ES2686112T3 - Proceso y planta para el tratamiento de partículas de concentrado de mineral que contienen metal valioso - Google Patents

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Abstract

Un proceso para tratar partículas de concentrado de mineral que contienen metales valiosos y que tienen al menos arsénico y componentes que contienen azufre, cuyo proceso comprende: - tostar las partículas de concentrado en un primer paso de tostado (1) que funciona con un bajo potencial de oxígeno para desensibilizar el concentrado, - el gas residual que sale del primer paso de tostado (1) se trata para separar la calcina y un primer componente de gas de proceso rico en sulfuro (2), - tostar la calcina desde el primer paso de tostado en un segundo paso de tostado (3) que funciona con un exceso de oxígeno, - el gas residual que sale de la segunda etapa de tostado se trata para separar la calcina y un segundo componente de gas de proceso (4), - postcombustión de los componentes del gas de proceso (2, 4) y - tratar el gas de proceso en los siguientes pasos de enfriamiento de gas y eliminación de polvo, caracterizado por que el proceso comprende además - formar una mezcla de gases del primer componente de gas de proceso (2) y el segundo componente de gas de proceso (4) que es oxígeno que contiene un gas oxidante caliente y - postcombustión de dicha mezcla de gases en una cámara de postcombustión (6), operando dicha postcombustión con dicho primer componente de gas de proceso reductor y sulfuroso (2) y dicho segundo componente de gas de proceso (4) como gas oxidante, para descomponer SO3 en la mezcla de gases para reducir el contenido de SO3 en el gas de salida (7) que sale de la cámara de postcombustión y para reducir el riesgo de formación de acreción y corrosión en la cámara de postcombustión y en posteriores pasos, y - exponer el gas de salida (7) a los siguientes pasos de enfriamiento de gas y eliminación de polvo (8 a 11).

Description

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DESCRIPCION
Proceso y planta para el tratamiento de partículas de concentrado de mineral que contienen metal valioso Campo de la invención
La presente invención se refiere a un proceso de acuerdo con la reivindicación 1. Además, la presente invención se refiere a una planta de acuerdo con la reivindicación 19. Más específicamente, la invención se refiere a la manipulación y tratamiento de gases residuales en dicho proceso y planta.
Antecedentes de la invención
La técnica conocida se ilustra, por ejemplo, en los artículos "Roasting developments - especially oxygenated roasting, Developments in Mineral Processing, volumen 15, 2005, páginas 403-432 K.G. Thomas, A.P. Cole","Roasting of gold ore in the circulating fluidized-bed technology Developments in Mineral Processing, volumen 15, 2005, páginas 433453, J. Hammerschmidt, J. Guntner, B. Kerstiens", y los documentos de las patentes WO2010/003693, EEUU 6 482 373, AU 650783, EEUU 4 919 715 y CN101624644.
Los concentrados de cobre y oro que contienen arsénico son preferiblemente procesados desnatando el tostado antes del tratamiento adicional mediante fundición en una planta de cobre o lixiviación con cianuro.
La torrefacción desensibilizante se hace controlando el potencial de oxígeno durante la volatilización del arsénico para mantener el hierro como magnetita y pirrotita. Posteriormente, la calcina se procesa de fundición mate en caso de que la materia prima consista en un concentrado que contenga cobre. La calcina rica en oro a menudo se procesa mediante lixiviación con cianuro, pero la lixiviación es solo eficiente, si la calcina está muerta tostados o sulfatados tostados. Un método convencional para tratar concentrados de oro rico en arsénico es, por lo tanto, un proceso de tostado en dos etapas en el que ambas etapas consisten en lechos fluidizados.
El primer lecho fluidizado es el paso de desensibilización que funciona a un potencial de oxígeno muy bajo y el segundo lecho fluidizado es el paso de tostado o sulfatación, operando con un exceso de oxígeno.
El gas de proceso que sale de la torrefacción desensibilizante contendrá compuestos de gas ricos en azufre, como azufre elemental, sulfuro de hidrógeno y sulfuro de arsénico, mientras que el gas de proceso que sale de la segunda torrefacción oxidante contendrá oxígeno y componentes oxidizados como SO3.
El gas del proceso de tostado normalmente se procesa adicionalmente por separación de calcina y gas de proceso en ciclones, postcombustión, enfriamiento de gases y limpieza de polvo enprecipitador electrostático y posiblemente filtro de bolsa y finalmente conversión de SO2a ácido sulfúrico.
Los problemas conocidos en el procesamiento posterior son:
- La formación de acreciones que podrían caer y dañar el equipo o bloquear el paso del gas. Las acreciones se forman, por ejemplo, debido al bajo enfriamiento local del gas de proceso o en superficies frías en el equipo.
