίο -

erwähnt, daß beim Chlorieren von gerösteten Flotationspyriten mit 0,18$ Kupfer und 0,6$ Zink bei 500°C in 10 Minuten eine Chlorierung von mehr als 90$ des Kupfers und Zinkes erhalten wurde. Die Dimensionierung des Chlorierungsreaktors und andere Parameter können durch Reihenberechnungen bestimmt werden.

Dieses kann in den folgenden Punkten zusammengefaßt v/erden:

1. das Wirbelschicht- bzv/. Fließbettvolumen v/ird unter Berücksichtigung der erwünschten Kapazität, der notwendigen mittleren Verweilzeit und des spezifischen Gewichtes des P sich in fließfähigen Zustand bzv/. in der Y/irb el schicht befindenden Materials berechnet.

2ο die erforderliche Raumgeschwindigkeit und die Menge des Chlorierungsstoffes werden unter Berücksichtigung der gewünschten Kapazität und Menge der vorhandenen zu chlorierenden Metalle berechnet.

3. die notwendige Gasmenge v/ird unter Berücksichtigung der erwünschten Konzentration des Chlorierungsstoffes berechnet.

4» die Fläche des Ofenroste^ oder -gitters wird unter Berücksichtigung der dem Reaktor zugeführten Gasmenge berechnet.

5. die Betthöhe wird unter Berücksichtigung der Fläche und des Volumens des Bettes berechnet.

Wie sich aus dem Obigen ergibt, ist es beispielsweise möglich, die Fläche des Rostes zu reduzieren, indem die Menge des chlorierenden Stoffes erhöht wird. Weitere Veränderun/.smöglichkeiten ergeben sich ebenfalls aus den vorstehenden Angaben. Wenn es erwünscht ist, ein sehr feinkörniges, geröstetes Produkt zu chlorieren, bedeutet dies bei Benutzung eines ver- I hältnismäßig verdünnten Chlorierungstoffes, daß eine größere Bettfläche erforderlich sein v/ird. In diesem Zusammenhang kann der Wirbelschicht- bzw. Fließbettprozeß stattdessen mit einer zusätzlichen, eine Wirbelschicht erzeugenden Substanz erfolgen, etwa mit agglomerierten Eisenoxyd, wodurch eine gerin vere Röstfläche erforderlich v/ird. Das Material wird mit dem Röstgas einem Zyklon zugeführt, in dem die Röstprodukte

00982 9/13 79

BAD ORiGiMAL .

abgeschieden und entweder zum Bett zurückgeführt oder im Auslaugungsprozeß entfernt werden.

Um dem Reaktor möglicherweise zusätzlich gasförmige Chlorierung sst of fe zuzuführen, ist das die ,iirbelschicht erzeugende Gas vorzugsweise Luft, obr.ohl auch andere Gase wie etwa Rauchgase und Abgase,welche im-wesentlichen Stickstoff enthalten, von der Herstellung von Schwefelsäure mit Vorteil eingesetzt werden können.

Bs sei schließlich erwähnt, daß Eisenchlorid, wie etwa PeOl, oder PeOIp, als Ohlorierungsstoff verwendbar ist. Das Eisenchlorid wird, in Gas suspendiert, durch den Rost oder oberhalb desselben zugeführt. Es kann dem" Bett alternativ in agglomeriertem Zustand zugeführt werden.

