DD219092A1

DD219092A1 - Verfahren zur herstellung von blei aus oxidischen bleiausgangsstoffen, die schwefel enthalten

Info

Publication number: DD219092A1
Application number: DD84262514A
Authority: DD
Inventors: Sverra J Leirnes; Malkolm S Lundstroem; Lennart M Hedlund; Kurt J A Buren
Original assignee: Boliden Ab
Priority date: 1983-05-02
Filing date: 1984-04-30
Publication date: 1985-02-27
Also published as: AU2681784A; PL247442A1; ES8505729A1; EP0124497B1; FI71578B; DD161158A3; AU558863B2; DE3460601D1; SE8302486D0; PL146588B1; DK206784D0; SE436045B; EP0124497A1; ATE21938T1; DK206784A; FI71578C; FI841535A0; JPS59211538A; US4508565A; MX7731E

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rundschnitteinrichtung zum Saegen scheibenfoermiger Teile, vorzugsweise zur Herstellung von Kabeltrommelscheiben in Anlagen zur Fertigung von Holztrommeln fuer die Kabelindustrie. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Loesung fuer eine Ausruestung zu offenbaren, mit der scheibenfoermige Teile rationell und effektiv unter weitgehender Reduzierung kraftaufwendiger Arbeit gefertigt werden koennen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine zusammenwirkende mechanische Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe vorgenagelte und mit Zentrierbohrung versehene Platten der Saegemaschine zugefuehrt und selbstaetig kreisfoermig ausgeschnitten werden koennen. Diese Aufgabe wird geloest, indem die Rundschnitteinrichtung aus einer Gruppe einander zugeordneter Ausruestungen besteht, die funktionell zusammenwirken und von denen einige zur Durchfuehrung der erforderlichen Arbeitsschritte besondere Merkmale aufweisen. Einer Bandsaegemaschine ist eine mit Kettenantrieb ausgeruestete Fahrbahn, auf der ein mit einem Drehtisch versehener Transportwagen laeuft, zugeordnet. Weiterhin gehoert diesem Ausruestungskomplex eine Vorschubeinrichtung an. Fig. 1

Description

Berlin, den 1-2_β07-· 198.4 ,63 838/13

Verfahren zur Herstellung von Blei aus schwefelhaltigem oxidischen Bleiausgangsstoffen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blei mit einem Schwefelgehalt von weniger als etwa 2 %' aus schwefelhaltigen oxidischen Bleiausgangsstoffen, die mit Zink: und/oder anderen leicht oxidierbaren Elementen verunreinigt sind, durch Schmelzen der genannten Ausgangsstoffe in einem Ofen, in dem die Anteile bewegt werden können* Die Erfindung betrifft insbesondere ,die Aufarbeitung der bleihaltigen Zwischenprodukte, wie beispielsweise verschiedene S¹I ugs täubte liehen, Ascheteilchen und Schlacken, die bei der metallurgischen.Behandlung polymetallischer Ausgangsstoffe gebildet v/erden,· beispielsweise komplexer Sulfidkonzentrate·

Charakteristik ,der bekannten technischen Lösungen

Normalerweise wird Blei aus sulfidischen Bleiausgangsstoffen, beispielsweise Konzentraten, hergestellt» Blei kann jedoch auch aus solchen metallischen, oxidischen und sulfatischen Bleiausgangsstoffen hergestellt werden-wie jene genannten bleihaltigen Zwischenprodukte* Diese Art des Zwischenprodukts enthält hauptsächlich Staubprodukte, die in verschiedenen Staubfilterarten gebildet werden, zum Beispiel Staubfilterbeutel, Cottrell^Staubfilter ect. Diese Zwischenprodukte sind normalerweise hochkomplex und enthalten gewöhnlich Oxide und/oder Sulfate von Pb, Cu, Ui, Bi, Cd, Sn, As, Zn und Sb.. Die Stäube können manchmal wertvolle Mengen an Edelmetallen enthalten. Halogene, beispielsweise Chlor und -Fluor,· sind gewöhnlich auch vorhanden. Die Zusammensetzung der Stäube variiert in starkem Maße und folglich

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ist es nicht möglich, die Zusammensetzung eines typischen Stoffes darzustellen, obwohl der Bleianteil des Materials mehr als 20 %..des Bleies, das aus.dem genannten Material, wirtschaftlich hergestellt werden kann, betragen sollte· , Bs ist verständlich, daß die geringste Bleimenge, die der Staub enthalten muß, um das Verfahren 'wirtschaftlich lebensfähig zu machen, natürlich vom Wert der anderen vorliegenden Metalle, in erster Linie Zinn und Edelmetalle, abhängig ist. Die.Zwischenprodukte der vorgenannten Art-werden in großen Mengen in eisenfreien metallurgischen Verfahren gebildet und stellen natürlich bedeutsame Metallkennwerte, dar. '. ·'.'

