5385 rkflte;tiolfiliatalt; ;\ ;.: :IKISFOREDLING,...,..,,...;.s: s.:. -: <:.;SverreOlsen 2 ;s... ::,.,. //..:...PE49A:P.,.....; 1967 N r'''''. n.,..,...... :;, s.......x.s...;:ss,. - ' s' Bergdtslrikt...;Z::: 4,.. -:.so 00pkartblad,...: ;.,.;'.:s'" 1:259.000:kartbied..; ;:j,t...:... 1.;. I...:,..:. ;, ; ster (forekomst aruvefelt- erse <ss Ristoffgruppe Råstofftype Sam mendrag, elier innholdsubeskrivelse.;foredrag ved Kisdagene 31/10-1/11 67 for Bergingeniørenes Avd., NIF og Norsk Metallurgisk Selskap, Trøndelag ; : s, '
KISFOREDLING av Sverre Olsen Foredrag ved Kisdagene 31/10-1/1167 for BergingeniørenesAvd, NIF og Norsk MetallurgiskSelskap, Trøndelagavd.
XISFOREDLIrO INNLEDNING. Svovelkiser fftistog fremst et svovelmineral,og svovel, både i elementnrform eg son svovelkis,er hovedsakelig et rånaterialefor svovelsyrefremstilling.det norske svovelsyreforbruker relativt beskjedentsanmenlignetmed vår svovelkisproduksjonog vi er derfor henvist til å eksportere storpartenav kisen i uforedlettilstand.den svovelkissom forbrukesinnenlandsforedlestil svoveldioksyd$ svovelsyreog kisavbrann,men vi har ingen innenlands videreforedlingav kisavbranntil nrima jernmalm eller jern. Evovelkiser et nokså onfattendebegrep. De vanligc konsentrattypenecr: finhiskonsentratett:r gravimetriskopkonsentrering sulfidkonsentrater,eller også kalt bulkkonsentrater,og pyrittkonsentrater.de siste et av nrodukteneved selektivflotasjon. Disse konsentrattypeneskiller seg fra hverandrebåde i kjemiskanalyse og i cranulonetri,og de byr metallurgene på ulike problener i den videre foredling. En kjemisk presentasjonskjer best i tabellform, se fiq. 1. Tabellen viser sammensetningenav noen typiske norske kiskonsentrater.fovedmineraleti svovelkisener pyritt, og det prosentviseinnhold av hovedelementet, svovel,avhenger av anrikningsmetoden.110yestinnholdhar naturlignok de lengst nednalte selektivtflotertekonsentrater, cjerne 50-52 %. Svovelinnholdeti finkiskonsentratene viser større variasjoner,ogligger ofte i onrådet 40-40 %. Jerninnholdethar en nnr sammenhengmed svovelinnholdetog trenger incen nærnere kommentarer.
- 2 - De vanligste ikkejernmetalleri norske kisforekometer er kobber, sink og bly. Arseninnholdetansees å være lavt sammenlicnetmed det man kjenner fra manse utenlandskeforekomster. Selv de mest anrikedekiskonsentraterinneholdernoe bergarter.det dreier seg oftest om sure bergarter,altså med hovedvektenpå Si02, men det forekommerogså andre bergartsmineraler.den vesentliseikkekisandeli Jomaforekomstener således kalkstein. Kisforedlingomfatterbåde kis og kisavbrannsbehandling frem til de endeligeprodukter,men ordet brukes ofte i litt snevrere betydningblant norske kisorodusenterog kismetallurger, nemliz om fremstil1inrav elementærtsvovel fra svovelkis.for 10-15 år siden var nan også sterkt opptatt av rjenvinninsenav kisens verdimetallinnholdi en eventuellkisprosess.dette ser ut til å være mindre aktuelt i dac, da de fleste norske kisr viser seg å kunne behandlesved selektivflotasjon,en anrikningsmetodemetallursenevanskeliskan konkurreremed. Avbrannsforedlincenbeskjeftigerseg, som navnet sier, bare med avbrannen,os omfatter de rense- og agslomereringsprosesser som skal overføre avbrannentil høyverdigjernnalm. Eventueltkan zjenvinninsenav ikkejerntallene være innbefattet. Dehandlingenav svovelkisenfra den brytes, sjennom oppkonsentrering,frem til utnyttelsenav de enkelte elementer, byr på en rekke mulise delnrosesser,og et optimaltøkenomisk resultat avhenserav hvordan disse delreaksjonenesettes sammen til hele nrosesser. Prosesskonbinasjonenes14nnsomheter selvfølgelis sterkt avhensig av en rekke "ytre onstendigheter",son f. oks. mulighetenefor svovelsyreavsetninspå stedet.det finnes derfor ikke almengyldigeløsninzerpå kisforedlingssaken.
