CH321959A - Procédé continu de grillage de pyrites arsenicales, permettant l'obtention de produits pratiquement exempts d'arsenic - Google Patents

Description

  Procédé     continu    de     grillage    de pyrites     arsenicales,     permettant l'obtention de produits     pratiquement        exempts    d'arsenic    Jusqu'à ce jour, les pyrites arsenicales of  fraient un intérêt     limité    du point de vue de leur  utilisation, étant donné que le grillage par les  procédés connus produisait des gaz sulfureux  contaminés par des composés arsenicaux, ce  qui constituait un inconvénient pour l'élabora  tion postérieure.  



  D'autre part, le résidu du grillage contient  souvent encore une proportion d'arsenic in  compatible avec son utilisation en sidérurgie.  



  La présente invention permet de surmonter  ces difficultés en effectuant le processus d'éli  mination de l'arsenic pendant une étape anté  rieure au grillage.  



  La titulaire a découvert qu'en chauffant la  pyrite arsenicale dans une atmosphère de  bioxyde de soufre exempte d'oxygène, on réus  sit à éliminer substantiellement le contenu en  arsenic, en obtenant un produit distillé qui  correspond approximativement à la formule       S_,As;    facile à condenser, séparer et purifier.  



  On sait aussi que la pyrite ne distille pas  de façon appréciable son soufre labile à des  températures inférieures à 7000 C. Il est, par  conséquent, évident que l'élimination d'arse  nic est possible moyennant un traitement ther  mique approprié, sans que ce     traitement    soit    perturbé dans aucun cas par d'autres actions  chimiques qui réduisent dans une mesure ap  préciable son contenu de     soufre.     



  L'invention a pour objet un procédé de gril  lage de pyrites arsenicales, caractérisé en ce  que, avant l'opération de grillage, on fait pas  ser au contact de la pyrite fraîche une partie  des gaz     sulfureux    provenant du grillage et se  trouvant à une température suffisante pour vo  latiliser les composés arsenicaux contenus dans  la pyrite fraîche, le restant desdits gaz étant       utilisé    pour le chauffage indirect de la pyrite  fraîche, en ce que l'on conduit le grillage avec  un gaz comburant de composition et de débit  tels que les gaz résultants de ce grillage soient  exempts d'oxygène libre,

   et en ce que l'on uti  lise un réacteur unique comprenant une zone  de     désarsenication    et une zone de grillage dans  lesquelles la matière à traiter circule à l'état       fluidisé    par l'action des courants gazeux.  



  Dans l'étape de l'élimination d'arsenic, la  pyrite fraîche est en contact médiat et immé  diat avec les gaz     sulfureux    chauds qui provien  nent du grillage. La température et la vitesse  de ces gaz sont réglées de telle façon que la dis  tillation du sulfure d'arsenic s'obtienne sans  en arriver à la distillation du soufre labile. Les  gaz qui proviennent de cette étape sont compo-           sés    fondamentalement de bioxyde de soufre,  azote et     sulfure    d'arsenic, ces gaz sont refroi  dis, éventuellement, pour séparer les composés  arsenicaux. Les gaz qui en résultent, froids,  peuvent être recyclés quand et où il convient.  



  La pyrite, après l'élimination d'arsenic,  passe à l'étape de grillage où elle est grillée  avec de l'air, de l'oxygène ou de l'air enrichi en  oxygène. Les gaz qui en résultent passent, en  partie, à la zone d'élimination d'arsenic où ils  séparent les composés arsenicaux, comme il a  été dit ci-dessus, et en partie abandonnent l'ap  pareil après avoir     chauffé    indirectement la  zone d'élimination d'arsenic, après quoi ils peu  vent être également recyclés.  



  Le processus est représenté à titre indicatif  sur le schéma de la     fig.    1 du dessin annexé.  Sur     ce    schéma    Le réacteur unique R comprend deux  chambres superposées CI et     C2.    Dans la cham  bre supérieure CI est amenée par P, la charge  de pyrite fraîche, qui se répartit autour d'un  faisceau de tubes échangeurs t. Dans cette  chambre<I>CI</I> s'effectue l'élimination de l'arsenic  sous l'action du gaz sulfureux à haute tempéra  ture, environ 10000 C, qui s'élève de la cham  bre inférieure     C2    où s'effectue le grillage de la  pyrite ayant subi la     désarsenication    et qui est  amenée de la chambre<I>CI</I> par le conduit     f.     



  Le comburant, par exemple de l'air, est in  sufflé en A. Les résidus sont extraits en C. Par  la tubulure supérieure g s'échappe un mélange  gazeux de     S02    d'azote et de     sulfure    d'arsenic.  Ce dernier est condensé en V.  