Die beiliegende Figur geint i*¹ scheinatischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder. Ein Röstprozeß n«oh. den kanadischen Patent Hr. 796 672 v/ird in einem Wirbelschicht- czw. Ilieisbettrei-ktor 1 durch^ef ölirt, wobei Luft bei 2 in solchen l^en^er* zugeführt wird, daß ilagnetit ^■ebild'-t wirl. Eisensulfidmaterial .ird bei 2 zugeführt, vorzugsweise .iUc----..":-i..e:: nxt Oxydmaterial, welches bei ± in der. Reaktor eintritt. Die Röstgase verlasse:, den Reaktor aber die Leitung 5 und gelangen in eiue:i Zyklon 6, indem die mit..geführten Höatprodukte abgeschieden v/er-5en,woraufhin die Röstgase durch die Leitung 7 einer Nachverbrennungszone 8 zugeführt werden, in der der während des Höstprozesses gebildete elementare Schwefel und andere oxydierbare Komponenten wie z.B. Arsen und Arsensulfid zu Sulfiden verbrannt werden. Die Gase werden dann über die Leitung 9 Prozessen zugeführt, welche den Arsen- und Schwefeldioxydanteil benötigen. Die Gase werden vor und/oder nach der nachverbrennungszone in einen (nicht dargestellten) Abhitzekessel gekühlt, in dem beispielsweise gemäß dem schwedischen Patent ITr. 227 188 Dampf erzeugt v/ird. Das Material wird eventuell aus dem Zyklon über die Leitung wieder in das 3ett des Röstofens surückgeleitet oder durch die

009829/1379

BAD ORIGINAL

leitung 11 einem Ohlorierungsreaktor 12 zugeführt. Dae Material kann auch vollständig oder teilweise durch die Leitung 13 aus dem Bett des eine.Magnetitausbeute ergehenden Röstprozesses entfernt und dem Ohlorierungsreaktor 12 zugeführt werden, lach dem Chlorierungsprozeß werden die Abgase von dem ohlorierungsreaktor 12 über die Leitung 14 einem Zyklon 15 zugeführt, in dem das mitgeführte Material abgeschieden und j eventuell über die Leitung 16 wieder in den ohlorierungsreaktor zurückgeleitet wird. Die Abgase werden über die Leitung 17 ab- j geführt und mit Wasser gewaschen, woraufhin die saure Wasch— I lösung beim Auslaugungsprozeß verwendet wird· Sämtliche vor— ■ j handenen, verdampften oder verflüchtigten Chloride werden ; somit in der Auslaugungelösung vereinigte Der Chlorierungsstoffj wird dem Chlorierungsreaktor 12 über die Leitung 20 zugeführt . und zwar vorzugsweise vermischt mit zusätzlichem_t Über die : Leitung 21 zugeführten, eine Wirbelschicht erzeugenden

Die Zeichnung gibt auch eine besondere Ausführungsform der _f Erfindung wieder, gemäß der HCl in einem Fließbett- bzw.. Wirbelschichtreaktor erzeugt wird, der in geeigneter Weise aus Stahl besteht. Eine Suspension von NaCl wird diesem Reaktor 22 durch die Leitung 23 in einem Gas zugeführt, welches in einer j Mischeinrichtung 24 gebildet wird, der feinkörniges NaOl durch die Leitung 25 und ein Suspensionsgas durch die Leitung 26 zu- i geführt wird. Verdampfte Schwefelsäure wird durch die I Leitung 27 entweder unterhalb oder oberhalb des Rostes oder i Gitters 28 von einer Verdampfungseinrichtung 29 her zugesetzt. Schwefelsäure und Wärme werden der Verdampfungseinrichtung 29 über die Leitungen 30 bzw. 31 zugeführt. Das gebildete HCl wird von dem Reaktor 22 über die Leitung 32-einem Zyklon 33 zugeleitet, in dem das mitgeführte Natriumsulfat- abgeschieden v/ird, das sich im Reaktor gebildet hat. Das resultierende . Natriumsulfat v/ird in kalziniertem Zustand von dem Zyklon 33 über die Leitung 34 und direkt aus dem Fließbett über die Leitung 35 abgezogen. Der von Peststoffen befreite Chlorwasserstoff v/ird entweder über die Leitung 20 direkt dem Chlorierungsreaktor 12 oder eventuell über eine Leitung 36

009829/1379

BAD ORiGlNAL

einem Zwischenspeicherbehälter 37 zugeführt, in dem der Chlor- - wasserstoff als Salzsäure gelagert werden kann. Der aus der Salzsäure ausgetriebene Chlorwasserstoff wird dann über die leitungen 38, 20 weitergeleitet.