Die früheren schwedischen Patentanmeldungen SE-PS 7 317 217-3 'und 7 317 218-1 beschreiben Verfahren zur Bleiherstellung, bzw. Bleireinigung aus Stoffen der vorgenannten Art; dabei wird'ein rotierender Blaskonverter, beispielsweise vom Kaldq-Typ, als Schmelz- und Reinigungsanlage verwendet. Außerdem beschreiben, unsere früheren Patentanmeldungen 3S-B-78 07 337-4 und 78 07 358-2 hierzu Verfahren zur Herstellung und Reinigung von. Blei aus, unter anderem, der gleichen Art .von bleihaltigen Zwischenprodukten, besonders jenen, die große Mengen an Kupfer und/oder Arsen enthalten. Sin gemeinsames Merkmal aller zuvor bekannten Verfahren besteht darin, daß das Blei in einem Zweistufenverfahren hergestellt wird, in dem die Bleiausgangsstoffe zusammen mit den Flußmitteln mit Hilfe einer Sauerstoffbrennflamme, die über die Oberfläche des Stoffes in den Ofen geleitet v/ird, geschmolzen werden, um ein schwefelarmes.Blei und eine Schlacke zu bilden, die reich an Bleioxid ist; die genannte Schlacke weist einen Bleioxidgehalt von 20 bis 50 %,-normalerweise 35 bis 50.>ö, auf. Die Schmelze wird dann einer Reduktionsstufe ausgesetzt, in der Koks oder einige andere .geeignete Reduktionsmittel zur Schmelze hinzugefügt werden,

während der Schmelze und dem Konverter, der mit einer bestimmten Drehzahl rotiert, um eine starke' Turbulenz in der Schmelze zu erzeugen, Wärme zugeführt wird. Sin vollständiger Schmelzzyklus dauert einschließlich der Zeit für die Beschickung des Ofens und dem Abziehen der Schlacke aus der Schmelze in einer normalen Betriebsanlage annähernd 5,5 Stunden*

Die Verwendung von Öfen, in denen die Schmelze kräftig bewegt werden kann, beispielsweise durch Drehen des Ofens, wie es in den früheren Pat.entbeschreibungen beschrieben ist, führt zu einer viel höheren Schmelzfähigkeit und verbessert die Y/ärmeeinsparuhg im Vergleich mit den bisher bekannten, traditionellen Verfahren für die Aufarbeitung oxidischer Bleiausgangsstöffe-, zum Beispiel solchen Verfahren, wie denjenigen,-die in Schachtöfen,. Aufflammöfen oder langsam rotierenden Öfen des Trockenofenstyp, beispielsweise'des sogenannten "Kurztrommelofens", der normalerweise für die Aufarbeitung solcher Bleiausgangsstoffe verwendet wird, durchgeführt werden. Ungeachtet der stark verbesserten Verfahrensökonomie, die in dieser V/eise erreicht werden kann, werden . jedoch die Betriebskosten und der damit verbundene Hut-zen immer so. hoch sein, wie es gelingt, einen Übergang von alten, untersuchten Verfahren, die in bestimmten Fällen weniger attraktiv sind, zu schaffen. Die.Wirtschaftlichkeit des Verfahrens hängt von der Länge des Schmelzzyklus^: aus wenigstens zwei wesentlichen Gründen ab, und zwar von dessen Einfluß auf die Ofenkapazität oder, mit anderen Worten, auf die Produktivität, und teilweise von der Menge des Öls oder des. alternativen Brennstoffs, der für die Erwärmung notwendig ist und beim Schmelzen und Reduzieren des Ausgangsstoffes natürlich mit dem Ansteigen der Verfahrens dauer zunimmt.-

Folglich besteht 'ein großes BedÜfnis für eine reduzierte Verfahrensdauer., d. h.'kürzere. Schmelzzyklen, um die Wettbewerbsfähigkeit des in der Einleitung beschriebenen Verfahrens gegenüber den traditionellen alten Verfahren weiter zu vergrößern. . . ·

Ein weiterer,. mit dem bekannten Zweistufenverfahren verbundener ITachteil besteht darin, daß die in der Schlacke enthaltene Bleioxidmenge während der ersten Verfahrensstufe so hoch ist, daß die Ofenauskleidung beschädigt wird, and _xernst hafte Schaden am Mauerwerk ent stehen, die auch zu den' höheren Betriebskosten beitragen.

