Спосіб автоклавного виплавлення сірки

Изобретение относится к способам производства серы из серных концентратов, в частности, к способу выплавки серы в автоклаве. Известен способ выплавки серы из пульпы серных концентратов в автоклаве с подачей пара в присутствии реагентов с последующим возвратом отходов выплавки на повторную плавку. Получаемый в нижней части автоклава серный плав с содержанием серы 40-90% перед возвратом на повторную плавку в диспергированном виде подают на смешение с водой или пульпой концентрата, находящейся под избыточным давлением и имеющей температуру ниже температуры плавления серы [Авт.св. СССР № 660933, кл. С 01 В 17/08, 1979]. Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ выплавки серы из флотационного серного концентрата в автоклаве в присутствии реагентов (сода кальцинированная, триполифосфат натрия, керосин и мазут), заключающийся в том, что пульпу концентрата нагревают острым паром до 130-135° в течение 45-60 мин до достижения избыточного давления пара 2,Ь-3 атм., после чего через 5-10 мин отстоя выпускают серу [Меньковский М.А. Природная сера. М., Химия, 1972, с. 77-78]. Недостатком известного способа является низкий выход серы (60-70%), высокий расход дорогостоящих реагентов, загрязнениє окружающей среды сероводородом за счет применения щелочных реагентовгидрофилизаторов, большое содержание серы (до 10-12%) d хвостах автоклавной плавки, потери большого количества серы при сбросе давления в начальной стадии процесса выплавки серы. Настоящее изобретение ставит перед собой задачу - увеличение выплавки серы и уменьшение потерь серы, удешевление процесса добычи и предотвращение загрязнения сероводородом окружающей среды. Поставленная задача достигается тем, что в способе выплавки серы из серных концентратов в автоклаве в присутствии реагентов триполифосфата натрия - ТПФН, соды и керосина (или легких фракций мазута), заключающегося в нагреве флотоконцентрата острым паром при избыточном давлении с последующим отстоем и выпуском жидкой серы, согласно изобретения после загрузки флотоконцентрата в автоклав в качестве реагента гидрофилизатора серы используют осветленную оборотную воду хвостохрани-лища серных предприятий, а в качестве собирателя пустой породы кальциевые мыла, растворимые в масле, но нерастворимые в воде (например, олеат кальция), причем после загрузки флотоконцентрата в автоклав проводят его дегазацию до температуры плавления серы, а после выплавки серы пропускают инертный газ вспениватель пустой породы. Существенными отличительными от прототипа признаками являются: 1. Использование в качестве реагента -гидрофилизатора серы осветленной оборотной воды хвостохранилища серных предприятий. 2. Использование в качестве собирателя пустой породы кальциевого мыла, растворимого в масле и нерастворимого в воде (например, олеат кальция). 3. Проведение дегазации флотоконцентрата в автоклаве при температуре ниже температуры плавления серы до выплавки серы. 4. Введение горячего инертного газа-вспенивателя пустой породы после окончания выплавки серы, перед ее отстоем. Из публикуемой литературы неизвестны в аналогичных решениях выше перечисленные существенные признаки. Совокупность всех существенных признаков обеспечивает увеличение выплавки серы, удешевляет процесс автоклавной добычи серы, предотвращает загрязнение сероводородом окружающей среды, уменьшает потери серы при автоклавной выплавке серы, что подтверждает получение технического результата. Как известно, в щелочной среде выплавка серы увеличивается, особенно при повышенной температуре, сера в щелочной среде разрушается с образованием полисульфидов, тиосульфата и сероводорода [Букетов Е.А., Угорец М.З. Гидрохимическое окисление халькогенов и халькогенидов. Алма-Ата, Наука, 1975, с. 28, 32]. Жидкая сера в условиях автоклавной выплавки серы гидрофилизируется (поверхностное натяжение жидкой серы близко по значению с поверхностным натяжением воды) а под влиянием тиосульфатов и полисульфидов становится еще более смачиваемой. Поэтому для гидрофилизации серы необязательно использовать щелочные реагенты, т.