Hensiktenmed dette foredrageter å belyse eksisterende prosessmuliehet2r$og det tas spesielt sikte på å belyse mulighetenefor produksjonav elenentartsvovel fra svovelkis, ned andre ord, det man i snevrestebetydningkaller kisforedling.dernest er hensikten å se nærmere på de eksisterendemuligheterfor avbrannsforedling. ELEMENTrRTSVOVEL FRA SVOVELKIS. Produksjon av elementartsvovel fra svovelkisencr på mange måter en onkvel.svovclet enrierlikeve?,ned få unntak, som 502-rausog svovelsyre. Når slike prosesser likevel interesserernorske kisfolk, er det fordi vårt svovelsyrebehover relativt beskjedont sammenlienetmed nåvarende (og potensiella) svovelkisproduksjon. Full innenlandsutnyttelseav kisen må derfor enten medføre eksport av svovelsyreeller clementartsvovel. Svovelsyrefraktes i dag på store tankbåter,men elementært svovel er naturlis nok et mere fristendesalgsprodukt både med hensyn til lagring og transport. Den totale kisforedlingsførste mål er å gjennomføre reaksjonen: 3 2 FeS2(s) + 02(c") = Fe203(s)+ 4 S(s) (1) 2 Dernest ønsker nan rerse det Cannede jernoksvdet. I forbindelsemed den nevnte totalreaksjoner det av stor interesseå merke seg at ål- 298-112 kcal åg298-80 kcal
- 4 - Dette innebærerat reaksjonenlikevektsmessiger skjøvetgodt over til høyre, eller med andre ord, at jernoksyd og svovel er de "stabile"komponenterved værelsetemperaturi oksyderendcatmosfære. Videre merker vi oss at reaksjonener eksoterm,varmegivende, og således bør kunne skje uten enersitilførscl. Den prosess som nærmest mulig tilsvarer"idealprosessen"er trykkoksydasjonenav pyritt i vandic miljø. Trykkoksydasjonenhar vært forsøkt,men viscr scg å være en meget langsomprosess. En vesentligulemne er dessuten at det jernoksydman får,er nærmest kollodialtoc krever ckstra foranstaltningerfor å overføres i massiv form. På papiret eksistererogså andre såkalte autorene kisprosesser,med andre ord, nrosessersom teorctiskikke krever noe enercitilskudd.de viktigsteprosesscrav denne type er klorprosesseneog Halvorsenprosessen. Klcr2rosessene. Klorprosessenebestår av to trinn, kloreringstrinnet og oksydasjonstrinnet. kloreringstrinnetreaserermetallsulfidenemed klorsass og gir metallklorideror fritt svovel. 2 FeS2(s) + 2 C12(s) = 2 FeC12(s)+ - S 8 (r) - 2 CuS(s) + 2 C12(g) = 2 CuC12(s)+ 11.; S8(g) 2 ZnS(s) + 2 C12(g) 2 ZnCl2(1) + 1 S8(g) Det toverdigejernkloridetsom utsjør hovedmassen, smelter ved 670 C (CuCl2ved - 6200 og ZnC12 ved 283 ), så man ønsker naturlis nok å holde ser under denne temperaturen.