- Condensación de arsénico en superficies frías que forman dichas acreciones.
- Condensación de niebla ácida en superficies frías que causará corrosión y contribuirá a la formación de acreción.
- Si la cantidad de niebla de ácido es alta, el costo del tratamiento eficiente también será alto.
- La recuperación de calor del sistema a menudo se ha limitado a la producción de vapor saturado, que es menos favorable para la producción de energía eléctrica.
Estos problemas se resolvieron antes de las siguientes formas:
El aire de postcombustión se puede agregar, por ejemplo, en la salida del ciclón. Sin embargo, en algunos casos, la combustión posterior puede causar acumulaciones en los conductos de gas y esto es más probable si la combustión se realiza con una gran cantidad de aire a temperatura ambiente.
La formación de acreciones en superficies frías en el equipo normalmente se resuelve mediante el uso de aire precalentado que requiere un equipo de calefacción separado con un mayor costo de inversión y costos de operación (mantenimiento y posiblemente combustible de calefacción). La formación de acreciones en el equipo normalmente se evita mediante aislamiento del equipo adecuado para que no existan superficies frías, aunque también se acepta que se formarán acumulaciones donde el aislamiento se dañe o no se haga correctamente.
El enfriamiento de gas durante el tostado en dos etapas puede realizarse mediante enfriamiento directo con inyección de agua en una torre de enfriamiento o mediante enfriamiento indirecto a través de serpentines de enfriamiento en los lechos fluidizados y mediante caldera de vapor convencional. El contenido de plomo y arsénico en el concentrado y la concentración de SO3 en el gas del proceso influyen en el método de enfriamiento adecuado, ya que estos elementos pueden causar la formación de acumulaciones en las superficies de enfriamiento.
Ejemplos de compuestos que forman acreciones son plomo elemental en las bobinas de enfriamiento en la primera etapa de desensibilización y SO3 o trióxido de arsénico en los tubos de la caldera de vapor. En la actualidad, se acepta generalmente que las altas concentraciones de SO3 causan un mayor costo en la planta de tratamiento de efluentes.
La corrosión del equipo normalmente se evita al inocular bien el equipo para que no se produzca condensación de 5 SO3 o muy poca, aunque también se acepta que la corrosión se producirá con el tiempo y, por ejemplo, donde el aislamiento está dañado o no está hecho correctamente. Lo mejor sería evitar altas concentraciones de SO3 en el gas de proceso. Esto hoy, hasta cierto punto, es hecho controlando el proceso con modernos sistemas de control. Más reducciones serían una ventaja.
La recuperación de calor en forma de vapor se realiza hoy por bobinas de generación en el lecho fluidizado a menudo 10 sin sobrecalentamiento. A veces se usa una caldera de vapor normal en la corriente de gas de proceso, pero con riesgos similares de formación de acreciones y corrosión según lo descrito.
Objeto de la invención
El objeto de la invención es eliminar los inconvenientes mencionados anteriormente.
Un objeto particular de la invención es proporcionar un proceso y una planta en los que el riesgo de corrosión y 15 formación de acreciones se reduzca durante la postcombustión y la corriente descendente en el sistema de limpieza de gases. Además, un objetivo de la invención es proporcionar un proceso y una planta en los que la concentración de SO3 en el gas de proceso pueda reducirse y el riesgo de daños por corrosión SO3 se reduce. Además, un objetivo de la invención es proporcionar un proceso y una planta en los que se reduzcan los costes de manipulación del efluente. Además, un objeto de la invención es reducir el volumen total de gas de proceso, lo que ahorra tanto el costo 20 de inversión como los costos de operación.
Resumen de la invención
El proceso de acuerdo con la invención se caracteriza por lo expuesto en la reivindicación 1. Además, la planta según la invención se caracteriza por lo expuesto en la reivindicación 19.
La invención se refiere a un proceso para tratar partículas de concentrado de mineral que contienen metal valioso y 25 que tienen al menos componentes que contienen arsénico y azufre. El proceso comprende tostar la partícula concentrada un primer paso de tostado que funciona con un bajo potencial de oxígeno para desensibilizar el concentrado. El gas residual que sale de la primera etapa de tostado se trata para separar la calcina y un primer componente de gas de proceso rico en sulfuro. Además, el proceso comprende tostar la calcina conducida desde la primera etapa de tostado en una segunda etapa de tostado que opera con un exceso de oxígeno. El gas residual que 30 sale de la segunda etapa de tostado se trata para separar la calcina y un segundo componente de gas de proceso. Además, el proceso comprende la postcombustión del componente de gas de proceso y el tratamiento del gas de proceso en posteriores etapas de enfriamiento de gas y eliminación de polvo.