  Par     T2    l'anhydride sulfureux est envoyé  au circuit d'utilisation, par exemple vers le trai  tement catalytique. Par le conduit H est éva  cué le     S02    exempt de composés arsenicaux.  



  Chacune des     différentes    zones peut être  subdivisée et sa structure peut être modifiée.  La technique de mise en contact     sohde-gaz    uti  lisée dans le procédé selon la présente inven  tion est celle dénommée       fluidisation      ou    couches turbulentes  .  



       Le    traitement des minerais     pyriteux    arseni  caux, comme indiqué ci-dessus, présente un in-         térêt    économique certain. Il permet     d'obtenir     du bioxyde de soufre pratiquement exempt  d'arsenic, des composés d'arsenic comme     sous-          produit,    et dans     certaines    conditions des cen  dres résiduelles exemptes d'arsenic, utilisables  en sidérurgie. Le contenu en arsenic de ces cen  dres est naturellement petit, étant donné les ca  ractéristiques du traitement ci-dessus décrit.

    Cependant, dans certains cas, ce contenu rési  duel minime en arsenic peut être inacceptable  comme charge dans le haut fourneau, même si  le résidu de pyrite est mêlé avec du minerai  de fer de composition appropriée. En effet,  pour que les résidus de pyrite (résidus de pyri  tes grillées) puissent être utilisés en sidérurgie,  il est absolument nécessaire, à part d'autres  conditions, que leur contenu en arsenic ne     dé-          passe        pas        0,

  02        %        de        leur        poids        total.        Par        con-          séquent,    lorsqu'on désire traiter des pyrites,  même de contenu pauvre en arsenic (moins de       0,3        %),        et        que        l'on        désire        effectuer        postérieure-          ment    l'utilisation sidérurgique des résidus,

   il  faudra prévoir l'élimination d'arsenic presque  totale de ces résidus, même si les produits  moins fixes (soufre, bioxyde de soufre) qui       quittent    le four sont contaminés au maximum  par cette substance, soit sous forme de     S2As2     ou comme     As203,    ce qui, naturellement, dé  pend des conditions dans lesquelles le grillage  s'effectue, température, composition et propor  tion du comburant, temps de séjour, etc., etc.  Cette contamination est préférable à la pro  duction de résidus inutilisables dans le haut  fourneau, car la purification de ces produits  (soufre, bioxyde de soufre) est plus facile que  celle des résidus.  



  La présente invention possède l'avantage de  pouvoir être appliquée dans le cas où l'on vou  drait obtenir des résidus substantiellement       exempts        d'arsenic        (%        de        As        inférieur    à     0,02)     à partir de minerais     pyriteux    qui le contiennent  dans n'importe quelle proportion.

   Dans ce but,  il suffira d'élever la température de la zone ou  compartiment d'élimination de l'arsenic, même  si cela     entraine    l'élimination conjointe du sou  fre labile (en     portion    croissante avec la tempé  rature appliquée), de telle façon que le résidu  solide, après avoir été grillé dans le comparti-      ment correspondant, présente un contenu d'ar  senic compatible avec l'utilisation postérieure  qui doit être appliquée au résidu.  



  En effet, la titulaire a trouvé expérimenta  lement que, lorsqu'on effectue l'élimination de  l'arsenic à des températures supérieures à  650e C, on peut arriver, moyennant des dimen  sions appropriées des grains et des vitesses con  venables des gaz, au minimum tolérable auquel  on s'est référé plus haut.  



  La présente invention permet également le  traitement de pyrites arsenicales pour l'obten  tion de bioxyde de soufre et de soufre élémen  taire, pratiquement exempts de composés arse  nicaux, ces derniers composés étant obtenus  comme sous-produits. Dans ce but, on soumet  les minerais     pyriteux    arsenicaux à un traite  ment qui comprend trois étapes : a) élimination  de l'arsenic, b) distillation du soufre labile, et  c) grillage. Dans ce mode d'exécution de l'in  vention, le traitement s'effectue dans un réac  teur unique divisé en trois ou plusieurs zones.  



  Dans l'étape de l'élimination de l'arsenic,  la pyrite fraîche est mise en contact direct avec  une partie des gaz sulfureux chauds qui pro  viennent de l'étape du grillage et en contact  indirect avec les gaz chauds qui proviennent de  l'étape de distillation. Comme dans la réalisation  première de l'invention, la température et la vi  tesse de ces gaz sont réglées de telle façon que  l'on obtienne la séparation de l'arsenic sans en  arriver à celle du soufre labile. Les gaz qui se  produisent pendant cette étape de l'élimination  de l'arsenic sont constitués fondamentalement  par du bioxyde de soufre. Ils sont refroidis  pour séparer les composés arsenicaux. Les gaz  qui en résultent peuvent être recyclés, où et  comme il convient.

