Способ и установка для обработки частиц рудного концентрата, содержащих ценный металл

Номер патента: 24510

Опубликовано: 30.09.2016

Авторы: Гюнтнер Йохан, Лундхольм Карин, Берг Гуннар, Хольмстрем Оке

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ обработки частиц рудного концентрата, содержащих ценный металл и имеющих в своем составе, по меньшей мере, мышьяк и серосодержащие компоненты, включающий

обжиг частиц концентрата на первой стадии (1) обжига, проводимый с низким кислородным потенциалом для очистки концентрата от мышьяка;

обработку отходящего газа, выходящего на первой стадии (1) обжига, для отделения продукта обжига и первого компонента (2) технологического газа, богатого сульфидом;

обжиг продукта обжига, выходящего с первой стадии обжига, на второй стадии (3) обжига, проводимой с избытком кислорода;

обработку отходящего газа, выходящего со второй стадии обжига, для отделения продукта обжига и второго компонента (4) технологического газа;

обработку технологического газа на последующих стадиях охлаждения газа и удаления пыли,

отличающийся тем, что

формируют газовую смесь первого компонента (2) технологического газа и второго компонента (4) технологического газа, представляющего собой нагретый кислородсодержащий окисляющий газ;

дожигают указанную газовую смесь в камере (6) дожигания с целью разложения SO3 в газовой смеси для уменьшения содержания SO3 в отработавшем газе, выходящем из камеры дожигания, и снижения риска образования настыли и коррозии в камере сгорания и на последующих стадиях;

подают отработавший газ (7), выходящий из камеры дожигания, на последующие стадии охлаждения газа и удаления пыли (8-11).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что во избежание образования SO3 в камеру (6) дожигания после основной зоны (Z) реакции дожигания подают добавочный воздух (12) для дожигания.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что продолжительность пребывания газа в камере (6) дожигания регулируют таким образом, что она является достаточно долгой, чтобы обеспечить полное сгорание всех легкоокисляемых соединений, таких как сероводород, элементарный сульфид, сульфид мышьяка, элементарный мышьяк, присутствующих в газовой смеси.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что достаточно долгую продолжительность пребывания обеспечивают путем установки камеры (6) дожигания достаточного объема.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что способ включает стадию регулирования температуры в камере дожигания.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что на стадии регулирования температуры в камере (6) дожигания осуществляют прямой впрыск охлаждающей воды (13) в камеру (6) дожигания.

7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что на стадии регулирования температуры в камере (6) дожигания осуществляют косвенное охлаждение стенок камеры дожигания паром для поддержания температуры стенок камеры дожигания выше температуры конденсации As2O3 или SO3.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанное косвенное охлаждение осуществляют радиационным охладителем (14), образованным конструкцией с двойным корпусом стенок (15) камеры (6) дожигания, при этом пар протекает внутри конструкции с двойным корпусом стенки, в результате чего горячий газ внутри камеры (6) путем радиационной теплопередачи преобразует насыщенный пар в перегретый пар.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что тепло от перегретого пара передают на внутреннее или внешнее использование.

10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что первую стадию (1) обжига проводят в первом реакторе (16) с псевдоожиженным слоем и вторую стадию обжига проводят во втором реакторе (17) с псевдоожиженным слоем.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что отбирают тепло от псевдоожиженного слоя первого реактора (16) с псевдоожиженным слоем.

12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что отбирают тепло от псевдоожиженного слоя второго реактора (17) с псевдоожиженным слоем.

13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что отходящий газ, выходящий с первой стадии (1) обжига, отделяют по меньшей мере в одном первом циклонном сепараторе (18).

14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что отходящий газ, выходящий со второй стадии (3) обжига, отделяют по меньшей мере в одном втором циклонном сепараторе (19).

15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что второй компонент (4) технологического газа, смешиваемый с первым компонентом (2) технологического газа, является горячим, предпочтительно температура второго компонента (4) технологического газа составляет около 650-700°C для обеспечения быстрой реакции с первым компонентом (2) технологического газа.

16. Способ по любому из пп.2-15, отличающийся тем, что добавочный воздух (12) для дожигания предварительно нагревают по меньшей мере до 200°C предпочтительно посредством конвейеров воздушного охлаждения или охладителей продукта обжига.

17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что на второй стадии (3) обжига продукт обжига полностью обжигают.

18. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что ценный металл представляет собой любой из металлов платиновой группы, золото, серебро, медь или цинк.

19. Установка для реализации способа по п.1, включающая

первый реактор (16) обжига, работающий с низким кислородным потенциалом для очистки концентрата от мышьяка;

первый сепаратор (18), выполненный с возможностью приема отходящего газа из первого реактора обжига и отделения от указанного отходящего газа продукта обжига и первого компонента (2) технологического газа, богатого сульфидом;

второй реактор (17) обжига, выполненный с возможностью приема продукта обжига из первого реактора (16) обжига и из первого сепаратора (18), причем указанный второй реактор обжига работает с избытком кислорода;

второй сепаратор (19), выполненный с возможностью приема отходящего газа из второго реактора обжига и отделения от указанного отходящего газа продукта обжига и второго компонента (4) технологического газа;

оборудование (8-11) для охлаждения газа и удаления пыли для дальнейшей обработки технологического газа,

отличающаяся тем, что включает устройства для формирования газовой смеси первого компонента (2) технологического газа и второго компонента (4) технологического газа, представляющего собой нагретый кислородсодержащий окисляющий газ, и камеру (6) дожигания для дожигания указанной газовой смеси с целью разложения SO3 в газовой смеси для уменьшения содержания SO3 в отработавшем газе (7), выходящем из камеры дожигания, и снижения риска образования настыли и коррозии в камере сгорания и на последующем оборудовании для охлаждения газа и удаления пыли (8-11).

