KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Klasa 40 (2).
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 1 februara 1935.
PATENTNI SPIS BR. 11343
Patentaktieboiaget Grondal Ramen, Stockholm, Švedska. •
Postupak i uređaj za taljenje pirita.
Prijava od 24 februara 1934.	Važi od 1 jula 1934.
Kod taljenja pirita, koji sadrži primjerice bakra, izlazi sa plečnim plinovima veći djo u peć istjeranog sumpora kao sumpor d/'oksid koji se obično ne iskorišćuje, ali k od odvoda u vanjski zrak izazivlje ozbiljnu štetu. Taljenje pirita može se stoga pre-duzimati samo na takovim mjestima, gdje vlasnik talionice raspolaže velikim područjima oko talionice.
Nazočnim je pronalaskom omogućeno, da se taljenje pirita bez ovih šteta obavlja praktično uzeto gdjegod, a osim toga se postizavaju znatne koristi, koje čine, da je taljenje pirita u gospodarstvenom pogledu i onda probitačno, ako pirit ne sadrži bakra.
Postupak se sastoji u tom da se pirit skupa sa gustim redukcionim sredstvom, n. pr. koksom i eventualno potrebnim talilom rastali u grotlenoj peći previđenoj zatvorenim otvorom grotla, u čiji se donji dio upuhava zrak, pri čem se redukciono sredstvo dodava u tako tačno odmjerenoj količini, da u donjem dijelu peći nastupa taljenje pirita i da se pri tom proizvađani sumporni dioksid, koji se diže gore, većim dijelom reducira po ugljenu, koji se nalazi u gornjoj šarži i koji se većim dijelom potroši, tako da se taljenje u doljnjem dijelu peći zbiva praktično bez redukcionog sredstva. Osim sumpora oksidira se u doljnjem dijelu peći veći dio željeza u željezni oksidul, koji se sa nazočnim talilom (kremičkom kiselinom i drugim materijalima, koji stvaraju drozgu) spoji u drozgu, koja se usljed oksidacijom tvorene temperature rastali. U dolj-
njem dijelu peći neizgoreni sumpor spaja se sa u rudači eventualno sadržanim bakrom i neoks:diranim željezom u kamen, koji se pušta odticati običajnim načinom kao i drozga.
Uzlazni plinovi, čiji je sumporni dioksid većim dijelom reduciran po ugljenu, koji se nalazi u šarži, ugriju gore ležeče rude toliko, da se atom sumpora izdestilira u piritu, koji pada dole. Sada rezultirajući plin sastoji se prema tomu iz N, GO.,,, S i manjih količina S02, pa je praktično bez slobodnog kisika, sadrži ali često i malene količine H2S, CS? i COS. Plin se pretpostavilo odvodi iz peći neposredno u kondenzacionu napravu, gđe S iskondenzira. Poslije kondenzacije dade se zaostali plin odvesti kroz dimnjak, pri čem, ako je ovaj dosta vjsok, ne nastaju za okolinu nikakove neprijatnosti. Prema pronalasku se ali pretpostavlja, da se i u ovom zaostalom plinu sadržani sumporni spojevi dobiju u obliku (.lementarnog sumpora, što se zbiva kombiniranim elektrostatskim i katalitičkim postupkom, koji je niže pobliže opisan. Mjesto da se ovaj postupak izvodi tek iza iskondenziranja u plinovima sadržanog elementarnog sumpora, mogu se pečni plinovi podvrći i neposredno — bez prethodnog iskondenziranja sumpora — takovom elektrostatskom i katalitskom postupku.
Mjesto da se kroz sapnike upuhava samo zrak, može se probitačno postupati i tako, da se SO„ —plin, koji nastaje kod prženja koncentracionog kamena, eventualno i kod
Din. 10.—
prženja jako usitnjene rudače, :koja se ne može upotrebljavati za ubacivanje u grot-lenu peć, upuhava skupa sa zrakom u pećc-Ovaj se plin u peći većim dijelom reducira u S, čime se dakle dade najboljim načinom iskoristiti.
Opisani se tečaj taljenja može već prema sastavu rudače i prema drugim prilikama preinačiti. Ako n. pr. rudača ne sadrži dovoljnu količinu sumpora za provođenje taljenja, onda treba dodatak redukcionog sredstva, n. pr. koksa, toliko povisiti, da jedan dio ovoga ide sve do razine sapnika, da tamo stvara potrebni dodatak topline. Jednaki odnošaj biva, kada se kroz sapnike upuhavaju veće količine S02.