- 5 I oksydasjonstrinnetutsettes kloridenefor oksygen i luft,og jernkloridetgår til treverdic jcrnoksyd,mens klor frigis og kan gå tilbake til klorerinrstrinnet 3 2 FeC12(s) + 02(g) = Fe203(s) + 2 C12(n) (5) Ikkejernkloriden er stabilereenn de tilsvarende oksyder og angripes ikke. De vil kunne vaskes ut fra jernoksydet eller fjernes på annen måte. De inngåendereaksjonerer varmegivendc,og det skal teoretiskvare unødvendigå tilføre enersi. Prosessenser således lovende ut, men det som i praksis gir vanskelisheter,er dannelsenav det treverdige jernklorid(med kokepunkt315 C), som vil være i sassform ved aktuelle reaksjonstemperaturermellom 350 og 6500C. Treverdig jernkloridkan dannes i besge prosesstrinn, men særlis i oksydasjonstrinnet: 3 6 FeC12(s) + 7 02(g) = Fe203(s) + 2 Fe2C16(s) (6) I kloreringstrinnet: 2 FeC12(s) + C12(s) = Fe2C16(g) (7) Eventuellgjenvimnincav klor ved oksydasjonav det treverdicejernkloridetnå skje i Eassform,noe som er ulike mye vanskeligereå gjennomføreenn oksydasjonenav fast toverdis jernklorid.en vesentligulempe er dessuten at det jerneksydetsom dannes ut fra reaksjoneri gassfase, vil vare meget finkornetog derfor vanskeliclar seg gjenvinne og utnytte. Det vil imidlertidføre for lanst å komme narmere inn på de forholdsviskompliserteforholdmed dannelse av tooc treverdigejernkloriderog den betydningdette har for sjennomføringenav en prosess.
Klorprosesseneer blitt vurdert ganske inngåendeav flere uavhengigeselskaperog instanser,nemlig Comstock Wescott og Texas Gulf Sulphur Co. som vel var dc første, videre av Outokumpui Finnland,MitterbergKupferbergbau i østerrikeog endelis A/S Norsk Bersverk/Kisforedlingen her hjemme. Aktivitetenvar sarlic intens i 50-årene. Det prosessalternativsom virker mest tillokkende, er det MitterbergKupferbersbaukom frem til. Flytskjemaer vist i fig. 2. Mitterberg-prosessentar konsekvensenav den uunngåeligedannelsenav treverdig jernklorid,oc benytter dette (Fe2C16)som kloreringsmiddelfor kisen: 1 FeS2(s) + Fe2C16(c) = 3 FcC12(s) + S8(c) (S) Prosessenble drevet i liten pilotskala,men ble av en eller annen crunn orpgitt. Kanskje på grunn av vanskelichetermed gjenvinningenav verdimetallene.prosessenkan mulicens være av større interessei forbindelsemed "rene" pyrittkonsentrater. Halvorsenprosessen. Prinsirpetfor en annen såkalt autocen kisprosess fremgår av reaksjonsligningen 3 FeS(s) + 2 S02(-) - = Fe304(s)+ 5 2 S2(r) Dette er srunnlagetfor dcn velkjentemalvorsenprosessen,som var sjenstandfor grundigeundersøkelseri første halvdel av 50-årene. (9) Likevektsundersøkelserviste at man får 3-4 volum-prosent svoveldampi en gassblanding 52/302 i likevektned nagnetkis og nasnetittved 900-950 Cforutsattat.likevektenfår tid til å innstille seg.