20. Установка по п.19, отличающаяся тем, что содержит первый трубопровод (20) для направления первого компонента (2) технологического газа из первого сепаратора (18) в камеру (6) дожигания, а устройства для формирования газовой смеси содержат множество патрубков (21) в нескольких местах вдоль первого трубопровода (20) для введения второго компонента (4) технологического газа через указанные патрубки (21) в поток первого компонента (2) технологического газа.

21. Установка по п.19 или 20, отличающаяся тем, что камера (6) дожигания содержит первый участок (22) камеры, образующий реакционную камеру, в которую подают газовую смесь, второй участок (23) камеры, содержащий устройства для ввода добавочного воздуха (12) для дожигания, и третий участок (24) камеры, через который газ выходит из камеры дожигания.

22. Установка по любому из пп.19-21, отличающаяся тем, что камера (6) дожигания содержит средства охлаждения для регулирования температуры в камере.

23. Установка по п.22, отличающаяся тем, что средства охлаждения включают водоразбрызгивающее сопло (25) для впрыска охлаждающей воды (13) в камеру дожигания для прямого охлаждения.

24. Установка по п.22 или 23, отличающаяся тем, что средства охлаждения включают радиационный охладитель (14), образованный конструкцией с двойным корпусом стенок (15) камеры (6) дожигания, для косвенного охлаждения стенок камеры дожигания паром, протекающим между корпусами стенок.

25. Установка по любому из пп.19-24, отличающаяся тем, что содержит первый теплообменник (26) для отбора тепла от псевдоожиженного слоя первого реактора (16) с псевдоожиженным слоем.

26. Установка по любому из пп.19-25, отличающаяся тем, что содержит второй теплообменник (27) для отбора тепла от псевдоожиженного слоя второго реактора (17) с псевдоожиженным слоем.

