Суммарную реакцию обжига колчедана можно представить в виде реакции (1), где ∆H=-853,8 кДж/моль FeS2 или 7117 кДж/кг.
4FeS2 +11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 +Q (1)
Фактически она протекает через несколько последовательно-параллельных стадий. Сначала происходит медленная эндотермическая реакция термического разложения дисульфида железа, а затем начинаются сильно экзотермические реакции горения паров серы и окисления сульфида железа FeS.
Часть кислорода воздуха расходуется в реакции на окисление железа и поэтому максимально возможная концентрация диоксида серы в обжиговом газе в этом случае ниже, чем при сжигании серы (около 16%и об.). В состав обжигового газа входит также небольшое количество триоксида серы SO3.
Обычно воздух берется в избытке к стехиометрическому количеству, тогда концентрация SO2 в обжиговом газе будет тем меньше, чем больше коэффициент избытка.
Флотационный колчедан кроме пирита FeS2 содержит ряд примесей (в частности, соединения мышьяка, селена, теллура, фтора), которые при обжиге переходят в состав обжигового газа в виде оксидов As2O3, SeO2, ТеO2 и фторсодержащих газообразных соединений HF, SiF4. Наличие этих соединений обусловливает необходимость последующей очистки газа.
7.5 Получение обжигового газа из колчедана.
Обжиг колчедана — типичный гетерогенный процесс в системе «газ—твердое». Для увеличения скорости процесса стремятся, прежде всего, уменьшить сопротивление диффузионных стадий, т. е. не проводить обжиг колчедана в диффузионной области. Это может быть достигнуто измельчением твердой фазы и интенсивной турбулизацией потока. Наиболее удобным аппаратом для этой цели является печь с псевдоожиженным слоем колчедана (печь «кипящего слоя» КС).