Pokazalo se je ali probitačnim, da se ne upotrebi preveliki višak redukcionih sredstava, jer se tim pogoduje stvaranje CS2 i COS - spojeva. Nadalje je dobro, da se re-redukciono sredstvo odu. rudača ne dodaje preveć velikim komadima, što povoljno djeluje na željeni redukcioni učinak redukcionog sredstva, iz istog se razloga obično radi i sa manjom količinom upuhanog zraka nego što to biva kod običajnog taljenja pirita.
Prema ovdje opisanom postupku dadu se obrađivati i druge rudače, nego što je pirit, koji sadrži bakra, n. pr. pirit, koji se sadr-.ži bakra.
Sumpor od pirita plaća se, kako je poznato slabije od običnog sumpora, istoga je već odavna bilo vrlo poželjno, osobito kod takovih nalazišta pirita, koji obzirom na mogućnosti transporta imaju nepovoljan položaj, da se omogući dobivanje sumporne sadržine pirita u obliku sumpora; do sada ali nije bio poznat za tu svrhu gospodar-stven postupak, pa je tek postupkom prema ovom pronalasku omogućeno dobivanje sumpora sa u gospodarstvenom poglegu povoljnim rezultatom.
Daljnja rudača, s kojom se takodjer može postupati gore opisanim načinom, pri čem se mogu postizavati vanredne probiti, je pirit sa sadržinom bakra i arsenika.
Do sada je obrađivanje takove rudače radi sadržine arsenika bila skopčana sa srazmjer-no visokim troškovima, jer se je morao odstraniti arsenik prije, nego što se je rndača mogla iskoristiti taljenjem.
Kod opisanog se postupka može rudača bez daljnjega taliti, pri čem se najveći dio arsenika i jedan atom sumpora istjera iz pirita kod temperature 700-800°. Zaostali sumpor u obliku od FeS potroši se gornjim za taljenje opisanim načinom, a sumporna kiselina uz arsenovu kiselinu reduciraju se po redukcionom sredstvu, pri čem se dobivaju pećni plinovi, koji se sastoje u glavnom iz N, C02,S i As u reduciranom
obliku. Sumpor i arsenik se kondenziraju, pri čem nastaje spoj sumpor—arsenik, koji se ako je poželjno prerađuje u surnpr i arsenik ili se dade bez opasnosti za zdravlje spremiti, jer se kod premanja u zatvorenom prostoru ne treba bojati, da bi se sumpor—arsenik rastvarao.
Kod taljenja dobiveni kamen, koji uz bakar sadrži malenu količinu arsenika, prži se, pri čem se pržni plinovi! koji sadrže sumpora i arsenika upuhaju u peć, gdje se sumpor i spojevi arsenika kroz redukciono sredstvo reduciraju i iskoriste.
Gore su navedene tri rudače, koje se mogu preraditi prema navedenom postupku, moguće je ali i prerađivanje drugih pirita istim načinom, koji sadrže takove metalne spojeve, koji se mogu rasplinuti ili reducirati.
Za izvodjenje postupka upotrebljena peć treba da bude kako je gore navedeno, pro-vidjenja zatvorenim otvorom grota. Osim toga treba da je zona peći, gdje se zbiva redukcija i izdestilacija rasplinjivih sastavina rudače, tako prostrana, da postupci budu po mogućnosti uspješni.
Nadalje treba da otpusti za pećne plinove budu smješteni tako, da brzina plinova ne bude tolika, da bi povukli, uprašene dijelove rudja.
Kako je gore navedeno, cilj je pronalaska i dobivanja u obliku sumpornih spojeva u plinovima sadržanog sumpora u elementarnom obliku, čime se iskorišćenje Sumpora u elementarnom obliku, čime se iskbriš-ćenje sumpora povečava, pa se konačno rezultirajući plinovi mogu bez štete otpuštati neposredno napolje.
Za tu se svrhu plinovi, koji dolaze ili izravno iz peći ili i — poslije kondenziranja elementarnog sumpora — iz kondenzatora, podvrgavaju najprije elektrostatskom postupku čišćenja, n. pr. u Cottrell-aparatu, i onda priključno inače poznatim načinom katalitskom postupku n. pr. kod jedno 400°C, čime se spomenuti sumporni spojevi dova-djaju uz stvaranje elementarnog sumpora u medjusobnu reakciju. Valja istaći, da katalitski postupak sam nedostaje za postizavajućeg uspeha. Pokazalo se,jefnaime da elektrolitsko postupanje, ne gledeći rta eventualno izva-djano čišćenje plinova od u njima Sadržanih krutih dijelova začudno povećava djelovanje katalizatora.