27. Установка по любому из пп.19-26, отличающаяся тем, что содержит третий теплообменник (28) для передачи тепла от перегретого пара, образованного в радиационном охладителе (14), на внутреннее или внешнее использование.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЧАСТИЦ РУДНОГО КОНЦЕНТРАТА,СОДЕРЖАЩИХ ЦЕННЫЙ МЕТАЛЛ Настоящее изобретение описывает способ и установку для обработки частиц рудного концентрата,содержащих ценный металл и имеющих в своем составе, по меньшей мере, мышьяк и серосодержащие компоненты. Способ включает двухстадийный процесс обжига, включающий первую стадию (1) обжига, которую проводят в первом реакторе (16) обжига, и вторую стадию(3) обжига, которую проводят во втором реакторе (17) обжига. Газовую смесь формируют из первого компонента (2) технологического газа, получаемого на первой стадии (1) обжига, и из второго компонента (4) технологического газа, получаемого на второй стадии (3) обжига. Дожигание газовой смеси производят в камере (6) дожигания. Дожигание производят с указанным восстанавливающим первым компонентом (2) технологического газа, богатым сульфидом, и со вторым компонентом (4) технологического газа в качестве окисляющего газа, с целью разложенияSO3 в газовой смеси для уменьшения содержания SO3. Понижен риск образования настылей и коррозии в камере дожигания и на последующих стадиях. В конце отработавший газ (7) подают на последующие стадии (8-11) охлаждения газа и удаления пыли. Область техники Настоящее изобретение относится к способу в соответствии с п.1 формулы изобретения. Также настоящее изобретение относится к установке в соответствии с п.19 формулы изобретения. Более конкретно, настоящее изобретение относится к обработке и очистке отходящего газа в указанном способе и установке. Уровень техники Общеизвестная технология в данной области описана, например, в статьях "Roasting Developments especially oxygenated roasting" ("Усовершенствование процесса обжига - в частности, обжиг с применением обогащенного кислородом воздуха"), Developments in Mineral Processing, v. 15, 2005, p. 403-432, K.G.Thomas, A.P. Cole; "Roasting of gold ore in the circulating fluidized-bed technology" ("Обжиг золотой руды по технологии циркулирующего псевдоожиженного слоя"), Developments in Mineral Processing, v. 15,2005, p. 433-453, J. Hammerschmidt, J. Guntner, B. Kerstiens; и в патентных документах WO 2010/003693,US 6482373, AU 650783, US 4919715. Медные и золотосодержащие концентраты, содержащие мышьяк, предпочтительно подвергают удаляющему мышьяк обжигу перед дальнейшей обработкой путем сплавления на медеплавильном заводе или выщелачивания цианидами. Удаляющий мышьяк обжиг осуществляют путем регулирования кислородного потенциала во время испарения мышьяка для удержания железа в виде магнетита и пирротина. Продукт обжига после этого дополнительно обрабатывают путем обычной выплавки на штейн в случае, если сырье состоит из медьсодержащего концентрата. Обогащенный золотом продукт обжига часто обрабатывают путем выщелачивания цианидами, но выщелачивание эффективно, только если продукт обжига обожжен до полного удаления серы или подвергался сульфатизирующему обжигу. Обычным способом обработки золотого концентрата, богатого мышьяком, является процесс обжига в две стадии, при котором обе стадии имеют в своем составе псевдоожиженные слои. Первый псевдоожиженный слой представляет собой стадию удаления мышьяка, осуществляемую при очень низком кислородном потенциале, второй псевдоожиженный слой представляет собой окислительный обжиг до полного удаления серы или сульфатирующую стадию, осуществляемую с избытком кислорода. Технологический газ, выходящий при удаляющем мышьяк обжиге, будет содержать богатые серой газообразные соединения, такие как элементарная сера, сероводород и сульфид мышьяка, в то время как технологический газ, выходящий при втором окислительном обжиге, будет содержать кислород и окисленные соединения, например SO3. Технологические газы, отходящие раздельно после стадий обжига, как правило, дополнительно обрабатывают отделением от них продуктов обжига в циклонах; возможно, направляют обратно в псевдоожиженный слой, обрабатывают путем дожигания, охлаждения газов и удаления пыли в электростатических осадителях, возможно, путем очищения в рукавном фильтре и, наконец, превращения SO2 в серную кислоту. Общеизвестными проблемами при дальнейшей обработке являются: образование настылей, которые могут сорваться и повредить оборудование или воспрепятствовать прохождению газа. Настыли образуются, например, вследствие местного переохлаждения технологического газа или на холодных поверхностях оборудования; конденсация мышьяка на холодных поверхностях, что приводит к образованию указанных настылей; конденсация кислотных паров на холодных поверхностях, что вызывает коррозию и способствует образованию настылей; если количество кислотных паров велико, затраты на очистку сточных вод также будут высокими. Рекуперация тепла системы часто ограничена образованием насыщенного пара, который меньше подходит для производства электрической энергии. Эти проблемы были ранее решены следующим образом. Воздух для дожигания, например, может быть добавлен на выходе из циклона. Однако в некоторых случаях дожигание может стать причиной образования настылей в газопроводах, особенно если сгорание производят с большим количеством воздуха при температуре окружающей среды. Проблему образования настылей на холодных поверхностях оборудования, как правило, решают путем использования предварительно нагретого воздуха, что требует отдельного нагревательного оборудования с увеличением инвестиционных и эксплуатационных затрат (техническое обслуживание и, возможно, горючее для нагревания). Образования настылей на оборудовании, как правило, избегают путем хорошей изоляции оборудования, так чтобы не возникало холодных поверхностей, хотя также признают,что настыли будут образовываться в местах, где изоляция повреждена или произведена некачественно. Охлаждение газа при двухстадийном обжиге можно производить либо путем прямого охлаждения с впрыском воды в охлаждающую башню, либо путем косвенного охлаждения посредством охлаждающих змеевиков в псевдоожиженном слое и с обычным паровым котлом. Содержание свинца и мышьяка в концентрате и