- 7 - Flytskjema,slik det opprinneligvar tenkt for Halvorsenprosessen,er vist i fig. 3. På crunn av det lave likevektsinnholdetav svovel i gassblandingen,er det innlysendeat store S02-mengdermå sirkulerei systemet.dette fremgår av den totale reaksjonsligning som kan skrives: 4 FeS1,1 + 3 02 + 75,5 S02 = 2 Fe203 + 2,2 S2 + 75,5 502 (10) Reaksjonenbør finne sted ved høyest mulig temperatur, opp mot 950 C, for å gi det høyestc svovelinnholdi gassen. Det er da ganske klart at den store avgassmengdenvil føre med seg tilsvarendestore varmemengder.autogen drift forutsetter at denne varmemengdenbenyttes til forvarmingav inngåendegass. På grunn av de store gassmengder,vil en slik varnevekslerbli av cnorme dimensjoner. Store dimensjonervil i det hele tatt karakteriscra prosessutstyretpå grunn av den sirkulerendes02- gassen. DuisburgerKupferhUttei Tyskland bygget i første halvdel av 50-åreneet Di1otanlegEfor en modifisert Halvorsenprosess.Svovelproduksjoneni pilotanleggetvar 1 tonn pr. døgn. Som et apropos kan nevnes at selve Halvorsen-Drosessenaldri har vært kjørt i noen som helst skala. DK gjorde ikke noe forsøk Då å kjøre en autogen prosessmed utnyttelseav varmeinnholdeti utgående gass for forvarmingav inngåendegass. Storpartenav varmeinnholdeti utgåendegass gikk til damp-produksjon. Det nødvendigevarmetilskuddtil inngåendegass ble tilført i en gass-forvarmer,sannsynligvisved forbrenning av ca. 200 kg kull pr. tonn produscrtsvovel.
- 8 Halvorsen/DK-prosessenkrever teknisk rent oksygen, dvs. 95-98 %. Luft kan ikke brukes, da gassvolumeti prosessen cr mere enn stort nok fra før. Selv ved bruk av tekniskrent oksyzen, vil nitrogeninnholdetbygge seg onp slik at en viss del av gassenmå "bløs".dette medfører samtidig at en viss mengde S02-gass tas ut av systemet.man kan derfor regne med 80-90 % svovelutbytte i form av elementærtsvovel. I tillegsmå man ta vare på SO,,-gassenenten ved anvendelsepå stcdct til svovelsyre,eller ved komprimeringog transportav flytende S02. DK arbeidetmed stykk-kiseller pellets i sjakt. Det viste ser å være nødvendigmcd lang oppholdstid,ca. 15 timer. Da sjaktenemå ha bewenset størrelse,medfører dette at man vil trenge i størrelsesorden100 sjakter for behandlingav ca. 200 000 tonn kis pr, år. Det hevdes at DK nedla 3 mill. DM i utviklingsarbeidet, men at prosessenmåtte legges bort da den var ulønnsom med de priser man dengang hadde på svovelkisog elementært svovel, og det er vel lite sannsynligat forholdenelizger sunstigerean i dag. Halvorsenprosessener son nevnt, tcoretisksett, en autogen prosess,men i den cneste utprøvedemodifikasjon- DK-prosessen- var det nødvendigmed enersitilskudd.det viscr seg ozså at alle andre kjente kisforedlingsproscsser utføres ved hjelp av energitilførseli en eller anncn form. Dette må nødvendigvisføre til en økning av prosessencs varmcoverskudd,som enten kan brukes til dampfremstillins cller vil gå tapt. Under norske forhold vil det ikke være særlig behov for damn,os en økning av prosessens varmcoverskuddmå derfor betraktessom en svakhet vcd prosessen.