De acuerdo con la invención, el proceso adicional comprende la formación de una mezcla gaseosa del primer componente de gas de proceso y el segundo componente de gas de proceso que es oxígeno que contiene un gas 35 oxidante caliente y postcombustión de dicha mezcla de gases en una cámara de postcombustión, funcionando dicha combustión posterior con dicha reducción y el primer componente de gas de proceso y sulfuro y dicho segundo componente de gas como oxidante para descomponer SO3 en la mezcla de gases para reducir el contenido de SO3 en el gas de salida que sale de la cámara de postcombustión y para reducir el riesgo de formación de acreción y corrosión en la cámara posterior a la combustión y en los pasos posteriores. Finalmente, el proceso comprende 40 exponer el gas de salida para los siguientes pasos de enfriamiento de gas y eliminación de polvo.
En una realización del proceso adicional postcombustión se inserta aire en la cámara posterior a la combustión después de la zona principal de reacción de combustión posterior para evitar la formación de SO3.
En una realización del proceso, el tiempo de permanencia del gas en la cámara de postcombustión se dispone para que sea lo suficientemente largo para asegurar la combustión completa de todos los compuestos fácilmente oxidados, 45 tales como sulfuro de hidrógeno, sulfuro de elemental, sulfuro de arsénico, ácido elemental, presente en la mezcla de gases.
En una realización del proceso, se proporciona un tiempo de permanencia lo suficientemente largo disponiendo un volumen suficiente de la cámara de postcombustión.
En una realización del proceso, el proceso comprende una etapa de control de la temperatura en la cámara de 50 postcombustión.
En una realización del proceso, el paso de control la temperatura de la cámara de postcombustión incluye la inyección directa de agua de refrigeración en la cámara de postcombustión.
En una realización del proceso, la etapa de control de la temperatura en la cámara de postcombustión incluye el enfriamiento indirecto de las paredes de la cámara de postcombustión con vapor para mantener la temperatura de las
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paredes de la cámara de postcombustión por encima de la temperatura de condensación de AS2O3 o SO3.
En una realización del proceso, dicha refrigeración indirecta implementa mediante un enfriador de radiación formado por una estructura de doble capa de las paredes de la cámara de postcombustión, el vapor que fluye dentro de la estructura de doble capa de la pared mediante el cual el gas caliente dentro de la cámara por radiación convierte el vapor saturado a vapor supercalentado.
En una realización del proceso, el calor se recupera del vapor sobrecalentado para el uso interno o externo de la energía.
En una realización del proceso, la primera etapa de tueste se implementa en un primer reactor de lecho fluidizado y la segunda etapa de tueste se implementa en un segundo reactor de lecho fluidizado.
En una realización del proceso, el proceso incluye extraer calor del lecho fluidizado del primer reactor de lecho fluidizado.
En una realización del proceso, el proceso incluye extraer calor del lecho fluidizado del segundo reactor de lecho fluidizado.
En una realización del proceso, el gas residual que sale de la primera etapa de tostado está separado por al menos un primer separador de ciclón.
En una realización del proceso, el gas residual que sale de la segunda etapa de tostado está separado por al menos un segundo separador de ciclón.
En una realización del proceso, el segundo componente de gas de proceso que se mezcla con el primer componente de gas de proceso, está caliente, preferiblemente la temperatura del segundo componente de gas de proceso es aproximadamente de entre 650 y 700°C para asegurar una reacción rápida con el primer componente de gas de proceso.
En una realización del proceso, el aire de combustión adicional se precalienta a al menos 200°C, preferiblemente mediante el calor extraído de los transportadores refrigerados por aire o enfriadores de calor.
En una realización del proceso, la calcina se tuesta completamente en la segunda etapa de tostado.
En una realización del proceso, el metal valioso es cualquiera de los metales del grupo del platino, oro, plata, cobre o zinc.
La invención también se refiere a una planta para tratar mineral partículas de concentrado que contienen metal valioso y que tienen al menos componentes que contienen arsénico y azufre. La planta comprende un primer reactor de tostado que opera con un bajo potencial de oxígeno para desensibilizar el concentrado y un primer separador dispuesto para recibir el gas residual del primer reactor de tostado y para separar de dicho gas de caldeo y un primer gas rico en sulfuro de proceso componente. Además, la planta comprende un segundo reactor de tostado dispuesto para recibir calcina desde el primer reactor de tostado y desde el primer separador, dicho segundo reactor de tostado opera con un exceso de oxígeno y un segundo separador dispuesto para recibir el gas residual del segundo reactor de tostado y para separarlo de dicho calcinado de gas residual y un segundo componente de gas de proceso. Además, la planta comprende medios para la postcombustión del componente de gas de proceso y el equipo de refrigeración de gas y eliminación de polvo para tratar adicionalmente el gas de proceso.