концентрация SO3 в технологическом газе влияют на выбор подходящего способа охлаждения, так как эти элементы могут вызвать образование настылей на охлажденных поверхностях. Примерами соединений, которые вызывают образование настылей, являются природный свинец на охлаждающих змеевиках на первой стадии очистки от мышьяка и SO3 или триоксид мышьяка в испарительных трубах парового котла. Сегодня принято считать, что высокие концентрации SO3 приводят к повышению стоимости установки очистки сточных вод. Коррозии оборудования, как правило, избегают хорошей изоляцией оборудования, так что конденсации SO3 не происходит или ее количество невелико, хотя также признают, что коррозия будет происходить с течением времени, а также, например, в местах, где изоляция повреждена или произведена некачественно. Лучше всего иметь возможность избежать высоких концентраций SO3 в технологическом газе. Сегодня это удалось сделать, в некоторой степени, путем управления процессом современными системами управления. Предпочтительно дальнейшее сокращение. Рекуперацию тепла в виде пара сегодня осуществляют змеевиками парогенерации в самом псевдоожиженном слое, часто без перегрева. В потоке технологического газа иногда используют стандартный паровой котел, но с подобными рисками образования настылей и коррозии, как описаны выше. Цель изобретения Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков. В частности, целью настоящего изобретения является создание способа и установки, в которых риски коррозии и образования настылей уменьшаются в процессе дожигания и ниже по потоку в системе газоочистки. Кроме того, целью настоящего изобретения является создание способа и установки, в которых концентрация SO3 в технологическом газе может быть уменьшена, а риск коррозионного повреждения за счет SO3 понижен. К тому же, целью настоящего изобретения является создание способа и установки, в которых снижены затраты на обработку стоков. Также целью настоящего изобретения является снижение общего объема технологического газа, что уменьшит инвестиционные и эксплуатационные затраты. Сущность изобретения Способ согласно изобретению характеризуется тем, что изложено в п.1 формулы изобретения. Кроме того, установка согласно изобретению характеризуется тем, что изложено в п.19 формулы изобретения. Изобретение относится к способу обработки частиц рудного концентрата, содержащих ценный металл и имеющих в своем составе, по меньшей мере, мышьяк и серосодержащие компоненты. Способ включает обжиг частиц концентрата на первой стадии обжига, проводимый с низким кислородным потенциалом для очистки концентрата от мышьяка. Отходящий газ, выходящий с первой стадии обжига,обрабатывают для отделения продукта обжига и первого компонента технологического газа, богатого сульфидом. Далее, способ включает обжиг продукта обжига, выходящего с первой стадии обжига, на второй стадии обжига, проводимой с избытком кислорода. Отходящий газ, выходящий со второй стадии обжига, обрабатывают для отделения продукта обжига и второго компонента технологического газа. Далее, способ включает дожигание компонентов технологического газа и обработку технологического газа на последующих стадиях охлаждения газа и удаления пыли. В соответствии с настоящим изобретением, способ дополнительно включает формирование газовой смеси первого компонента технологического газа и второго компонента технологического газа, представляющего собой нагретый кислородосодержащий окисляющий газ, и дожигание указанной газовой смеси в камере дожигания, причем указанное дожигание производят с указанным восстанавливающим первым компонентом технологического газа, богатым сульфидом, и с указанным вторым компонентом технологического газа, в качестве окисляющего газа, с целью разложения SO3 в газовой смеси для уменьшения содержания SO3 в отработавшем газе, выходящем из камеры дожигания, и снижения риска образования настыли и коррозии в камере дожигания и на последующих стадиях. В завершение, способ включает обработку отходящего газа на последующих стадиях охлаждения газа и удаления пыли. В одном воплощении способа добавочный воздух для дожигания вводят в камеру дожигания после основной зоны реакции дожигания, во избежание образования SO3. В другом воплощении способа продолжительность пребывания газа в камере дожигания регулируют таким образом, что она является достаточно долгой, чтобы обеспечить полное сгорание всех легкоокисляемых соединений, таких как сероводород, элементарный сульфид, сульфид мышьяка, элементарный мышьяк, присутствующих в газовой смеси. В следующем воплощении способа достаточно долгую продолжительность пребывания обеспечивают путем установки камеры дожигания надлежащего объема. В следующем воплощении способ включает стадию регулирования температуры в камере дожигания. В следующем воплощении способа стадия регулирования температуры в камере дожигания включает прямой впрыск охлаждающей воды в камеру дожигания. В следующем воплощении способа стадия регулирования температуры в камере дожигания включает косвенное охлаждение стенок камеры дожигания паром, чтобы поддерживать температуру стенок камеры дожигания выше температуры конденсации As2O3 или SO3. В следующем воплощении способа указанное косвенное охлаждение осуществляют радиационным охладителем, образованным конструкцией с двойным корпусом стенок камеры дожигания, причем пар протекает внутри конструкции двойных стенок, благодаря чему горячий газ внутри камеры путем радиационной теплопередачи превращает насыщенный пар в перегретый пар. В следующем воплощении способа тепло от перегретого пара передают на внутреннее или внешнее использование энергии. В следующем воплощении способа первую стадию обжига выполняют в первом реакторе с псевдоожиженным слоем и вторую стадию обжига выполняют во втором реакторе с псевдоожиженным слоем. В следующем воплощении способ включает отбор тепла от псевдоожиженного слоя первого реактора с псевдоожиженным слоем. В следующем воплощении способ включает отбор тепла от псевдоожиженного слоя второго реактора с псевдоожиженным слоем. В следующем воплощении способа отходящий газ, выходящий с первой стадии обжига, отделяют по меньшей мере в одном первом циклонном сепараторе. В следующем воплощении способа отходящий газ, выходящий со второй стадии