Переработка пиритных огарков

Утилизация твердых отходов сернокислотного производства

Метод двойного контактирования

Степень превращения SO₂ в SO₃ в контактном аппарате составляет 90%. Оста-точное содержание SO₂ в отходящих газах составляет до 1,5%, что значитель-но выше ПДК. Поэтому отходящие газы из абсорбера подают снова в контакт-ный аппарат. В результате увеличивается соотношение O₂ к SO₂ и степень превращения составляет уже 95-97%, а содержание SO₂ в отходящих газах со-ставляет около 0,003%.

Твердыми отходами производства серной кислоты являются:

1. Пиритные огарки;

2. Пыль циклонов и сухих электрофильтров;

3. Шламы промывных башен и мокрых электрофильтров.

В результате обжига 1 т пирита образуется 0,55 т пиритного огарка, ко-торый содержит 40- 63% железа, 1-2% серы, 0,33-0,47% меди; 0,42-1,35% цин-ка, а также драгоценные металлы в количестве 10-20 г/т. Извлечение цветных металлов из огарка

Хлорирующий обжиг используется в том случае, если содержание меди превышает 0,5%. Использование этого метода позволяет извлечь 85-90% меди, значительную долю благородных металлов, а также обеспечивает практически полное обессеривание огарка. Стоимость получаемой меди покрывает расходы на переработку огарка.

Перед обжигом к огарку примешивают до 20% размолотого хлорида на-трия. В процессе обжига образуется хлорид меди. Оптимальная температура обжига составляет 550-600 ⁰С. При температуре менее 530 ⁰С в шихте образу-ется водорастворимый сульфат железа, который мешает последующему выще-лачиванию меди. При температуре более 600 ⁰С резко падает выход основных продуктов.

Условия оптимального протекания процесса:

- перемешивание шихты;

- достаточное содержание серы в огарке. Сера необходима для перевода хлорида натрия в сульфат натрия. Если серы мало, то добавляют колчедан.

Для того, чтобы процесс начался и шел автотермично, достаточно смесь подогреть до температуры 200-300⁰С.

Химизм процесса

Процесс и дет в 3 стадии:

На первой стадии происходит окисление сульфидов и образование хло-рида железа (Ш):

2MeS + 3O₂ → 2MeO + 2 SO₂

MeO + SO₂ + 0,5O₂ → MeSO₄

SO₂+ 0,5 O₂ → SO₃

Fe₂(SO₄) ₃+ 6 NaCl → 3Na₂SO₄ + 2FeCl₃

На второй стадии происходит взаимодействие газовой фазы с шихтой с образованием газообразных хлорирующих агентов:

2NaCl + SO₂ + O₂ → Na₂SO₄ + Cl₂

4NaCl + 2 SO₃ + O₂ → 2Na₂SO₄ + 2Cl₂

2NaCl + SO₃ + H₂O → Na₂SO₄ + 2HCl

4FeCl₃ + 3O₂ →2Fe ₂O₃ + 6Cl₂

2FeCl₃ + 3H₂O →Fe ₂O₃ + 6HCl

На третьей стадии хлорирующие агенты взаимодействуют с оксидами и сульфидами металлов:

MeS + Cl₂ + 1,5O₂ → MeCl₂ + SO₃

MeS + Cl₂ + O₂ → MeCl₂ + SO₂

MeS + 2HCl + 1,5O₂ → MeCl₂ + SO₂+ H₂O

MeO + 2HCl → MeCl₂ + H₂O

2Me + 3Cl₂ → 2MeCl₃

В результате обжига 85-90% меди превращается в хлорид меди, который хорошо растворяется в воде. Поэтому из обожженной массы медь выщелачи-вают теплой водой в несколько стадий: сначала раствором от предыдущих операций, а затем разбавленной кислотой.

Полученную вытяжку обрабатывают железным скрапом. При этом идет процесс цементации:

CuCl₂ + Fe→ Cu +FeCl ₂

Процесс ведут без доступа кислорода, так как в присутствии кислорода происходит образование нерастворимого гидроксида железа(III), который за-грязняет медь.

Отработанный раствор содержит до 100 г/л сульфата натрия. Его выпа-ривают или вымораживают для получения десятиводного сульфата натрия. Выщелоченный огарок просушивают в механических печах до влажности 8-10%, а затем направляют на агломерацию и в доменное производство. 1т огар-ка дает до 20 кг меди и около 900кг агломерата.

Метод хлоридовозгонки. При использовании этого метода огарок обра-батывают хлористым водородом в аппаратах кипящего слоя. При этом в газо-вую фазу в свободном состоянии выделяются хлориды тяжелых металлов.

Хлористый водород может подаваться в газообразном виде, в виде рас-твора соляной кислоты или в виде солей, которые легко разлагаются или гид-ролизуются с образованием хлористого водорода.

В этой технологии используют до трех последовательных аппаратов ки-пящего слоя: в первом аппарате при температуре 600-800 ⁰С разлагаются все сульфиды. Во втором реакторе огарок вступает во взаимодействие с хлори-стым водородом. В третьем реакторе создают восстановительную среду, бла-годаря чему Fe₂O₃ переходит в Fe₃O₄. При последующем магнитном обогаще-нии огарка содержание железа достигает 70%. Огарок направляют в доменное производство.

Газы, выходящие из второго реактора содержат хлориды цветных метал-лов и избыток хлористого водорода. Их направляют в абсорбер, где образуется концентрированный раствор, из которого металлы извлекают различными способами. Используемый хлористый водород практически полностью реге-нерируется.

Дата добавления: 2014-01-03