к. в оборотной воде хвостохранилищ содержатся тиосульфаты и полисульфиды в готовом виде и в нужном количестве для адсорбции тиосульфат и полисульфид ионов на поверхности капелек серы, способствующих увеличению ее гидрофилизации. Гидрофилизация жидкой серы содействует слиянию капелек серы и стеканию ее на дно автоклава. Кроме того, жидкая сера быстрее коалесцирует в минерализованной оборотной воде автоклава и интенсивнее стекает на его дно. ТПФН как собиратель пустой породы при автоклавной плавке серы активен только в щелочной среде при отсутствии ионов кальция в водной среде. Поэтому замена химически чистой воды минерализованной, жесткой, оборотной водой приводит к нарушению технологического режима и значительному перерасходу реагентов, участвующих в гидрофобизации пустой породы (ТПФН и сода). Кроме того, наличие гипсов в пустой породе приводит к срыву плавки, что свидетельствует о непригодности ТПФН для автоклавной плавки при наличии гипсов, как известно, гипсы вступают с ТПФН в химическую реакцию и в этом случае действие гидрофобизатора пустой породы исключено. Наличие при автоклавной плавке серы гипсов и использование минерализованной, оборотной воды делает непригодным ТПФН в роли гидрофобизатора пустой породы. Как известно, кальциевые мыла, растворимые в масле и нерастворимые в воде, являются ПАВ и в среде оборотной минерализованной воды автоклава являются эффективными собирателями пустой породы флотоконцентрата [Современные реагенты для флотации руд. - М., Цветметинформация, 1970, 19 с]. Необходимость дегазации флотоконцентрата внутри автоклава до температуры плавления серы обусловлена необходимостью выделения кислых газов (SO2, СО2, H2S), образующихся при разложении неустойчивых солей, поднимающих расплавленную серу вверх, особенно в начальный период автоклавной выплавки серы. Периодический сброс давления вначале плавки серы в автоклаве приводит к выбросу и потерям большого количества "газэрлифтной" серы. Газы, выделяющиеся при разрушении серы, служат вспенивателем для отделения гидрофобной пустой породы, покрытой пленкой масла (керосин или легкая фракция мазута). Чтобы избежать образования вредного сероводорода в роли вспенивателя в случае плавки серы в нейтральной среде в отсутствии щелочных реагентов, газы-вспениватели, необходимые для отделения жидкой серы от гидрофобной пустой породы, вводят в автоклав перед отстоем серы. В качестве газа, вводимого в автоклав, может быть горячий воздух, перегретый сухой пар, а также впрыскиванием соляной кислоты можно быстро добиться выделения нужного количества СО2 внутри автоклава. Способ может быть осуществлен согласно следующих примеров. Пример 1. В автоклав загружают серный концентрат, который содержит 40 мас.% твердой фазы и 60 мас.% осветленной минерализованной оборотной воды хвостохранилищ. Проводят деаэрацию флотоконцентрата от кислых тазов в автоклаве при температуре ниже температуры плавления серы 100°С±5°С в течение 5-7 минут, а затем добавляют керосин в количестве 400 г на тонну флотоконцентрата и мыло в количестве 50 г/1 т (Современные реагенты для флотации руд. - М., Цветметинформация, 1970, с. 19), после чего температуру внутри автоклава поднимают до 140°С при давлении пара 2,8 атм. Проводят плавку серы внутри автоклава в течение 40-50 мин. Вводят 3-5 мин горячий инертный газ (воздух)- вспениватель пустой породы, затем производят отстой жидкой серы и ее слив. Выплавка серы составляет 90%. Пример 2. Выплавку серы из серного концентрата проводят согласно примера 1 с добавлением соды и ТПФН. Выплавка серы составляет 60%, выделяется сероводород и плавка идет в течение 60-90 мин. Предложенный способ имеет в сравнение с прототипом следующие преимущества: удешевление процесса за счет интенсификации плавки серы путем замены реагентов соды и ТПФН; увеличение выплавки серы за счет применения более эффективного гидрофобизатора пустой породы в условиях оборотной минерализованной воды хвостохранилищ; снижение потерь серы при отсутствии щелочного реагента - соды; снижение потерь серы при сбросе давления; увеличение выплавки серы за счет совместимости реагентов и лучших условий гидрофобизации пустой породы и гидрофилизации серы.