обжига, отделяют по меньшей мере в одном втором циклонном сепараторе. В следующем воплощении способа второй компонент технологического газа, смешиваемый с первым компонентом технологического газа, является горячим, предпочтительно температура второго компонента технологического газа составляет около 650-700C для обеспечения быстрой реакции с первым компонентом технологического газа. В следующем воплощении способа добавочный воздух для дожигания предварительно нагревают по меньшей мере до 200C, предпочтительно теплом, отведенным от конвейеров воздушного охлаждения или охладителей продукта обжига. В следующем воплощении способа продукт обжига полностью обжигают на второй стадии обжига. В следующем воплощении способа ценный металл представляет собой любой из металлов платиновой группы, золото, серебро, медь или цинк. Изобретение также относится к установке для обработки частиц рудного концентрата, содержащих ценный металл и имеющих в своем составе, по меньшей мере, мышьяк и серосодержащие компоненты. Установка включает первый реактор обжига, работающий с низким кислородным потенциалом для очистки концентрата от мышьяка, и первый сепаратор, выполненный с возможностью приема отходящего газа из первого реактора обжига и отделения от указанного отходящего газа продукта обжига и первого компонента технологического газа, богатого сульфидом. Кроме того, установка включает второй реактор обжига, выполненный с возможностью приема продукта обжига из первого реактора обжига и из первого сепаратора, причем указанный второй реактор обжига работает с избытком кислорода; и второй сепаратор, выполненный с возможностью приема отходящего газа из второго реактора обжига и отделения от указанного отходящего газа продукта обжига и второго компонента технологического газа. Далее, установка включает устройства для дожигания компонентов технологического газа и оборудование для охлаждения газа и удаления пыли для дальнейшей обработки технологического газа. В соответствии с настоящим изобретением, установка дополнительно включает устройства для формирования газовой смеси первого компонента технологического газа и второго компонента технологического газа, представляющего собой нагретый кислородосодержащий окисляющий газ. Указанные устройства для дожигания включают камеру дожигания для дожигания указанной газовой смеси, указанная камера дожигания работает с указанным восстанавливающим первым компонентом технологического газа, богатым сульфидом, и с указанным вторым компонентом технологического газа, в качестве окисляющего газа, с целью разложения SO3 в газовой смеси, для уменьшения содержания SO3 в отработавшем газе, выходящем из камеры дожигания, и снижения риска образования настыли и коррозии в камере дожигания и на последующем оборудовании для охлаждения газа и удаления пыли. В одном воплощении установка содержит первый трубопровод для направления первого компонента технологического газа из первого сепаратора в камеру дожигания, и устройства для формирования газовой смеси, содержащие множество патрубков в нескольких местах вдоль первого трубопровода для введения второго компонента технологического газа через указанные патрубки в поток первого компонента технологического газа. В другом воплощении установки камера дожигания содержит первый участок камеры, образующий реакционную камеру, в которую подают газовую смесь; второй участок камеры, содержащий устройства для ввода добавочного воздуха для дожигания; и третий участок камеры, через который газ выходит из камеры дожигания. В следующем воплощении установки камера дожигания содержит средства охлаждения для регулирования температуры в камере. В следующем воплощении установки средства охлаждения включают водоразбрызгивающее сопло для впрыска охлаждающей воды в камеру дожигания для прямого охлаждения. В следующем воплощении установки средства охлаждения включают радиационный охладитель,образованный конструкцией с двойным корпусом стенок камеры дожигания, для косвенного охлаждения стенок камеры дожигания паром, протекающим между корпусами стенок. В следующем воплощении установка содержит первый теплообменник для отбора тепла от псевдоожиженного слоя первого реактора с псевдоожиженным слоем. В следующем воплощении установка содержит второй теплообменник для отбора тепла от псевдоожиженного слоя второго реактора с псевдоожиженным слоем. В следующем воплощении установка содержит третий теплообменник для передачи тепла от перегретого пара, образованного в радиационном охладителе, на внутреннее или внешнее использование энергии. Преимуществом настоящего изобретения является то, что оно решает проблему образования настылей в процессе дожигания и ниже по потоку системы газоочистки, а также проблему охлаждения газа в процессе дожигания. Риск коррозионных повреждений, вызванных SO3, также снижается. Предложенное смешивание технологических газов уменьшает количество SO3, тем самым снижая риск коррозии и затраты на очистку сточных вод. Предложенное смешивание технологических газов дает бесплатный подогретый (кислородсодержащий) газ для дожигания. Только незначительная часть, возможно, нуждается в нагреве другим способом. Предварительный нагрев не дает образовываться настылям ни в камере дожигания, ни в последующем оборудовании, без необходимости в дополнительном дорогостоящем оборудовании для предварительного нагрева. Предлагаемый блок дожигания позволяет установить змеевик для перегрева пара после блока дожигания без риска образования настылей или коррозии за счетSO3. Система позволяет перегреть пар без необходимости во внешнем перегреве пара (пароперегревателе с автономной топкой). Парообразование и перегрев хорошо отрегулированы по отношению к необходимым параметрам для охлаждения технологического газа, это позволит исключить сложные и дорогостоящие системы управления (необходимые для внешнего пароперегревателя). Краткое описание чертежей Прилагаемый чертеж, служащий для обеспечения более глубокого понимания изобретения и составляющий часть данного описания, иллюстрирует воплощение настоящего изобретения и совместно с описанием помогает объяснить принципы настоящего изобретения. Чертеж представляет собой схематическую технологическую схему одного из воплощений способа и установки согласно настоящему