- 9 - Energien kan tilføreskisorosessenepå ulike måter, ved tilførselav koks, CC-gass eller olje for reduksjonav S02-gass, tilførselav olje eller elektriskenerci for avspaltningav pyrittens "første"svovelatom. Orkla-2rosessen. den gamle Orkla-prosessen- se fir. 4 - ble stykkkis blandet ned koks os slagsdannendemidler, kvarts oc kalkstein,os det hele ble smeltet ned i vannjakke-ovner. I ovnens øverste del ble svovelkisensene svovelatomavdrevet os det dannede jernsulfidfes fortsattenedover i ovnen og ble oksydert i brennsonentil Fe0 oc S02. SO2- cassen stes oppover i ovnen oc møtte på veien koks. Koksen virket her som reduksjonsmiddelog ikke som brensel,men den representertelikevel prosessensvesentlieeenergitilskudd.so2r -assen - blc rs:juser t±1 fritt svovc1 or OC en varmegivendereaksjon son Ta den nødvendigeenersi for avspaltninsenav det første svovelatomet. Fe0 reagertemed kvarts og kalksteintil fayalitt, det er et jernsilikat,og hedenbercitsom er et kalsiumjern-silikat.kobberet, fremdelesbundet til svovel, dannet med resten av jernsulfideten kobbermattemec 12-14 % kobber. Det karakteristiskemed prosessenvar at man Ejenvant vel 80 % av svovelet som elementærtsvovel.det man ikke sienvantfantes i det vesentligei skjærsteinen. Kobberinnholdetfikk man som nevnt tatt varc på i kobbermatten. Prosessenvar tekniskmeget godt dennomarbeidet, men måtte dessverrenedlessesi begynnelsenav 80-årene
- 10 - på grunn av stigendekoksnriserog synkende svovelpriser som etter hvert Ejorde den ulønnsom.det må også sies å vere en stor svakhet ved prosessenat kisens jerninnholdble forslaggetor sikk tapt. Rosengvist-prosessen. Iisi_5 viser et annet eksempel på en prosessned reduksjon av S02-sass.Dette er den såkalte Rosenqvistprosessen,som bare har eksistertpå papiret,mon som nok lar seg bringe over i virkalighetenetter en viss dennomarbeidelse. Prosessforslageter ot resultat av samarbeidemellom Rosenqvist,Elektrokemiskos Kisforedlingen. Det fremgår at man vil anvendeco-sass som reduksjonsmiddel.tanken om bruk av CO-gass var særlig aktuell i lorge fra 1956 og utover, da man for alvor b:r7vntef tank.; norsizkoksverk o: på anvenc-1s:,smulirlhet.jne for Easpcn fra forkoksnin-sprosessen. Som kjont blir gasson vcd Norsk Koksverk benyttet på andre måter, mon tanken om utnyttelseav CO-gass for reduksjonav 502-gass cr fortsattaktuell i liprse.vi kan bare tenke på de store CO-gass-menrdersom dannes i norsk smelteindustriog som tildols Går tapt i dag. Utnyttelscav CO-gassenfra smelteovnenekrever at ovnene kan lukkes,ogdetto medfører som kjent at vi ikke kan utnytte CO-gassenved ferrosilisiumsmelting, 17errosilisiumsovnene må vere åpne av grunner vi ikke skal komme inn på n r, non riz.tkan jo tenkas at man i fremtidenkan komme frem til rånatcrialer som Gjør det mulig å lukke også ferrosilisiumovneneog dermed vil man med en gang ha store CO-mensdertil disposisjon.
Prosessenvar tenkt gjcnnomførti en sjaktovn.sjaktovnencr som man ser inndelt i flere soncr. I Forvarmingssonehvor kis varmes opp til 650 C i motstrømmed oppstigendegass. Samtidig forcrar en del etter-reaksjoneri gassen, bl.a. omsetningav CoS med S02 Pyrittspaltesone650-900 C.Per spaltas FeS2 til FeS samtidigforegarhovedreaksjonenmellom S02 og tilført CO-Eass.Denne reaksjon cr cksotermos dekkcr varmebehov2tfor spaltingav kisen. Så har man røstcsonen,900-9500c.her oksyderesfes til Fe304 + SO2 I denne sonc gis et overskuddav varme. Dut kreves derfor en sirkulasjonav cass med kjøling av gassen utenfor ovnen. Sulfatiseringssonenhvor kisens kobber- os sinkinnhold sulfatiseres. Avkjølingssonehvor sodset kjølcs i motstrøn ned inngåendekald luft. Rosenqvist-prosessener et termisk "overskuddsforetakendc",noe som fremgår av figuren,der en ser at en del av gassen ma sirkuleresjennom en kjøler for å fjerne overskuddsvarme. Rosenqvist-prosessenkan også tenkes utført fluidiseringsovner.reaksjonene da finne sted i to atskilte trinn: Spaltingav svovelkis.varmebehovetdekkes av reaksjonen mellom SO2b-gass fra neste trinn og tilført CO-gass eller annet reduksjonsmiddel. Røsting av magnetkis (FeS), helst til macnetitt (Fe204). Magnetkisenkommer fra trinn 1.