Ziel der Erfindung

' · - . .. · '.· ... . . > Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu

vermeiden» ' . . .'

Darlegung des Wesens der, Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren ' zur Herstellung von Blei aus schwefelhaltigen, oxidischen Bleiausgangsstoffen zur Verfügung zu stellen..

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß _: die Zeit, die notwendig ist, um einen Schmelzzyklus nach einem Verfahren der vorgenannten Art durchzuführen, stark reduziert werden kann, während gleichzeitig in den Schlacken entstehende hohe Bleioxidanteile vermieden werden, wenn, gemäß der vorliegenden Erfindung, die Schmelz- und Reduktionsverfahren, gleichzeitig durchgeführt werdenj auf diese Weise wird das Zweistufenverfahren in ein Einstufender fahr en überführt» Daraufhin werden auch Flußmittel, hinzugefügt, um eine genau be st ianit e Schlacke zu bilden, die annähernd gleiche Mengen von SiO₂ und CaO enthält. Das Verfahren ist.durch die

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sich, in den¹ folgenden, Ansprüchen .niederschlagenden Verfahr ens sehr it te gekennzeichnet.

Wenn daher die Bleiausgangsstoffe und die Flußmittel zusammen mit .dem Koka oder.einem anderen geeigneten Reduktionsmittel 'mittel in den Ofen befördert.werden, kann darin ein Rohblei mit geringem Schwefelanteil gebildet werden,.während der Bleianteil der Schlacke gleichzeitig gering gehalten wird·' Bine der Voraussetzungen für das gleichzeitige'Schmelzen und die Reduktion der Charge besteht darin, daß die/ Ofenfüllung während des gesamten Schmelzzyklus kräftig und gleichmäßig bewegt wird, Wie bereits erwähnt, ist auch gefunden worden, daß "die Schlackezusammensetzung kritisch ist. Polglich muß die Flußmittelmenge, die in den Ofen eingebracht wird, so eingestellt werden, daß die Summe der. in der Schlacke vorhandenen Zink- und Eisenmenge einen Wert von 30 bis 40 % erreicht, vorzugsweise ungefähr 35 %, : während die Silika- und Kalziumoxidanteile jeweils ungefähr 20 % betragen oder unmittelbar darüber liegen sollten« Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist - es möglich, die Dauer eines Schmelzzyklus auf einen Wert zwischen 55 und 65 % der vorher erforderlichen Zeit zu reduzieren, die auch eine Reduktion der bei dem Verfahren erforderlichen Qlmenge mit enthält, um 30 bis 50 % der in dem vorliegenden Zweistufenverfahren erforderlichen Menge zu bilden. ,

Die Bleiausgangsstoffe, Fluß- und Reduktionsmittel können miteinander gemischt werden, um vor der Einführung in den Ofen eine einzige Charge zu bilden, obwohl es bevorzugt wird, die gemischte Charge in eine Anzahl kleinerer Chargen aufzuteilen und jede Charge getrennt in den Ofen einzuführen, wobei die Ofenfüllungen zwischen jeder Charge langsam erwärmt werden, bevor der Schmelzvorgang beginnt. Als Fluß-

mittel wird vorzugsweise Kalk und ein eisensilikathaltiges Material verwendet, während Koks als Reduktionsmittel bevorzugt wird. Die Reduktionsmittelmenge wird in der Weise zugesetzt, daß zumindest das gesamte nichtmetallische^; Blei in der Charge zu Metall redu-ziert wird, obwohl die Reduktionsmittelmenge vergrößert werden kann, wenn der Wunsch besteht, schwieriger reduzierbare Metalle in der Schmelze, beispielsweise Zinn, in der Bleiphase zu reduzieren. ;

Die Ofenfüllung läßt sich auf mehrfache /Art und Weise durchrühren, beispielsweise pneumatisch, mechanisch oder elektroinduktiv. Wenn die benutzte Ofeneinheit ein stationärer Reaktor ist, beispielsweise ein kippbarer Konverter vom LD-Typ, ist die am besten geeignete Art des Durchrührens der Ofenfüllungen die pneumatische, welche durch Einführen eines ausgeglichenen Gasstrahls in die Schmelze,bewerkstelligt wird, und zwar durch eine Blaslanze oder, in anderer geeigneter Art und Weise. Eine andere bevorzugte Alternative besteht darin, daß die Schmelze durch Drehen des Ofens mechanisch bewegt wird} in diesem Fall wird ein Drehblaskonverter verwendet, beispielsweise ein Kaido-Typ. -Im Hinblick darauf wird eine geeignete Bewegung dann erreicht, wenn sich der Ofen mit einer peripheren Geschwindigkeit von etwa 0,3 bis 3 m/s dreht; günstig sind 1 bis 2 m/s, gemessen an der Innenfläche des Ofens,