изобретению. Подробное описание изобретения Технологическая схема на чертеже показывает установку для двухстадийного обжига с ее системой обработки отходящего газа. Эта технологическая схема приемлема, если сырье представляет собой концентрат сульфидной руды, загрязненный мышьяком, и его ценные частицы содержат драгоценные металлы, такие как золото и серебро. Медь и цинк могут также присутствовать в больших или малых количествах. Концентрат подают через вход 29 на первую стадию 1 обжига, которую производят в первом реакторе 16 обжига. Первый реактор 16 обжига представляет собой первый реактор с псевдоожиженным слоем. Первую стадию 1 обжига, представляющую собой стадию очистки от мышьяка, проводят при очень низком кислородном потенциале. Первый циклонный сепаратор 18 выполнен с возможностью приема технологического газа с большим содержанием продукта обжига из первого реактора 16 обжига,и отделения от указанного технологического газа продукта обжига и первого компонента 2 технологического газа, богатого сульфидом, с меньшим содержанием продукта обжига. Продукт обжига содержит ценные металлы и имеет низкое содержание мышьяка. Первый компонент 2 технологического газа, покидающий стадию удаляющего мышьяк обжига, содержит богатые серой газообразные соединения, такие как элементарная сера, сероводород и сульфид мышьяка. Второй реактор 17 обжига выполнен с возможностью приема продукта обжига из первого реактора 16 обжига и из первого сепаратора 18. Вторую стадию 3 обжига проводят во втором реакторе 17 обжига,который представляет собой второй реактор с псевдоожиженным слоем, где продукт обжига полностью обжигают, т.е. подвергают окислительному обжигу до полного удаления серы или сульфатизирующему обжигу; эту стадию проводят с избытком кислорода. Целью обжига до полного удаления серы или сульфатизирующего обжига является то, что всю сульфидную серу удаляют, а любая оставшаяся сера состоит из сульфатов. Второй циклонный сепаратор 19 выполнен с возможностью приема технологического газа из второго реактора 17 обжига и отделения от указанного технологического газа продукта обжига и второго компонента 4 технологического газа. Второй компонент 4 технологического газа, выходящий при втором окислительном обжиге, содержит кислород и окисленные соединения, например SO3. Продукт обжига из второго реактора 17 обжига и из второго циклонного сепаратора 19 подают через выпускное отверстие 30 на дальнейшую обработку продукта обжига, охлаждение, выщелачивание и т.д. (на чертеже не показаны). Установка и способ дополнительно содержат устройства для формирования газовой смеси первого компонента 2 технологического газа и второго компонента 4 технологического газа, представляющего собой нагретый кислородосодержащий окисляющий газ. Устройства для формирования газовой смеси могут быть выполнены так, что множество патрубков 21 расположены в нескольких местах вдоль первого трубопровода 20, по которому первый компонент 2 технологического газа подают из первого сепаратора 18 в камеру 6 дожигания. Второй компонент 4 технологического газа может быть введен через указанное множество патрубков 21 в поток первого компонента 2 технологического газа. Это улучшает смешивание и уменьшает продолжительность горения. Второй компонент 4 технологического газа является горячим, обычно его температура составляет 650-700C, что обеспечивает быструю реакцию с обжиговым газом. При использовании теплого добавочного воздуха 12 для дожигания, в качестве воздухоподогревателей для предварительного нагрева воздуха примерно до 200C могут быть использованы конвейеры воздушного охлаждения (на чертеже не показаны) или охладители продукта обжига (на чертеже не показаны). Дожигание газовой смеси производят в камере 6 дожигания. Камера 6 дожигания работает с указанным восстанавливающим первым компонентом 2 технологического газа, богатым сульфидом, с указанным вторым компонентом 4 технологического газа, и, в случае необходимости, с теплым воздухом 12. Условия в процессе дожигания, например повышенная температура газа и присутствие восстанавливающих компонентов газа, делают возможным разложение SO3 и тем самым снижают содержание SO3 в технологическом газе на выходе 7 из дожигания. Это важная особенность, поскольку это позволит снизить риск конденсации кислоты и последующего образования липкой пыли, особенно в колонне 10 увлажнения и в рукавном фильтре 11, которые работают при температуре, близкой или ниже точки росы SO3. Камера 6 дожигания содержит первый участок 22 камеры, образующий реакционную камеру, в которую подают газовую смесь. Далее камера дожигания содержит второй участок 23 камеры, содержащий устройства для ввода добавочного воздуха 12 для дожигания. Добавочный воздух 12 для дожигания подают в камеру 6 дожигания после основной зоны реакции дожигания Z, во избежание образования SO3. Газ выходит из камеры 6 дожигания через третью часть 24 камеры. Отработавший газ 7, выходящий из камеры дожигания 6, направляют на обычные стадии 8-11 охлаждения газа и удаления пыли, которые могут включать проход отработавшего газа 7 через охлаждающую башню 8 на электростатический осадитель 9, а затем в рукавный фильтр 11. Камера 6 дожигания должна иметь такой объем, чтобы продолжительность пребывания газа в камере была достаточно долгой, чтобы обеспечить полное сгорание всех легкоокисляемых соединений, таких как сероводород, элементарный сульфид, сульфид мышьяка, элементарный мышьяк, присутствующих в газовой смеси. Температура реакции в процессе дожигания повышается за счет экзотермических реакций, но ее необходимо контролировать, чтобы избежать перегрева, который может привести к образованию частично расплавленного и липкого материала в камере 6 дожигания. Температурное регулирование дожигания производят либо путем прямого впрыска охлаждающей воды через водоразбрызгивающее сопло 25 в камеру 6 дожигания, либо путем косвенного охлаждения стенок 15 камеры 6 дожигания устройствами для перегрева пара, или комбинацией этих двух способов. Прямой впрыск охлаждающей воды используют, если в технологическую схему обжиговой печи не включена рекуперация энергии, в то время как косвенное охлаждение пара используют, если рекуперация 28 энергии включена в технологическую схему. Прямой впрыск воды в сочетании с косвенным