In der Zeichnung ist auch die Möglichkeit angegeben, über die Leitung 39 Salzsäure zuzuführen, die auf andere Y/eise hergestellt wurde. Die chlorierten, gerösteten Produkte werden von dem Reaktor 12 der Auslaugungsstufe über die leitung 18 zugeführt, durch die geröstete Produkte, welche direkt vom Zyklon über die leitung 19 kommen, der Auslaugungsanlage zugeführt werden können.

Das Material kann auch von dem Röstreaktor 1 einem über die leitung 41 mit luft versorgten Kühl- und Entschwefelungsreaktor 40 zugeführt werden, um die Röstprodukte vollständig zu entschwefeln, bevor sie über die leitung 42 dem ChIorierun^sreaktor 12 zugeführt werden können. Die heißen ilöstgy.se aus dem Ent Schwefelung 3- und Kühlreaktor können über eine leitung 43 einem Zyklon 44 zugeführt werden, wobei zu Kühlz.7ecken nuch bei 45 '//asser dann zugeflihrt werden kann, wenn eine beträchtliche Menge der mitgefuhrten Produkte durch die leitung 43 gefördert wird. Die Kühlung des Reaktors 40 kann auch im Bereich des Bettes erfolgen, indem durch die leitung 46 ein Kühlmedium zugeführt v/erden kann, welches aus kaltem Material oder Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, bestehen kann. Die Kühlung kann auchlindirekt wahrend der Dampferzeugung mittels einer Kühlschlange 47 erfolgen. Die Kühlung ermöglicht es, die !Temperatur in dem Chlorierungsreaktor leicht in der gewünschten Weise einzuregulieren. Das G-as wird von dem Zyklon 44 über eine leitung 48 einer Anlage zugeführt, die zur weiteren Verwendung des SOp- G-ehaltes dient. Das abgesohiedene Material wird von dem Zyklon über eine leitung 49 dem Chlorierungsreaktor zugeführt.

Die Vorteile, die durch das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere, wenn dieses mit üblichen chlorierenden Röatver-

' 009829/1379

BAD OBlGlNAL

-H-fuhren verglichen wird, seien nachstehend zusammengefaßt:

1. Die Primär-Röstung ermöglicht es, Arsen, Antimon, Zinn,

V/i smut, und Blei zu entfernen, wobei die Bildung von Kupfer- und Zink-Perriten ausgeschaltet ist, was den Chlorierungsprozeß insgesamt erleichtert.

2. Der gesamte in dem Eisensulfidmaterial enthaltene Schwefel kann nutzbar gemacht -//erden.

3. Es können praktisch stöchiometrische !!engen von Schwefelsäure bei der Herstellung von Chlorwasserstoff benutzt

^ v/erden.

4. Die Chlorierungsreaktion findet voIls findiger in einem Fließbett- bzw. ./iruelschiui:tre&ktor als in einem 'ita^en- oder Drehofen statt, iris besondere, -./enn der Chlorierungsstoff in Eorm eines G-üses mit dem die ,/irbelschioat erzeugenden G-as zugeführt wird.

5. Der Verbrauch an Chlor!erungystoff ist geringer uls bei üblichen chlorierenden Röstverfahren.

6. Es ist möglich, ohne zusätzliche V/ärme zu arbeiten, da daa Material Lei jeder gewünschten Temperatur entfernt werden kann und da das LIagnetit beim Zusatz von Bauerstoff durch eine exotherme Reaktion V/ärme entwickelt, jüs ist auch möglich, ohne besondere zusätzliche Wärme für die GhIo-

W rierung eine bestimmte klenge kalten Materials zuzusetzen. Unter bestimmten Bedingungen kann ohne zusätzliche '.Värme vollständig kaltes Magnetitmaterial verwendet v/erden..