- 12 - Kokkola-2rosessen(Outokum2u). Reaksjonen 2 FeS2 2 FeS + S2 er på en måte en basisreaksjoninnen kisforedlinren.den innsår således i flere av de allerede nevnte prosessene (Orkla-prosessen,Halvorsen-prosessen,Rosenqvist-prosessen). Reaksjonener varmekrevendeor representereret trinn i prosessenhvor energitilskuddetkan settes inn. Reaksjonen er teknisk lett rjennomførbar,.og flere prosesser eller kanskje rettere prosessforslag,har tatt sikte på nettopp en gjenvinningav det første svovelatometsom elementartsvovel. Det andre svovelatometkan gå til S02- gass for svovelsyreeller til reduksjonmed karbon eller CO-gass som tidligerenevnt. I :Pyror-prosessen,som ble drevet i pilot-skala av Orkla-GrubeA3, smeltetman kisen med elektriskkraft i en elektroovn,og fikk derved avdrevet det ene svovelatomet. FeS-mattenble deretter løst i svovelsyreløsnins under H2S-utvikling.E2S-Fassenlot seg relativt lett overføretil svovel og man gjenvant således hele S-innholdet i elementærform. Prosessenkom aldri til teknisk skala, da det viste seg vanskeliså markedsføreett av hovedproduktene, elektrolytt-jern,til regninrssvarendepriser. Den eneste kisprosesssom drives i konnersiell skala i das, er det finske sulskapetoutokumpusorosess Kokkola.Anlen-t bl, byrs.t i irn 1961-62. E- fir. 6. Kisen, med et vanninnholdna 5-6 % tørkes i en oljefyrtroterovn før den blåses inn i flammeovnen. Flamneovnencharreresmed ca. 60 tonn kis pr. timc, og i samme tidsrom bruker den 9 tonn olje. Forbrenningsluften forvarmes. Varmetilførselener tilstrekkeligfor spaltinr or nedsmeltingav svovelkisen.
- 13 Mere enn halvpartenav kisens S-innholdforlater flammeovneni gassform (S2$ 1:2S,COS, SO2) ocr.kan Gjenvinnes som elementærtsvovel etter samme skjema som i Orkla-prosessen.Varmeinnholdetutnyttcs til produksjonav elektriskenergi via damp. FeS-mattentappes flytendeut av ovnen, granuleres os sår til røsting. Avbrannenkan om ønskes renses ved kloreringmed klorgass i en liten sjakt. Det avrøstede zranulathar ideell kornstørrelse for vanlig sintring og er vel ansett som jernmalm. Det er vanskeliså gi eksakte produksjonstall, da prosessener i stadis utvikling,men man kan recnc med at det behandlesnær 400 000 tonn pyrittkonsentrat år. Produksjonenav elenentærtsvovel er nwr 100 000 tonn, og svovel i forn av S02-cassca. 95 000 tonn. Dertil får man 280 000 tonn cranulertfe202 oc nwr 250 mill. kwh. Samlet vurderineav his2roscssene. Klorprosesseneer i prinsippetautozenc og bør ikke trenge noe vesentlieenersitilskudd,men det er realistiskå regne med et visst klortap. Et klortan på 5 % tilsvareret klorforbrukpå ca. 30 kg pr. tonn kis. Omresnettil kroner, vil det si ca. kr. 18,-. Ealvorser-nrosessener også autocen i nrinsippet, men lar sec neppe drive i denne versjon. Dessutener den under enhver omstendishetavhensiz av teknisk oksysen, anslacsvis140 pr. tonn kis. Oksygen-prisener sterkt avhengic av produksjonsmengden.for behandlinsav 200 000 tonn kis pr. år, blir oksysenprisenca. 7 øre pr. nm3, tilsvarende10 kr Dr. tonn kis.