охлаждением пара может быть необходим для регулирования температуры пламени при горении, чтобы избежать образования липкого материала. Косвенное охлаждение паром в стенках 15 камеры дожигания будет служить трем целям: стенки будут достаточно теплыми, поэтому настыли не будут образовываться и не будет происходить коррозии; стенки будут достаточно холодными, чтобы избежать перегрева и стенок, и газа дожигания; и в то же время, чтобы производить перегретый пар. Устройства косвенного охлаждения включают радиационный охладитель 14, образованный конструкцией двойных корпусов стенок 15 камеры 6 дожигания, для косвенного охлаждения стенок камеры дожигания паром, протекающим между корпусами стенок. Стенки 15 могут быть выполнены из охлаждающих панелей, которые вследствие теплоизлучения от горячего газа внутри камеры 6 способствуют превращению насыщенного пара внутри стенок 15 в перегретый пар. При использовании пара можно гарантировать, что температура стенки камеры 6 дожигания не падает до уровня, когда на стенках может происходить конденсация. Также возможно косвенное охлаждение паром, частично или исключительно путем ввода змеевиков для перегрева в поток газа в третью часть 24 камеры 6 дожигания или в последующий газопровод. Поскольку концентрация SO3 уменьшается, любые пары металлического свинца в обжиговом газе окисляются до неконденсирующихся соединений свинца, например PbO, и технологический газ имеет температуру, которую поддерживают на уровне, при котором не образуются или образуются в малых количествах липкие материалы в камере дожигания. В этом случае необходима соответствующая изоляция камеры дожигания. При обработке бессвинцовых концентратов может быть установлен первый теплообменник 26 для отбора тепла от псевдоожиженного слоя первого реактора 16 с псевдоожиженным слоем (контур циркуляции пара показан на чертеже штрихпунктирной линией) и второй теплообменник 27 для отбора тепла от псевдоожиженного слоя второго реактора 17 с псевдоожиженным слоем (контур циркуляции пара показан на чертеже сплошной линией). Теплообменники 26 и 27 могут представлять собой паровые змеевики 26, 27 с такими же возможностями для перегрева, как описано выше. Если обжигу подвергают свинцовые концентраты, паровым змеевиком 27 может быть снабжен только второй реактор 17 с псевдоожиженным слоем, так как пары свинца будут конденсироваться на паровом змеевике 26 в первом реакторе 16, что может вызвать образование настылей и отрицательно повлиять на процесс обжига. В этом случае тепло отводят только из псевдоожиженного слоя второго реактора 17 с псевдоожиженным слоем. Предпочтительно перегретый пар, образованный радиационным охладителем 14, направляют через третий теплообменник 28 для рекуперации тепла от перегретого пара на внутреннее использование в самом процессе, например паровой обогрев выщелачивателей, и/или внешнее использование энергии. Внешнее использование может включать в себя, например, производство электрической энергии с помощью турбины. Специалисту в данной области очевидно, что с развитием технологий основной замысел изобретения может быть реализован различными способами. Например, хотя описан способ двухстадийного обжига, следует понимать, что способ может включать более двух, например три или более стадии обжига,и, соответственно, установка может включать более двух, например три или более, реактора обжига. Изобретение и его воплощения, таким образом, не ограничены примерами, описанными выше, но напротив, они могут варьировать в пределах объема формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки частиц рудного концентрата, содержащих ценный металл и имеющих в своем составе, по меньшей мере, мышьяк и серосодержащие компоненты, включающий обжиг частиц концентрата на первой стадии (1) обжига, проводимый с низким кислородным потенциалом для очистки концентрата от мышьяка; обработку отходящего газа, выходящего на первой стадии (1) обжига, для отделения продукта обжига и первого компонента (2) технологического газа, богатого сульфидом; обжиг продукта обжига, выходящего с первой стадии обжига, на второй стадии (3) обжига, проводимой с избытком кислорода; обработку отходящего газа, выходящего со второй стадии обжига, для отделения продукта обжига и второго компонента (4) технологического газа; обработку технологического газа на последующих стадиях охлаждения газа и удаления пыли,отличающийся тем, что формируют газовую смесь первого компонента (2) технологического газа и второго компонента (4) технологического газа, представляющего собой нагретый кислородсодержащий окисляющий газ; дожигают указанную газовую смесь в камере (6) дожигания с целью разложения SO3 в газовой смеси для уменьшения содержания SO3 в отработавшем газе, выходящем из камеры дожигания, и снижения риска образования настыли и коррозии в камере сгорания и на последующих стадиях; подают отработавший газ (7), выходящий из камеры дожигания, на последующие стадии охлаждения газа и удаления пыли (8-11). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что во избежание образования SO3 в камеру (6) дожигания после основной зоны (Z) реакции дожигания подают добавочный воздух (12) для дожигания. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что продолжительность пребывания газа в камере (6) дожигания регулируют таким образом, что она является достаточно долгой, чтобы обеспечить полное сгорание всех легкоокисляемых соединений, таких как сероводород, элементарный сульфид, сульфид мышьяка, элементарный мышьяк, присутствующих в газовой смеси. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что достаточно долгую продолжительность пребывания обеспечивают путем установки камеры (6) дожигания достаточного объема. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что способ включает стадию регулирования температуры в камере дожигания. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что на стадии регулирования температуры в камере (6) дожигания осуществляют прямой впрыск охлаждающей воды (13) в камеру (6) дожигания. 7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что на стадии регулирования температуры в камере (6) дожигания осуществляют косвенное охлаждение стенок камеры дожигания паром для поддержания температуры стенок камеры дожигания выше температуры конденсации As2O3 или SO3. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанное косвенное охлаждение осуществляют радиационным охладителем (14), образованным конструкцией с двойным корпусом стенок (15) камеры (6) дожигания, при этом пар протекает внутри конструкции с двойным корпусом стенки, в результате чего горячий газ внутри камеры (6) путем радиационной теплопередачи преобразует насыщенный пар в перегретый пар. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что тепло от перегретого пара передают на внутреннее или внешнее использование. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что первую стадию (1) обжига проводят в первом реакторе (16) с псевдоожиженным слоем и вторую стадию обжига проводят во втором реакторе (17) с псевдоожиженным слоем. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что отбирают тепло от псевдоожиженного слоя первого ре-6 024510 актора (16) с псевдоожиженным слоем. 12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что отбирают тепло от псевдоожиженного слоя второго реактора (17) с псевдоожиженным слоем. 13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что отходящий газ, выходящий с первой стадии (1) обжига, отделяют по меньшей мере в одном первом циклонном сепараторе (18). 14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что отходящий газ, выходящий со второй стадии (3) обжига, отделяют по меньшей мере в одном втором циклонном сепараторе (19). 15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что второй компонент (4) технологического газа, смешиваемый с первым компонентом (2) технологического газа, является горячим, предпочтительно температура второго компонента (4) технологического газа составляет около 650-700C для обеспечения быстрой реакции с первым компонентом (2) технологического газа. 16. Способ по любому из пп.2-15, отличающийся тем, что добавочный воздух (12) для дожигания предварительно нагревают по меньшей мере до 200C предпочтительно посредством конвейеров воздушного охлаждения или охладителей продукта обжига. 17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что на второй стадии (3) обжига продукт обжига полностью обжигают. 18. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что ценный металл представляет собой любой из металлов платиновой группы, золото, серебро, медь или цинк. 19. Установка для реализации способа по п.1, включающая первый реактор (16) обжига, работающий с низким кислородным потенциалом для очистки концентрата от мышьяка; первый сепаратор (18), выполненный с возможностью приема отходящего газа из первого реактора обжига и отделения от указанного отходящего газа продукта обжига и первого компонента (2) технологического газа, богатого сульфидом; второй реактор (17) обжига, выполненный с возможностью приема продукта обжига из первого реактора (16) обжига и из первого сепаратора (18), причем указанный второй реактор обжига работает с избытком кислорода; второй сепаратор (19), выполненный с возможностью приема отходящего газа из второго реактора обжига и отделения от указанного отходящего газа продукта обжига и второго компонента (4) технологического газа; оборудование (8-11) для охлаждения газа и удаления пыли для дальнейшей обработки технологического газа,отличающаяся тем, что включает устройства для формирования газовой смеси первого компонента(2) технологического газа и второго компонента (4) технологического газа, представляющего собой нагретый кислородсодержащий окисляющий газ, и камеру (6) дожигания для дожигания указанной газовой смеси с целью разложения SO3 в газовой смеси для уменьшения содержания SO3 в отработавшем газе (7),выходящем из камеры дожигания, и снижения риска образования настыли и коррозии в камере сгорания и на последующем оборудовании для охлаждения газа и удаления пыли (8-11). 20. Установка по п.19, отличающаяся тем, что содержит первый трубопровод (20) для направления первого компонента (2) технологического газа из первого сепаратора (18) в камеру (6) дожигания, а устройства для формирования газовой смеси содержат множество патрубков (21) в нескольких местах вдоль первого трубопровода (20) для введения второго компонента (4) технологического газа через указанные патрубки (21) в поток первого компонента (2) технологического газа. 21. Установка по п.19 или 20, отличающаяся тем, что камера (6) дожигания содержит первый участок (22) камеры, образующий реакционную камеру, в которую подают газовую смесь, второй участок(23) камеры, содержащий устройства для ввода добавочного воздуха (12) для дожигания, и третий участок (24) камеры, через который газ выходит из камеры дожигания. 22. Установка по любому из пп.19-21, отличающаяся тем, что камера (6) дожигания содержит средства охлаждения для регулирования температуры в камере. 23. Установка по п.22, отличающаяся тем, что средства охлаждения включают водоразбрызгивающее сопло (25) для впрыска охлаждающей воды (13) в камеру дожигания для прямого охлаждения. 24. Установка по п.22 или 23, отличающаяся тем, что средства охлаждения включают радиационный охладитель (14), образованный конструкцией с двойным корпусом стенок (15) камеры (6) дожигания, для косвенного охлаждения стенок камеры дожигания паром, протекающим между корпусами стенок. 25. Установка по любому из пп.19-24, отличающаяся тем, что содержит первый теплообменник (26) для отбора тепла от псевдоожиженного слоя первого реактора (16) с псевдоожиженным слоем. 26. Установка по любому из пп.19-25, отличающаяся тем, что содержит второй теплообменник (27) для отбора тепла от псевдоожиженного слоя второго реактора (17) с псевдоожиженным слоем. 27. Установка по любому из пп.19-26, отличающаяся тем, что содержит третий теплообменник (28) для передачи тепла от перегретого пара, образованного в радиационном охладителе (14), на внутреннее или внешнее использование.

МПК / Метки

МПК: C22B 1/02, C22B 11/02

Метки: частиц, содержащих, металл, способ, рудного, ценный, обработки, установка, концентрата

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/9-24510-sposob-i-ustanovka-dlya-obrabotki-chastic-rudnogo-koncentrata-soderzhashhih-cennyjj-metall.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и установка для обработки частиц рудного концентрата, содержащих ценный металл</a>

Похожие патенты