Die für das Schmelzen und Reduzieren der Charge erforderliche Wärme wird in geeigneter Weise mittels eines Öl-Sauerstoff -Brenners erzielt. Der Dstrom während des Schmelz- und Reduktionszyklus wird zwischen ungefähr 0,3 und 1,0 l/min pro Tonne der Charge variiert, wobei sich die unteren Grenzwerte auf den Zyklüsbeginn beziehen. Der Srwärmungsvorgang-wird'vorzugsweise mit Hilfe einer oxidierenden Flamme bewirkt; daraufhin ist die verbrauchte Ölmenge er-

mittelt worden mit nur etwa 70 % der Menge, die erforderlich · ist, wenn die Erwärmung mit einer neutralen oder schwach oxidierenden Flamme erfolgt. Es trifft zu, daß dadurch der Koksverbrauch leicht ansteigt, aber die gesamten Snergiekosten sind niemals viel geringer, da die Kokskalorien weniger kostspielig sind als die ölkalorien« Die Erwärmung erfolgt in der Weise, daß die Chargentemperatur in einem Bereich von 1100 bis 1150 ⁰G, vorzugsweise bei ungefähr 1125 G während des Schmelz- und Reduktionavorganges aufrechterhalten wird·

Auaführungsbeispiel

Die Erfindung wird nun im Detail beschrieben, mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung, deren einzige Figur ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, und auch mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel der bevorzugten Ausführungsform. ^

Oxidische Bleiausgangsstoffe, beispielsweise Bleistaubkörner, werden zusammen mit dem Flußmittel in den Ofen eingebracht, wie zum Beispiel Kalk und Fayalitschlacke, sowie .ein festes Reduktionsmittel, beispielsweise Koks» Während des Ofenbeschickungsvorganges wird- die Ofenfüllung mit Hilfe eines Öl-Sauerstoffbrenners erwärmt, wobei die Charge langsam bewegt wird. Solbald die gesamte Charge in den Ofen eingeführt ist,- wird das Umrühren durch Erhöhung der Ofendrehzahl von ungefähr 0,5 m/s bis zu ungefähr 3 m/s. verstärkt, und zwar bei Aufrechterhaltung der genannten Erwärmung, um auf diese Weise die Schmelze bei Anwesenheit des festen Reduktionsmittels zu schmelzen und zu reduzieren, damit eine. schwefelarme Bleiphase und eine Schlackenphase erreicht wird.

Das Verfahren wird für eine Zeitdauer fortgesetzt, die er-, forderlich, ist, um Blei mit¹ einem Anteil von weniger als ,' -2 % Schwefel und einer Schlacke mit- einem geringen Bleianteil zu erzeugen« Die ,Chargenbewegung wird dann beendet, so daß Blei und Schlacke voneinander getrennt werden können, wonach.die Schlacke und das Blei getrennt aus .dem Ofen genommen werden» '

Beispiel . ' .

In einen Drehblaskonverter vom Kaldo-Typ, der einen Innendurchmesser von 2,5 tu aufweist, wurden 12700,6 kg (12,5 Tonnen) Pellets, die"aus oxidisch-sulfatischen Bleiausgangsatoffen gebildet sind, welche¹ aus Kupfer-, konverterstaub erzeugt werden, mit einem basischen Gehalt von 40 % Pb, 12 % Zn, 3,5 % As, 1,15 ^Jh Gu, Q~% S, 0,5 % Bi und 0,6 % Sn zusammen mit-1016,05 kg (1 Tonne) feinzerteiltem Kalkstein, 2641,7 kg (2,6 Tonnen) granulierter Fayalitschlacke (auf Eisen-Silikat beruhender Schlacke, die bei der Kupferherstellung entsteht) und 711,2 kg (0,7 Tonnen) Schlacke mit .Teilchengröße-^· zwischen 5 und 12 mm eingebracht. , .'