Iza katalitskog postupanja izluči se u plinovima sadržani elementarni shodnim nači-. nom. Ako nebi bilo sadržano ostalih suprotnih' spojeva (CS2, CO', H2S) u dostatrioj količini; da reagiraju sa cijelim SO.,, onda se zaostali S02 može ukloniti ponovnim kataHt-skim postupanjem, pri čem se CO dodaje kao redukciono sredstvo primjerice u obliku generatorplina, pa se sa SO, pretvori u sum-’
por. Plinovi se zatim shodno kod temperature od jedno 1300C odvode-u Cottrellapa-rat iii u drugu napravu za elektrolitsku raz-ludžbu zaostalog sumpora, usljeđ čega se ovaj dobiva u tekućem obliku kao praktično 'Čišti sumpor.
Opisanim postupkom za jzvadjanje taljenja pirita' i postupanje sa izlazećim pečnim plinovima omogućeno je, da se u tehničkom i gospodarstvenom pogledu zadovoljavajućim'načinom dobija cijela sumporna sadr-žina rudače u elementarnom obliku.
jtolje će se kao primjer izvedbe navesti slijedeći brojčani podaci, koji se odnose nd preradbu pirita. -	-	,	'
Ako se upotrebi pirit sa: 40% S=400. kg po toni rudja, onda se polovina sumpora izdestilira u grotlu peći, ostalih se 200 kg S izgori djelomično u fokusu u S02 i po koksu prema jednadžbi Š02-j-'C=S + C02 iznad fokusa većim dijelom reducira. Kada bi. cijela količina od 200 kg S izgorila u fokusu, bila bi za redukciju S02 u S potrebna količina ugljika 75 kg, ili kod koksa sa 90% C 83 kg=8.3°/0 od težine-rudače. No ne izgara se cijela količina S u fokusu, jer je jedan njegov dio potreban za stvaranje kamena. Pietpostavivši, da kod talehja nastaje jedno 150 kg kamena sa 30°/n S, onda ovaj sadrži 45 kg S. Mjesto 200 kg, izgara se prema tomu u fokusu samo 155 kg, pa bi potrošak koksa u tom slučaju iznosio samo jedno 6.45°/0 Gore se je uzelo, da je S u piritu sadržan samo kao FeSa, što ali ne stoji, jer ima i CuFeS2 kao i FeS, te obično ZnS. Budući, da se ovaj u sulfidima sanržani S ne izdestilira u grotlu peći, već izgori u tokusu, to je potrošnja koksa znatno veća nego što se je ovdje gore navelo, t. j. za svaki 0/0S, koji se ne može izdestilirati, potroši se 0.375% C.
Pretpostavimo, da pirit sadrži 40% S i
da se sastavina razdjeljuje kako slijedi: FeS,	62 dijela daju 33 dijela S			
FeS	10 „	„	3.6	„	S
CuFeS,	8 „	„ 2.8 „	s
ZnS'	2 „	„ 0.6	s
SiO., i	18	„ 100	„	V 40	„	s
U grotlu peći se onda po toni rudače razluči 165 kg S, a ostatak sumpora od 235 kg. djelomično izgori u fokusu, a djelomično stvara sa Cu i Fe kamen. Ako se uzme, da ispada kamena 15% sa 30°/o S, t. j. 45 kg S po 1000 kg. rudače, onda u fokusu izgori 235- 45=190 kg S. Da se pritom proizva-djani sumporni dioksid reducira, potrebno je 71,25 kg C, ili kod koksa sa OO'VoC 7.9 do 8% težine rudače.
Ako se upotrijebi rudača sa većom sadr-žinom FeS, prikazuje se račun kako slijedi.
Kao ishodište se uzima piritna rudača s4 slijedećim sastavinama;
60 dijel. FeS daje od toga 21.6 dijel, S
8	„	. ĆuFeS2 ..	„	2.8	„	S
15	„	FeSo „	„	„	8.0	„	S
17	„	rudne-mase,,	„	„	—	„
100 „	32.4 „ Š
U grotlu peći razluči se od 1000 kg rudače 40 kg S. Ako ispad kamena iznosi 15% sa 30% Si , onda 374 - (45.4-40)=239 kgr S izgara u fokusu u SOj, što odgovara potrošku koksa od jedno 10% koksa.