De acuerdo con la invención, la planta comprende además medios para formar una mezcla de gases del primer componente de gas de proceso y el segundo compuesto de gas de proceso que es oxígeno que contiene oxígeno oxidante. Dichos medios para la postcombustión incluyen una cámara de postcombustión para postcombustión de dicha mezcla de gases, funcionando dicha cámara de postcombustión con dicho primer componente de gas de proceso reductor y sulfuroso y dicho segundo componente de gas de proceso como oxidante, con el fin de descomponer SO3 en la mezcla de gases para reducir el contenido de SO3 en el gas de salida que sale de la cámara de postcombustión y reducir el riesgo de formación de acreción y corrosión en la cámara de postcombustión y en equipos subsiguientes de refrigeración por gas y eliminación de polvo.
En una realización de la planta, la planta comprende una primera tubería para guiar el primer componente de gas de proceso desde el primer separador a la cámara de postcombustión, y que los medios para formar la mezcla de gas comprenden una pluralidad de conexiones en varias posiciones a lo largo de la primera tubería para introducir el segundo componente de gas de proceso a través de dichas conexiones en la corriente del primer componente de gas de proceso.
En una realización de la planta, la postcombustión la cámara comprende una primera parte de cámara que forma una cámara de reacción a la que se alimenta la mezcla de gases, una segunda parte de cámara que comprende medios para insertar aire de combustión adicional, y una tercera parte de cámara desde la cual el gas sale de la cámara de combustión posterior.
En una realización de la planta, la cámara de postcombustión comprende medios de enfriamiento para controlar la temperatura en la cámara.
En una realización de la planta, el medio de refrigeración comprende una tobera de pulverización de agua para inyectar agua de refrigeración en la cámara de postcombustión para el enfriamiento directo.
5 En una realización de la planta, los medios de enfriamiento comprenden un refrigerador de radiación formado por una estructura de doble capa de las paredes de la cámara de postcombustión para el enfriamiento indirecto de las paredes de la cámara de postcombustión con flujo de vapor entre las carcasas.
En una realización de la planta, la planta comprende un primer intercambiador de calor para extraer calor del lecho fluidizado del primer reactor de lecho fluidizado.
10 En una realización de la planta, la planta comprende un segundo intercambiador de calor para extraer calor del lecho fluidizado del segundo reactor de lecho fluidizado.
En una realización de la planta, la planta comprende un tercer intercambiador de calor para recuperar el calor del vapor recalentado generado por el refrigerador de radiación para el uso interno o externo de la energía.
La ventaja de la invención es que resuelve problemas de acumulación durante la combustión posterior y corriente 15 abajo en el sistema de limpieza de gases, así como también el enfriamiento de gases durante la postcombustión. El riesgo de daños por corrosión causados por SO3 también se reduce. La mezcla sugerida de los gases de proceso reduce la cantidad de SO3, lo que reduce los riesgos de corrosión y los costos del tratamiento del efluente. La mezcla sugerida de los gases de proceso proporciona un gas de postcombustión precalentado sin coste (que contiene oxígeno). Solo una parte menor necesita posiblemente calentarse de otra manera. El preconsumo no produce la 20 formación de acreciones ni en la cámara de postcombustión ni en el siguiente equipo sin la necesidad de un equipo de precalentamiento adicional y costoso. La unidad de postcombustión sugerida posibilita la inserción de serpentines de sobrecalentamiento de vapor después de la unidad de postcombustión sin riesgo de formación de acreciones o corrosión por SO3. El sistema puede recalentar vapor sin la necesidad de sobrecalentamiento de vapor externo (sobrecalentador disparado por separado). La producción de vapor y sobrecalentamiento está bien equilibrada con la 25 necesidad de refrigeración del gas de proceso, esto evitará costosos y complicados sistemas de control (según sea necesario para un sobrercalentador externo).
Lista de figuras
La figura adjunta, que se incluye para proporcionar una mayor comprensión de la invención y forma parte de esta especificación, ilustra una realización de la invención y junto con la descripción ayuda a explicar los principios de la 30 invención.