I DK-modifikasjonenble tilført varme for forvarming av inngåendecasser, sannsynlisvisca. 100 kg kull pr. tonn kis. Verdien av denne kullmensdentilsvarernær 12 kr. Den gamle Orkla-prosessenble tilført ca. 100 kg koks pr. tonn pyritt, tilsvarendeca. le kr. Rosenqvist-prosessenbaserer seg på anvendelse av billig "overskudds"-reduksjonsgass, f. eks, fra elektriskesmelteovner,men man kan også tenke seg en direkte anvendelseav koks av simpel kvalitet.man vil trenge ca. 130 ks pr. tonn kis tilsvarendeca. 18 kr. Ved elektrisksmeltinguten anvendelseav overskuddsvarmefra senere prosesstrinn,somi Pyror-prosessen, må man reene med ca. 800 kwh nr. tonn kis. 3 Øre nr. kwh gir kr 24,- i energiutsifterpr. tonn. Man kan tenke seg å tilføre elektriskenersi (varme)ved hjelp av plasmabrennere.det vil da mulicens kunne unngå smeltinc og nyttigsjørenoe overskuddsvarne fra senere røstetrinn.kanskje kan man da klare sec med ca. 300 kwh pr. tonn kis, men disse kuh-ene vil falle noe dyrere i enhetsprispå srunn av plasmautstyret,la oss si 5 Øre pr. k[th.dette gir 15 kr pr. tonn kis. I Kokkola-prosessentilfØres nær 160 kg olje pr. tonn kiskonsentrat.det dreier seg om bunker-c-oljetil 10 Øre pr. kc. Dette utsjør 16 kr pr. tonn kis. Det foregåendekan kort oppsummeresi tabellform: Prosess Klorprosessen Malvorsen/DK Orkla Rosenqvist Pyror 1. trinn Kokkola 1. trinn TilfØrsel Omkostnincer klor kr 18 Oksygen + kull kr 10 + 12 koks kr 18 koks kr IC El. energi kr 24 Olje kr 16
Disse omkostningstallenemå naturlig nok ikke tilleeges for stor vekt ved vurderingenav de ulike prosessene.en rekke andre omkostningerkomner til, og særlis vil kapitalomkostnincenekunne vise seg å være vesentligforskjellige. Prosessenesir dessuten ulike produkterog må også vurderesut fra denne synsvinkel. Tilfdrsolav energi kan aksepteresnår det medfølgende energioverskuddkan utnyttes på fornuftisvis. Dette vil by på problemerunder norske forhold. Kokkola-prosessener på mange måter interessant,men det minnes Om at bare ca. halvpartenav svovelet glenvinnesi elementærform. Resten må nødvendicvisså til svovelsyre4 Reduksjonav 802-sassenfra rdstetrinnetvil bare medføre enda større energioverskuddi prosessenmed ytterligere dampproduksjon. Utnyttelseav damp for produksjonav elektriskenerci er fornuftigi Finnland,hvoren kilowatt-timebetales med 8-10 øre, nen neppe i Norge med våre kraftpriser. Et åpent spørsmål er det om "Kokkola-cranulat"med mere Cu og Zn enn i Pyhåsalmipyrittkonsentratct,lar seg behandle tilfredsstillendeved kloreringi sjakt. Orkla-prosessenoc Pyror-rrosessener sikkert vurdert grundieav Orkla Crube-Aktiebolag,og det er lite son kan tilføyesher. Under forholdhvor det hverken er behov for svovelsyre cller damp, ser klorprosessontil MitterbergKupferbersbau os Rosenavist-prosessonut til å by på de største fordeler. Klorprosessenvil nok by på mye nybrottsarbeide,og støvdannelsepå grunn av FeC13-gassenkan komme til å by på de største problemer. Rosenavist-prosassener nok den som teknisk sett lettest lar sog overføre til konnersiellskala. Den synes
- 16 - spesielt lovendedersom billis reduksjonsgassstår til disposisjon,men kan også vise seg fordelakticom det er nødvendicå ta i bruk kull eller simpel koks som reduksjonsmiddel. Det er sannsynligat prosessenikke esner sec for sjakt,daman i såfall får problemermed fremstillingav kisnelletsav akseptabelkvalitet.etter min mening bør det derfor tas opp til ny vurdering om prosessenkan tas i bruk som en totrinns fluidisaringsprosess.