Die Charge wurde mit Hilfe eines öl-Sauerstoffbrennera zu einer teigartigen Konsistenz erwärmt; dieser Vorgang dauerte vom Eintritt der Charge gerechnet 20 Minuten» Bei dem Srwärmungsprozeß wurden 300 Liter Öl verbraucht. Der Konverter wurde mit 3 U/min während des tatsächlichen Beschickungsvorgänges und unmittelbar danach gedreht; schließlich wurde der Konverter mit 10 U/min gedreht. Im Anschluß daran wurde eine weitere Charge in den Konverter eingeführt; diese Charge bestand aus 12700,6 kg. (12,5 Tonnen) Pellets,1016,05 kg (1 Tonne) Kalkstein, 26417,3 kg (26 Tonnen) Fayalitschlacke und 1524 kg (1,5 Tonne) KoksJ Die. Srv/ärmung wurde bei einer Konverterdrehzahl

von 10 U/min für die Dauer von 155 Minuten fortgesetzt». Dann wurde der Konverter abgelassen und. dabei festgestellt, daß der .S ciiwef elanteil des Rohbleia 1 % betrug, während die Schlacke einen Bleianteil von 1,4. % aufwies. Die Schlacksntemperatur betrug beim Ablassen des Konverters 1120 ⁰G. .Die Grundzusammensetzung der Schlacke war folgende:

1.6,5 % .Zn, 18 % Fe, 1,4% Aa, 1,5 % Sa, 20 % SiO₂, 21.% CaO .und. 1,5 % MgO. Der gesamte Schmelzzyklus einschließlich der Beschickung und Abfüllung des Ofens betrug 180 ' Minuten. . y \

Claims

Erfindungsanapruch

1. Verfahren zur Herstellung von Blei mit einem Schwefelgehalt unter etwa 2 % aus schwe fei halt igen, oxidischen Bleiausgangsstoffen', die mit Zink ,und/oder anderen leicht Oxidierbaren Elementen, verunreinigt sind, ,durch Schmelzen der Stoffe in einem Ofen, in.dem die Charge bewegt v/erden kann, gekennzeichnet durch Einführen, der Bleiausgangsstoffe zusammen mit dem eisenhaltigen Flußmittel und dem festen Reduktionsmittel, Erwärmen des eingefüllten Stoffes bei Bewegung, um eine Bleiphase und eine Schlackenphase zu bilden, Trennen der.eingeführt en.Reduktionsmittelmenge, so daß mindestens der gesamte Bleianteil des Ofens zu Bleimetäll reduziert ..wird, und durch Trennen der'Menge und Zusammensetzung .". der Flußmitteicharge, so daß eine Endschlacke, gebildet wird, in der die Summe der vorhandenen Eisen- und Zinkmengen 30 bis 40 %'beträgt und die Schlacke ,15 bis 25 % SiO₂ und auch 15 bis 25 % CaO +MgO enthält« . .'·. ·

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Einführen eines Bleiausgangsstoffes, eines Fluß- und eines Reduktionsmittels in einer Vielzahl von. Chargen mit dazwischen erfolgendem allmählichen Erwärmen vor Beginn des Schmelzprozesses, . ' -

3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2,:gekennzeichnet durch die Verwendung von Kalk und eisensilikathaMgem Material, vorzugsweise granulierter Fayalitschlacke als Flußmittel,

4· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet durch die Ver-Wendung von fein zerteiltem Koks, vorzugsweise als Klumpen mit einer Größe unter 20 mm. *"

5· Verfahren nach einem der Paukte- 1 bis 4, gekennzeichnet, durch das Ausführen des genannten Verfahrens, in- einem Drehblaskonverter, beispielsweise einem Konverter vom Kaldo-Typ, und durch das Drehen des Konverters, um dessen Füllung durchzuführen,

6. Verfahren nach Punkt·.5, gekennzeichnet durch Drehen des Ofens mit einer peripheren Geschwindigkeit von ungefähr 0,5 bis 3m/s, gemessen an der Innenfläche des Ofens während der Schmelz- und Reduktionsphase/ .

7. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 6., gekennzeichnet , durch Erwärmen der Ofenfällungen mit Hilfe eines Ql-Sauerstoffbrenners. - ' . . -

8. Verfahren nach Punkt .7, gekennzeichnet durch Erwärmen der genannten Ofenfüllungen mit einer oxidierenden Flamme..

9. Verfahren nach einem der Punkte ί bis 8, gekennzeichnet durch Auswählen der Schlackenausammensetzung, so daß die'Gesamtsumme des vorhandenen Eisens und Zinks ungefähr 35 %, des SiO₂ ungefähr 20 % und der Anteil an GaO .+ MgO ungefähr 24 % beträgt. '

10· Verfahren nach einem der Punkte 1 bis S₁ gekennzeichnet durch die. Aufrechterhaltung der Ghargentemperatur bei 1100 bis 1150 ⁰G, vorzugsweise ungefähr 1125 ⁰G.

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