7. Die Klebrigkeit, die auftreten kann, wenn in üblicher Weise in Etagenofen mit ITaCl geröstet wird, wird vollständig vermieden.

8. Das Natriumsulfat wird abgetrennt in kalzinierter Form > erhalten.

9· Die Anlagekosten können beträchtlich reduziert werden, da die Anlage kleiner und einfacher ausgeführt werden kann.

009829/1379

BAD ORIGINAL

Claims (7)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Rösten von sulfidischem Eisenmaterial oder Gemischen aus sulfidischem und oxydhaltigem Eisenmaterial und zum Chlorieren der in diesen Materialien vorhandenen nichteisenmetalle bei niedrigen [Temperaturen, welche nichteisenmetalle anschließend ausgelaugt und zurückgewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zuerst in einem v/irbelschicht- bzw. Fließbettreaktor bei einer Temperatur zwischen 700 und 1100 ⁰O geröstet wird, wobei Sauerstoff oder ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas in einer solchen Menge zugeführt wird, daß der Sauerstoffpartialdruck in dem resultierenden Röstgas einerseits unterhalb einer Kurve in einem Koordinatensystem liegt, in dem über der Ordinate der Säuerstoffpartialdruck in Atmosphären als log₁₀p₀ und über der Abszisse die Temperatur in ⁰O aufgezeichnet ist, wobei diese Kurve durch folgende Punkte verläuft:

Temperatur

ρ in atm C

- 9.0 700

- 6.5 800

- 4.5 900

- 5.0 1000

- 2.5 1050

unä da.;· der Sauerstoffpartialdruck andererseits otc-r?-- Ib einer duroh folgende Werte repräsentierten Kurve lie^t:

009829/1379

Temperatur

ρ in atm . ⁰G

- 15.0 -700

- 13.5 800

- 12.0 900

- 10.7 1000 ;

- 10.0 1050 !

und daß das Material dann im Anschluß an eine eventuelle j

Entschwefelung· und Abkühlung mit Chlor, Chlorwasserstoff :

oder Bisenchlorid oder mit einem Chlor oder Ohlorwasser- ;

stoff enthaltenden Gas in einem Wirbelschicht- bzw. Hieß- !

bettreaktor bei einer Temperatur von 300 bis 600 0 be- ₍

handelt wird, wobei die Wirbelschicht durch ein von'unten \ in den Reaktor eingeleitetes Gas aufrecht erhalten wird,
welches gegebenenfalls mit dem Ghloriei'Mittel gemisoht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Röstprozeß so durchgeführt wird, daß der Sauerstoffpartial- ; druck in dem Röstgas solche Werte nicht überschreitet, die
einer durch die folgenden Punkte verlaufenden Kurve ent- , Sprechens · ^;

Temperatur BAD ORiGiNAL ρ in atm ⁰C 12,0 700 ■ 9.5 800 7.5 900 5.8 1000 5.0 1G50 0 0 9829/1379

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Röstprozeß stammenden Röstprodukte einem Kühlreaktor zugeführt werden, in dem vorzugsweise der gesamte in den Röstprodukten enthaltene Schwefel entfernt wird, und daß der Reaktor vorzugsweise die Form eines Wirbelschicht- bzw. Fließbettreaktors hat und mit Kühleinrichtungen versehen ist.

4β Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlreaktor mit indirekten Kühleinrichtungen versehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlreaktor V/asser oder kaltes Material zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet·, daß das Material von dem Röstreaktor direkt dem Chlorierreaktor zugeführt wird, in dem die Temperatur durch Zugabe von kaltem, gerösteten Material und/oder durch indirekte Kühlung reguliert wird»

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Chloriermittel Chlorwasserstoff verwendet wird, der in einem ,/irbelschichtreaktor durch Reaktion zwischen Natriumchlorid und verdampfter Schwefelsäure bei gleichzeitiger Herstellung von kalziniertem ITatriumsulfat hergestellt worden ist.

009829/1379

8ÄD OBfGINAL

Leerse

ite