La figura es un diagrama de flujo esquemático de una realización de un proceso y planta de acuerdo con la invención. Descripción detallada de la invención
El diagrama de flujo en la Figura muestra una planta de tostado en dos etapas con su sistema de manejo de gases residuales. Este diseño de proceso es adecuado cuando la materia prima es un concentrado de sulfuro contaminado 35 con arsénico cuyas partículas valiosas contienen metales preciosos como oro y plata. El cobre y el zinc también pueden estar presentes en cantidades grandes o pequeñas. El concentrado se alimenta en la entrada 29 a la primera etapa de tostado 1 que se implementa en un primer reactor de tostado 16. El primer reactor de tostado 16 es un primer reactor de lecho fluidizado. La primera etapa de tostado 1 es una etapa de desensibilización que funciona a un potencial de oxígeno muy bajo. Un primer separador de ciclones 18 está dispuesto para recibir gas de proceso con 40 una gran cantidad de calcina del primer reactor de tostado 16 y para separar de dicho gas de proceso la calcina y un primer componente de gas de proceso 2 rico en sulfuro con menos calcina. La calcina contiene los metales valiosos y tiene un bajo contenido de arsénico. El primer componente de gas de proceso 2 compuestos ricos en gases como azufre elemental, sulfuro de hidrógeno y sulfuro de arsénico.
Un segundo reactor de tostado 17 está dispuesto para recibir calcina desde el primer reactor de tostado 16 y desde el 45 primer separador 18. La segunda etapa de tostado 3 se hace en un segundo reactor de tostado 17 que es el segundo reactor de lecho fluidizado en el que la calcina está completamente tostada, es decir, asado tostado o sulfatado, y funciona con un exceso de oxígeno. El significado del material tostado o sulfatado muerto es que todo el azufre sulfurado se ha eliminado y cualquier azufre restante se compone de sulfatos. Un segundo separador de ciclón 19 está dispuesto para recibir el gas de proceso del segundo reactor de tostado 17 y para separarlo de dicho calcinado 50 de gas de proceso y un segundo componente de gas de proceso 4. El segundo componente de gas de proceso 4 que sale de la segunda torrefacción oxidante contendrá oxígeno y compuestos oxidados como SO3.
La calcina del segundo reactor de tostado 17 y del segundo separador de ciclón 19 se alimenta a través de una salida 30 para un procesamiento posterior de la calcina, enfriamiento, lixiviación, etc. (no se muestra en la Figura).
La planta y el proceso comprenden además medios para formar una mezcla de gases del primer componente de gas
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de proceso 2 y el segundo componente de gas de proceso 4 que es oxígeno que contiene gas de proceso de oxidante en caliente.
Los medios para formar una mezcla de gases pueden estar dispuestos de modo que una pluralidad de conexiones 21 está dispuesta en varias posiciones a lo largo de la primera tubería 20 que conduce al primer componente 2 de gas de proceso desde el primero separador 18 a la cámara de combustión posterior 6. El segundo componente de gas de proceso 4 puede introducirse a través de dicha pluralidad de conexiones 21 en la corriente del primer componente de gas de proceso 2. Esto mejora la mezcla y reduce el tiempo de combustión.
El segundo componente de gas de proceso 4 está caliente, habitualmente entre 650 y 700°C, lo que asegura una reacción rápida con el gas tostador. Cuando el aire de postcombustión adicional cálido 12, es usado, los transportadores enfriados por aire (no mostrados en la Figura) o los refrigeradores de calcina (no mostrados en la Figura) podrían usarse como precalentadores de aire para precalentar el aire a aproximadamente 200°C.
La postcombustión de la mezcla de gases se implementa en una cámara de postcombustión 6. La cámara de postcombustión 6 funciona con dicho primer componente de gas de proceso 2 reductor y sulfuroso y dicho segundo componente de gases de proceso 4 y, si es necesario, con aire caliente 12. Condiciones durante la postcombustión, por ejemplo, un aumento de la temperatura del gas y la presencia de componentes reductores del gas permitirán descomponer el SO3 y, por lo tanto, reducir el contenido de SO3 en el gas de proceso en la salida de combustión posterior 7. Esta es una característica importante ya que reducirá el riesgo de condensación de ácido y la posterior formación de polvo pegajoso, especialmente en la torre de acondicionamiento 10 y el filtro de bolsa 11 que operan cerca o por debajo del punto de rocío de SO3.
La cámara de postcombustión 6 comprende una primera parte de cámara 22 que forma una cámara de reacción a la que se alimenta la mezcla de gases. Además, la cámara de postcombustión comprende una segunda parte de cámara 23 que tiene medios para insertar aire de combustión 12 adicional. Se inserta aire de postcombustión adicional 12 en la cámara de combustión posterior 6 después de la zona de reacción de combustión principal Z para evitar la formación de SO3. El gas sale de la cámara de postcombustión 6 a través de una tercera parte de cámara 24. El gas de salida 7 que sale de la cámara de postcombustión 6 se conduce a etapas de enfriamiento de gas y eliminación de polvo convencionales 8 a 11, que pueden incluir conducir el gas de salida 7 a través de una torre de refrigeración 8 a una instalación de precipitador electrostático 9 y luego a un filtro de bolsa 11.