Kao praktični primjer rezultata, koji su se dobili kod upotrebe pronalaska, neka služe slijedeće brojke, koje potječu od pogona malene peći sa kapacitetom od 30—40 tona pirita u 24 sata.	i
Rudača je bila pirit sa od prilike slijedećim sastavinama:
S	=	42.64«
Si02	=	11.18° o
Zn	=	0.95«/,)
Fe	=	38.5 «/0
Ca	=	2.66%
Rudje se je sastojalo	od
pirita	1000	kg
bjelutka	(80% Si02)	142	kg
vapnenca (96°/,, CaCO;l)	33.4 kg
koksa	83	kg
drozge	62.4 kg
Peć je imala cjelokupnu visinu od 6 in. Promaja se je sastojala od običnog hladnog zraka, koji nije bio sušen, te je imao pritisak od 30—50 Hg. Potrošak zraka bio je jedno 950 m3 na 1000 kg pirita.
Dobiveni taljevni proizvodi bili su od 1000 kg pirita :
bakreni kamen	175	kg
drozga	jedno 650 kg
elementarni sumpor	3l5	kg
prašina	6	kg
Sastav bakrenog kamena bio je slijedeći:
Cu	---	14.6%
S	=	25.5%
F	—	52 %
Zn	=	1.5%
Bilanca za sumpor:
sumpor u piritu	100 %
dobiveni sumpor u element, obliku 73.9«/0 sumpor u bakrenom kamenu i drozgi 14.8% sumpor u plinovima i gubici	11.3%
U ostatnim plinovima poslije iskonden-zacije sumpora još sadržani sumporni spojevi mogu se onda već gore navedenim načinom elektrostatskim i katalitskim postupkom dalje preradjivati, čim se može u elementarnom obliku dobiti praktično cijeli u postupak uneseni sumpor.
Patentni -ahtjevi:
1)	Postupak taljenja pirita za dobivanje sumpora odn. bakra i sumporarsena iz pi-ritske rudače, koja eventualno sadrži bakra i arsena, naznačen tim, da se u grotlenu peć, providjenu zatvorenim otvorom grota, umetne rudača, eventualno potrebno talilo i kruto redukciono sredstvo, n. pr., koks, •pri čem se količina toga redukcionoga sredstva odmjeri tako, da se kod taljenja pirita, koje se zbiva u doljnjem dijelu peći pro-izvadjani sumporni dioksid, koji uzlazi prema gore, najvećim dijelom reducira po re-dukcionom sredstvu.
2)	Postupak prema zahtjevu 1, naznačen tim, da se, ako rudača sadrži bakra, upu-hanje zraka i dodavanje redukcionog sredstva regulira tako, da se sumpor u donjem dijelu peći sasvim ne istjera, već jedan dio od njega ostavi tamo, da sa bakrom i jed-
nim dijelom željeza iz judače tvori kamen, koji se rastali i otpusti.
3)	Oblik izvedbe postupka prema zahtjevu 1 ili 2, naznačen tim, da se nastali kamen već prema njegovom sastavu podvrgava više ili manje potpunom isprženju, te da se pritom proizvadjani pržni plinovi skupa sa za taljenje pirita upotrebljenim upuhavanim zrakom uvode u grotlenu peć, da se tamo reduciraju.
4)	Postupak prema zahtjevu 1, naznačen tim, da se iz peći izlazeći plinovi eventualno izadjelomične ili potpune iskondenza-cije elementarnog sumpora podvrgavaju elek-trostatskom i neposredno zatim katalitskom postupanju, čime se prouzrokuje reakcija u njima sadržanih sumpornih spojeva uz stvaranje elementarnog sumpora, iza čega se plinovi radi iskondenziranja elementarnog sumpora provode kroz kondenzator.
5)	Postupak prema zahtjevu 4, naznačen tim, da se iz kondenzatora izlazeći plinovi radi razlučenja u kondenzatoru eventualno ne uklonjenog sumpora podvrgavaju ponovnom elektrolitskom postupanju.
6)	Uredjaj za izvedbu postupka prema jednom od zahtjeva 1, 2 ili 3, naznačen tim, da se sastoii od grotlene peći sa zatvorenim otvorom grota.