   Le résidu solide passe, en  suite, en partie, à l'étape de distillation du sou  fre labile, où il est mis en contact avec la par  tie des gaz qui proviennent de l'étape de gril  lage, qui ne passent pas à l'étape d'élimina  tion d'arsenic ; l'addition en est réglée conve  nablement pour obtenir la distillation du sou  fre labile. Les gaz qui proviennent de cette éta  pe de distillation, en quittant l'appareil, peu  vent être utilisés pour chauffer indirectement la  pyrite fraîche pendant l'étape d'élimination    d'arsenic. Ils peuvent aussi être recyclés, éven  tuellement, après avoir condensé le soufre.

   Le  résidu solide constitué substantiellement par       SSFe7,    passe à l'étape de grillage avec une par  tie du résidu solide de l'étape d'élimination       d'arsenic    de façon à réaliser un     autogrillage     avec une quantité d'air réglée, oxygène ou air  enrichi de 02. Les gaz qui en résultent sont  utilisés au début, comme il a été dit, en partie  pour l'élimination de l'arsenic, et en partie pour  la distillation.    Le processus est représenté à titre indicatif  sur le schéma ci-joint de la     fig.    2 du dessin an  nexé où, comme dans la figure précédente  R désigne le réacteur et P la charge de py  rite fraîche ; A désigne l'arrivée du comburant  et C la sortie des résidus ; t un faisceau de tu  bes échangeurs.  



  Le réacteur R est ici divisé en trois cham  bres superposées :<I>CI</I> où     s'effectue    la     désarse-          nication    ; C3 la distillation et     C2    le     grillage.     



       Y'-Y2    désigne la condensation;<I>Sa</I> la sor  tie de     l'arsenic    ;<I>S</I> la sortie du soufre, et<I>B</I> la  sortie de l'anhydride     sulfureux.     



  La pyrite traitée dans la chambre CI est dé  versée dans la chambre     C3    par un conduit     f        I    et,  de celle-ci, dans la chambre     C2    par un conduit       f2.    Le réglage des gaz s'effectue par les cir  cuits L.  



  Chacune des différentes zones pourrait être  subdivisée et la structure en être modifiée.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé continu de grillage de pyrites con tenant de l'arsenic, permettant l'obtention de produits pratiquement exempts d'arsenic, ca ractérisé en ce que, avant l'opération de gril lage, on fait passer au contact de la pyrite fraî che une partie des gaz sulfureux provenant du grillage et se trouvant à une température suffi- sante pour volatiliser les composés arsenicaux contenus dans la pyrite fraîche, le restant des- dits gaz étant utilisé pour le chauffage indirect de la pyrite fraîche,

   en ce que l'on conduit le grillage avec un gaz comburant de composition et de débit tels que les gaz résultants de ce gril- lage soient exempts d'oxygène libre, et en ce que l'on utilise un réacteur unique comprenant une zone de désarsenication et une zone de gril lage dans lesquelles la matière à traiter circule à l'état fluidisé par l'action des courants ga zeux. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on utilise un réacteur unique comportant une troisième zone, dite de distilla tion, intercalée entre les deux premières zones susdites, dans laquelle on traite une partie de la pyrite provenant de la zone de désarsenication et se trouvant à l'état fluidisé par l'action des courants gazeux, par des gaz de grillage chauds de manière à dissocier et entraîner le soufre la bile et en ce que l'on conduit dans la zone de grillage le sulfure de fer Fe7S$ résultant dudit traitement. 2.

   Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on chauffe indirectement la py rite fraîche au moyen de la partie des gaz chauds ne passant pas directement au contact de ladite pyrite, en faisant circuler lesdits gaz à travers un faisceau de tubes entourés par la pyrite fraîche. 3. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on maintient la température dans la zone de désarsenication à une valeur inférieure à celle où le soufre labile commence pratiquement à être dissocié. 4. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on maintient la température de la zone de désarsenication entre 550 et 650o C, par recyclage d'une partie des gaz produits et froids. 5.

   Procédé selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce que l'on utilise pour le recy clage les gaz provenant du contact direct avec la pyrite fraîche dans la zone de désarsenica- tion après les avoir refroidis pour condenser le sulfure d'arsenic qu'ils contiennent. 6. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'on refroidit la partie des gaz produits contenant le soufre labile pour condenser le soufre. 7. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'on conduit directement dans la zone de grillage la partie de la pyrite désarseniquée n'ayant pas passé dans la zone de distillation.