La cámara de postcombustión 6 debe tener un volumen tal que el tiempo de permanencia sea lo suficientemente largo para asegurar la combustión completa de todos los compuestos fácilmente oxidados pre enviados en la mezcla de gases, por ejemplo, sulfuro de hidrógeno, sulfuro elemental, sulfuro de arsénico y arsénico elemental.
La temperatura de reacción durante la postcombustión es aumentado debido a reacciones exotérmicas, pero debe controlarse para evitar el sobrecalentamiento ya que esto debería causar la formación de material parcialmente fundido y pegajoso en la cámara de postcombustión 6.
El control de la temperatura de postcombustión se realiza mediante inyección directa de agua de refrigeración a través de una boquilla de pulverización de agua 25 en la cámara de postcombustión 6 o por enfriamiento indirecto de las paredes 15 de la cámara de postcombustión 6 por medio de sobrecalentamiento de vapor o por una combinación de ambos.
La inyección directa de agua de refrigeración se utiliza cuando no se incluye la recuperación de energía en la hoja de flujo del tostador, mientras que la refrigeración por vapor indirecto se utiliza cuando se incluye la recuperación de energía 28.
La inyección directa de agua en combinación con refrigeración por vapor de enfriamiento indirecto puede ser necesaria para controlar la temperatura de la llama durante la combustión para evitar la formación de material pegajoso. El enfriamiento indirecto con vapor en las paredes posteriores a la combustión 15 servirá para tres propósitos, las paredes estarán lo suficientemente calientes para que no se formen acreciones ni se produzca corrosión, y las paredes estarán lo suficientemente frías para evitar el sobrecalentamiento de las paredes y del gas de postcombustión y al mismo tiempo producir vapor sobrecalentado.
El medio de enfriamiento indirecto comprende un refrigerador de radiación 14 formado por una estructura de doble capa de las paredes 15 de la cámara de postcombustión 6 para el enfriamiento indirecto de las paredes de la cámara de combustión posterior con transmisión de vapor entre las conchas. Las paredes 15 pueden estar hechas de paneles de enfriamiento que por radiación del gas caliente dentro de la cámara 6 convierte el vapor saturado dentro de las paredes 15 en vapor sobrecalentado. Al usar vapor se puede asegurar que la temperatura de la pared de la cámara de postcombustión 6 no alcance a niveles en los que podría formarse condensación en las paredes.
También es posible tener enfriamiento indirecto con vapor, en parte o solo, insertando serpentines de recalentamiento en la corriente de gas en la tercera parte 24 de la cámara de combustión posterior 6 o en el conducto de gas siguiente. Como la concentración de SO3 se reduce, cualquier vapor de plomo metálico en el gas tostador se ha oxidado a compuestos de plomo sin condensación como PbO y el gas de proceso tiene una temperatura que se controla a un nivel que proporciona poca o ninguna materia pegajosa en la postcombustión cámara. Entonces se necesitaría un
aislamiento correcto de la cámara de postcombustión.
Si se tratan concentrados libres de plomo, puede proporcionarse un primer intercambiador de calor 26 para extraer calor del lecho fluidizado del primer reactor de lecho fluidizado 16 (el circuito de vapor se muestra con una línea de puntos y rayas en la figura) y un segundo calor intercambiador 27 para extraer calor del lecho fluidizado del segundo 5 reactor de lecho fluidizado 17 (se muestra el circuito de vapor con una línea continua en la Figura). Los intercambiadores de calor 26 y 27 pueden ser bobinas de vapor 26, 27 con las mismas posibilidades de sobrecalentamiento que las descritas anteriormente.
Si los concentrados que contienen plomo son tostados, solo se puede proporcionar un segundo reactor de lecho fluidizado de 17 con la bobina de vapor 27, porque el vapor de plomo se condensaría en la bobina de vapor 26 en el 10 primer reactor 16 que causaría acreciones y dañaría la operación de tostado. En ese caso, el calor se extrae solo del lecho fluidizado del segundo reactor de lecho fluidizado 17.
Preferiblemente, el vapor sobrecalentado generado por el enfriador 14 de radiación se conduce a través de un tercer intercambiador de calor 28 para recuperar el calor del vapor sobrecalentado para uso interno en el proceso en sí, por ejemplo, calentamiento de vapor de tanques de lixiviación y/o uso externo de energía. El uso externo puede incluir, 15 por ejemplo, producción de energía eléctrica por una turbina.