KJEMISKANALYSE OG GRANULOMETRI FOR DIV. NORSKE SVOVELKISER KISTYPE Kjemisk sammensetning Fe Cu Zn pb As Bergart Granutometri -200 mesh Orkla finkis 41 37 2,00 1,90 0,06 0,05 13,8 Skorovas finkis, 46 1,40 Killingdal flot. kis 48 45 0,60 3,10 27 29 Sulitjelma n 51 45 0,03 0,25 0,09 2,7 72 Nord-NorgeNS 51 47 0,27 0,90 0,30 52 Fosdalen 49 44 0,50 0,02 4,4 39 Jorria 52 46 0,15 0,25 0,01 0,08 95 If fl
KLORPROSESSEN MitterbergKupferbergbau 101. I. 55 /1 " 11 17 fl II t 11 20 U» P " 5. FeS2 ZnS CuS Sulphur Gangu Chlorine FeCi2 ZnC1 CuCl2 2 FeC13 Klorerin strinn: 4 FeS2 + 4 Fe2C16 = 12 rec12 + S8 B CuS + 8 Fe2C16 n 16 FeC12 + 0 CuCl2 + S 8 ZnS + 8 re2c16 = 16 FeC12 + 8 ZnC12 + S8 Oks das'onstrinn: 12 rec12 + 3 02 = Fe203 + 8 rec13 re203 CuCl2 ZnC12 Gangu Air Mohn, InternationalMin. Dress. Congr., Stockholm1957.
7:1,93. HALVORSEN- PROSESSEN KIS 502+5 750-800 C 502 SJAKT- OVN 850-900 C 650 C VARMEmax. VEV,SLE SVOVEL KAMMER VI TE Fe203 02 400 C 300 C Svovel Svovel 1.2 FeS2 FeS + S02 FeS + 02 Fe3Q + 02 2. FeS + 02 2 FeS + S2.n 3_4 + S2 Fe203 + S02 Fe203 Fe203 + 52
Ft:9. kis koks kvarts katkstein ORKLA-PROSESSEN A= Stbvkammer B= Katalysator C=Svovetutskiller SMELTE OVN A B C Avgass Luf t Stbv Rasvovel REAKSJONER I SMELT EOVNEN : Skjærsten Stagg Fe52 FeS +1 2 S02 + C > 00 + 2 2 2 FeS+ 02 > Fe0 + 502 Fe0+ Si02 + Ca0 Stagg FeS CuS Skjærsten REAKSJONER I KATALYSATOR 502.+ 2 H2S > 2 H20 + 3S CS2+ 2 SO2 CO2 + 35 2 COS+ SO2 > 2 CO2 + 3S
". 5. Kis-briketter ROSENQVIST - PROSESSEN Gass 520 C Svovelkondens etc. II III I V Koksgass Gass 925 C KJOLER; Gass 515 C Sulfatisert rastegods Luft Sone I Forvarming av kisen til 650 C Sone II: Pyrittspaltesone 650-900 C 2 FeS2 2 FeS + S2 502 + CO 002 + ;-S2 Sone III: Rastesone 9000-950 C 3 FeS + 5 02 > Fe304 3 502 Sone IV Sulfatisering av kisens Cu -og Zn - innhold. Ca. 600 C Sone V : Avkjalingssone
Fic 6 KOKKOLA- PROSESSEN (OUTOKUMPU) TÖRR KIS OLJE Damp FLAMME OVN Avgass V Stöv Svovel FeS-matte (granuteres) A = DAMPKJELOG STÖVUTSKILLER B= KATALYSATOR C = SVOVELUTSKILLER 1 Flammeovn: Fe S2 ---> FeS(0 + 1 I Katalysator: S02 + 2 H2S --->- 2 I-120 + 35 2 COS+ SO2 -->- 2 002 + 35