IZVODLJIVOST DOBIJANJA RETKIH ELEMENATA I INDUSTRIJSKIH MATERJALA IZ TEHNOLOŠKOG OTPADA RTB-a BOR (Šesnaesti deo - IZVODLJIVOST DOBIJANJA SUMPOR DIOKSIDA IZ PIRITA)

II.3.1.2. Izvodljivost dobijanja  sumpor dioksida iz pirita

Pošto RTB Bor gradi Novu Topionicu bakra i Novu Fabriku sumporne kiseline, prerada pirita bi mogla da obezbedi stabilnost snabdevanja Nove Fabrike sumporne kiseline sa sumpor dioksidom. To znači da bi izdvajanje koncentrata pirita iz Flotacijske jalovine imalo posebnu ekonomsku opravdanost, jer bi nakon puštanja u rad Nove Topionice bakra bilo izvodljivo preurediti neka od postrojenja za prženje bakarnog koncentrata iz stare Topionice, radi prerade pirita.

Tehnološka šema za izvodljivu proizvodnju sumpor dioksida i piritne izgoretine iz koncentrata pirita prikazana je na sl. II.3.1.2.1.

Iz navedene tehnološke šeme vidi se da se proces prženja pirita odvija u pržnoj peći. U konkretnom slučaju izvodljivo je primeniti tehnologiju oksidacionog prženja pirita u prilagođenom fluo-solid reaktoru, koji je bio primenjivan za oksidaciono prženje sulfidnog koncentrata bakra.

Kao što se vidi reaktor za prženje pirita sastavljen je iz četiri dela. U donji deo reaktora uduvava se vazduh pod pritiskom, a kroz gornji deo reaktora dodaje se “šarža” (pirit izmešan sa kvarcnim peskom).

Vazduh pod pritiskom kroz rešetkasto dno (duvnice) produvava zagrejanu “posteljicu”. “Posteljica” je zagrejan kvarcni pesak na temperaturu preko 500 ⁰ C, koja ima ulogu da se tokom procesa meša sa “šaržom” i tako stvori uslove za paljenje sumpora iz pirita. Paljenjem sumpora iz pirita nastaju egzotermne reakcije. Deo stvorene toplote troši se na održavanje temperature procesa (oko 700 ⁰ C), a višak toplote se neutrališe dodavanjem vode u reakcioni prostor.

Reakcije prženja pirita su:

2 FeS₂ + 11 / 2 O₂ - > Fe₂O₃ + 4 SO₂            ΔH = - 1666 kJ / mol              ………………….. ( 1 )

3 FeS₂ + 8 O₂ - > Fe₃O₄ + 6SO₂                    ΔH = - 2381 kJ / mol              ...…………………( 2 )

FeS₂ + 3 O₂ - > FeSO₄ + SO₂                        ΔH = - 1054 kJ / mol              …………………...( 3 )

            Kao što se vidi iz navedenih reakcija produkti prženja pirita su oksidi i sulfat gvožđa (čvrsta faza) i gas sumpor dioksid. Produkti prženja pirita napuštaju reaktor i odlaze u ciklon. Obično se radi o seriji od nekoliko rednih ciklona, a radi sprečavanja gubitka toplote zračenjem u okolni prostor, izvodljivo je oblaganje ciklona nekim izolacionim materjalom, kroz koji se može propuštati voda ili vazduh radi iskorišćenja toplote. U ciklonima dolazi do vrtloženja gasa i prašine, te zbog dejstva centrifugalne sile nastaje grubo odvajanje čvrste od gasovite faze. Čvrsta faza su čestice piritne izgoretine (Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeSO₄), koja je teža od gasa, zbog čega se čvrsta faza koncentriše uz zidove ciklona i pod dejstvom gravitacije taloži na dnu ciklona odakle se povremeno ispušta i transportuje do sabirnika ogoretine.

            Otprašeni i prohlađeni gas sumpor dioksid sa ostacima vrlo sitnih čestica ogoretine propušta se kroz izmenjivač toplote radi smanjenja temperature gasa i efikasnijeg korišćenja viška toplote. Istaložena sitna ogoretina iz izmenjivača toplote se takođe transportuje u sabirnik ogoretine.

            Nakon propuštanja gasa kroz izmenjivač toplote dobija se prohlađen gas sa temperaturom iznad kondenzacije sumpora, koji još uvek sadrži veoma sitnu prašinu ogoretine. Radi pripreme gasa za proizvodnju sumporne kiseline vrši se suvo čišćenje gasa u elektrofilteru, zatim pranje, pa hlađenje gasa, a onda mokro čišćenje i na kraju sušenje gasa pre njegovog uvođenja u proizvodnju sumporne kiseline.  

Nenad Radulović