Es obvio para una persona experta en la técnica que con el avance de la tecnología, la idea básica de la invención puede implementarse de diversas maneras. Por ejemplo, aunque se ha descrito un proceso de tueste en dos etapas, debe entenderse que el proceso puede incluir más de dos, por ejemplo, tres o más, etapas de tostado y, respectivamente, la planta puede incluir más de dos, por ejemplo, tres o más reactores de tostado. La invención y sus 20 realizaciones no están, por lo tanto, limitadas a los ejemplos descritos anteriormente, sino que pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (27)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un proceso para tratar partículas de concentrado de mineral que contienen metales valiosos y que tienen al menos arsénico y componentes que contienen azufre, cuyo proceso comprende:
    - tostar las partículas de concentrado en un primer paso de tostado (1) que funciona con un bajo potencial de oxígeno para desensibilizar el concentrado,
    - el gas residual que sale del primer paso de tostado (1) se trata para separar la calcina y un primer componente de gas de proceso rico en sulfuro (2),
    - tostar la calcina desde el primer paso de tostado en un segundo paso de tostado (3) que funciona con un exceso de oxígeno,
    - el gas residual que sale de la segunda etapa de tostado se trata para separar la calcina y un segundo componente de gas de proceso (4),
    - postcombustión de los componentes del gas de proceso (2, 4) y
    - tratar el gas de proceso en los siguientes pasos de enfriamiento de gas y eliminación de polvo, caracterizado por que el proceso comprende además
    - formar una mezcla de gases del primer componente de gas de proceso (2) y el segundo componente de gas de proceso (4) que es oxígeno que contiene un gas oxidante caliente y
    - postcombustión de dicha mezcla de gases en una cámara de postcombustión (6), operando dicha postcombustión con dicho primer componente de gas de proceso reductor y sulfuroso (2) y dicho segundo componente de gas de proceso (4) como gas oxidante, para descomponer SO3 en la mezcla de gases para reducir el contenido de SO3 en el gas de salida (7) que sale de la cámara de postcombustión y para reducir el riesgo de formación de acreción y corrosión en la cámara de postcombustión y en posteriores pasos, y
    - exponer el gas de salida (7) a los siguientes pasos de enfriamiento de gas y eliminación de polvo (8 a 11).
  2. 2. El proceso de acuerdo con la reivindicación, caracterizado por que el aire de postcombustión adicional (12) se inserta en la cámara de postcombustión (6) después de la zona de reacción de postcombustión principal (Z) para evitar la formación de SO3.
  3. 3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el tiempo de permanencia del gas en la cámara de postcombustión (6) está dispuesto para ser lo suficientemente largo para asegurar la combustión completa de todos los compuestos fácilmente oxidados, tales como sulfuro de hidrógeno, elemental sulfuro, sulfuro de arsénico, arsénico elemental, presente en la mezcla de gases.
  4. 4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que el tiempo de permanencia suficientemente largo se proporciona mediante la colocación de un volumen suficiente de la cámara de postcombustión (6).
  5. 5. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el proceso comprende una etapa de control de la temperatura en la cámara de postcombustión.
  6. 6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que la etapa de control de la temperatura en la cámara de postcombustión (6) incluye la inyección directa de agua de refrigeración (13) en la cámara de combustión posterior (6).
  7. 7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, caracterizado por que la etapa de control de la temperatura en la cámara de postcombustión (6) incluye el enfriamiento indirecto de las paredes de la cámara de combustión posterior con vapor para mantener la temperatura de las paredes del postcombustión por encima de la temperatura de condensación de As2O3 o SO3.
  8. 8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que dicho enfriamiento indirecto se implementa mediante un enfriador de radiación (14) formado por una estructura de doble capa de las paredes (15) de la cámara de postcombustión (6) el vapor que fluye dentro del doble estructura de concha de la pared por la cual el gas caliente dentro de la cámara (6) por radiación convierte el vapor saturado en vapor sobrecalentado.
  9. 9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que el calor se recupera del vapor sobrecalentado para uso interno o externo de la energía.
  10. 10. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el primer paso de tostado (1) se implementa en un primer reactor de lecho fluidizado (16) y la segunda etapa de tostado se implementa en un segundo reactor de lecho fluidizado (17).
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  11. 11. El proceso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que el proceso incluye extraer calor del lecho fluidizado del primer reactor de lecho fluidizado (16).
  12. 12. El proceso de acuerdo con la reivindicación 10 o 11, caracterizado por que el proceso incluye extraer calor del lecho fluidizado del segundo reactor de lecho fluidizado (17).
  13. 13. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1a 12, caracterizado por que el gas
    residual que sale de la primera etapa de tostado (1) está separado por al menos un primer separador de ciclón (18).
  14. 14. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que el gas
    residual que sale de la segunda etapa de tostado (3) está separado por al menos un segundo separador de ciclón
    (19) .
  15. 15. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que el
    segundo componente de gas de proceso (4) que se mezcla con el primer componente de gas de proceso (2) es caliente, preferiblemente la temperatura del segundo componente de gas de proceso (4) es aproximadamente de entre 650 y 700°C para asegurar una reacción rápida con el primer componente del gas de proceso (2).
  16. 16. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 15, caracterizado por que el aire adicional de postcombustión (12) se precalienta a al menos 200°C, preferiblemente mediante los transportadores refrigerados por aire o enfriadores de calcinación.
  17. 17. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque en un segundo paso de tostado (3) la calcina está completamente tostada.
  18. 18. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por que el metal valioso es cualquiera de los metales del grupo del platino, oro, plata, cobre o zinc.
  19. 19. Planta para tratar partículas de concentrados de mineral que contienen metales valiosos y que tienen al menos componentes que contienen arsénico y azufre, y la planta comprende:
    - un primer reactor de tostado (16) que funciona con un bajo potencial de oxígeno para desensibilizar el concentrado
    - un primer separador (18) dispuesto para recibir el gas residual del primer reactor de tostado y para separar de dicho caldo de gas residual y un primer componente de gas de proceso rico en sulfuro (2),
    - un segundo reactor de tostado (17) dispuesto para recibir calcina del primer reactor de tostado (16) y del primer separador (18), funcionando dicho segundo reactor de tostado con un exceso de oxígeno,
    - un segundo separador (19) dispuesto para recibir gas de escape del segundo reactor de tostado y para separar de dicho calcinado de gas residual y un segundo componente de gas de proceso (4),
    - medios para la postcombustión del componente de gas de proceso (2, 4) y
    - equipo de enfriamiento y eliminación de polvo de gas (8 a 11) para tratar adicionalmente el gas de proceso, caracterizado por que la planta comprende además medios para formar una mezcla de gases del primer componente de gas de proceso (2) y el segundo componente de gas de proceso (4) que es oxígeno que contiene un gas oxidante caliente y dicho medio para postcombustión incluye una cámara de postcombustión (6) para postcombustión de dicha mezcla de gases, funcionando dicha cámara de postcombustión con dicho primer componente de gas de proceso reductor y sulfuroso (2) y dicho segundo componente de gas de proceso (4) como oxidante para descomponer SO3 en la mezcla de gases para reducir el contenido de SO3 en el gas de salida (7) que sale de la cámara de combustión y para reducir el riesgo de formación de acreción y corrosión en la cámara de postcombustión y en el subsiguiente equipo de enfriamiento de gas y eliminación de polvo (8 a 11).
  20. 20. La planta según la reivindicación 19, caracterizada por que la planta comprende una primera tubería
    (20) para guiar el primer componente de gas de proceso (2) desde el primer separador (18) a la cámara de postcombustión (6) y que los medios para formar la mezcla de gases comprenden una pluralidad de conexiones (21) en varias posiciones a lo largo de la primera tubería (20) para introducir el segundo gas de proceso componente (4) a través de dichas conexiones (21) en la corriente del primer componente de gas de proceso (2).
  21. 21. La planta según la reivindicación 19 o 20, caracterizada por que la cámara de postcombustión (6) comprende una primera parte de cámara (22) que forma una cámara de reacción a la que se alimenta la mezcla de gases, una segunda parte de la cámara (23) que comprende medios para insertar aire de combustión (12) y una tercera parte de cámara (24) desde la cual el gas sale de la cámara de combustión posterior.
  22. 22. La planta según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21 caracterizada por que la cámara de postcombustión (6) comprende medios de enfriamiento para controlar la temperatura en la cámara.
  23. 23. La instalación según la reivindicación 22, caracterizada por que los medios de refrigeración comprenden
    10
    15
    una boquilla de pulverización de agua (25) para inyectar agua de refrigeración (13) en la cámara de postcombustión para el enfriamiento directo.
  24. 24. Planta según la reivindicación 22 o 23, caracterizada por que el medio de refrigeración comprende un refrigerador de radiación (14) formado por una estructura de doble capa de las paredes (15) de la cámara de postcombustión (6) para enfriamiento indirecto de las paredes de la cámara de combustión posterior con vapor que fluye entre las conchas.
  25. 25. La planta según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 24, caracterizada por que la planta comprende un primer intercambiador de calor (26) para extraer calor del lecho fluidizado del primer reactor de lecho fluidizado (16).
  26. 26. La planta según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 25, caracterizada por que la planta comprende un segundo intercambiador de calor (27) para extraer calor del lecho fluidizado del segundo reactor de lecho fluidizado (17).
  27. 27. La planta según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 26, caracterizada por que la planta comprende un tercer intercambiador de calor (28)para recuperar el calor del vapor de agua recalentado generado por el refrigerador de radiación (14) para el uso interno o externo de la energía.
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