DE1164100B

DE1164100B - Process for treating the slag of a zinc shaft furnace

Info

Publication number: DE1164100B
Application number: DEM54171A
Authority: DE
Inventors: Stephen William Kenneth Morgan; Wolfgang Josef Paskal Massion
Original assignee: BREVETS METALLURGIQUES
Current assignee: BREVETS METALLURGIQUES
Priority date: 1961-09-25
Filing date: 1962-09-07
Publication date: 1964-02-27
Also published as: ES281021A1; US3231370A; NL283027A; NL121354C

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. KL: C 22 bBoarding school KL: C 22 b

Deutsche Kl.: 4Oa-I German class: 4Oa-I

Nummer: 1 164 100Number: 1 164 100

Aktenzeichen: M 54171 VI a / 40 aFile number: M 54171 VI a / 40 a

Anmeldetag: 7. September 1962Filing date: September 7, 1962

Auslegetag: 27. Februar 1964Opening day: February 27, 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung der Schlacke eines Zinkschachtofens, in dem oxydische Blei-, Kupfer-, Zinkerze verhüttet werden, um die Liquidustemperatur der Schlacke zu verringern und die Abtrennung der Schlacke vom Kupferstein zu erleichtern.The invention relates to a method for treating the slag of a zinc shaft furnace in which Oxydic lead, copper and zinc ores are smelted to reduce the liquidus temperature of the slag and to facilitate the separation of the slag from the copper matte.

Der wesentliche Zweck des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, Zink- und Bleimetall in handelsmäßiger Form zurückzugewinnen, jedoch ist es bekannt, daß Kupfer ebenfalls in einer Form erhalten werden kann, die für eine weitere Behandlung nach allgemein bekannten Verfahren unter Herstellen von Kupfermetall geeignet ist.The main purpose of the method according to the invention is to convert zinc and lead metals into commercial form, however, it is known that copper is also in a form can be obtained for further treatment according to well-known methods below Manufacture of copper metal is suitable.

Der Hauptbestandteil der Beschickung eines Zinkofens mit Ausnahme des kohlenstoffhaltigen Brenn-Stoffs ist gewöhnlich ein oxydhaltiges Konzentrat, wie es z. B. durch Sinterrösten in einer Dwight-Lloyd-Vorrichtung erhalten wird, das die Hauptmenge zu verhüttenden Zinks enthält. Da durch den Zinkofen und insbesondere durch den Kondensator und den Bleikreislauf erhebliche Mengen an Stäuben und Krätzen erzeugt werden, die reich an Zink und Blei sind, ist es zweckmäßig, diese Metalle zurückzugewinnen, indem dieselben der Ofenbeschickung zugeführt werden, indem z. B. sie der Beschickung einer Dwight-Lloyd-Vorrichtung beigemischt werden. Somit enthält die Beschickung des Ofens vorzugsweise stets etwas Blei, dessen größter Anteil in Form von Metall zurückgewonnen wird. Somit lassen sich in vorteilhafter Weise gemischte Blei- und Zinkkonzentrate verhütten. Dieses Blei, das zusammen mit der Schlacke aus dem Ofen abgestochen wird, weist die zweckmäßige Eigenschaft auf, daß dasselbe alle geringen Silber-, Gold- und Kupfermengen sammelt, die in der Beschickung vorliegen. Ohne das Vorliegen von Blei an dem Ofenboden würden diese wertvollen Metalle mit großer Sicherheit verlorengehen. The main component of loading a zinc furnace with the exception of the carbonaceous fuel is usually an oxide-containing concentrate, how it z. B. obtained by sinter roasting in a Dwight-Lloyd apparatus, the majority Contains zinc to be smelted. As by the zinc furnace and especially by the condenser and the lead cycle generates significant amounts of dusts and dross that are rich in zinc and Are lead, it is convenient to recover these metals by adding them to the furnace charge are supplied by z. B. they are added to the charge of a Dwight Lloyd device. Thus, the furnace charge preferably always contains some lead, the majority of which is in the form recovered from metal. Mixed lead and zinc concentrates can thus be advantageously used smelt. This lead, which is tapped together with the slag from the furnace, has the convenient property that the same all minor amounts of silver, gold and copper collects that are present in the feed. Without the presence of lead on the furnace floor, these would valuable metals will be lost with great certainty.

Es ist bekannt, daß erhebliche Mengen an Kupfer zurückgewonnen werden können, das in das gesinterte, Zink enthaltende Konzentrat (im folgenden als Sintermasse bezeichnet) in Form eines Steines eingearbeitet worden ist, wenn die Gewichte des zur Beschickung kommenden Bleis und Kupfers nahezu gleich sind. In dem Blei liegen ebenfalls geringe Kupfermengen vor.It is known that significant amounts of copper can be recovered which is contained in the sintered, Zinc-containing concentrate (hereinafter referred to as sintered mass) incorporated in the form of a stone has been when the weights of the lead and copper being charged are close to are the same. Small amounts of copper are also present in the lead.

Selbst wenn nur eine geringe Kupfermenge vorliegt, wird nicht das gesamte Kupfer mit dem Blei abgestochen, da sich das Kupfer stets zwischen der Bleiphase und einer Steinphase verteilt. Dies ergibt sich daraus, daß außer dem in der Sintermasse vorliegenden Schwefel, die gewöhnlich angewandten, Verfahren zur Behandlung der Schlacke
eines ZinkschachtofensEven if there is only a small amount of copper, not all of the copper is tapped with the lead, since the copper is always distributed between the lead phase and a stone phase. This results from the fact that, in addition to the sulfur present in the sintered mass, the methods commonly used for treating the slag
a zinc shaft furnace

Anmelder:Applicant:

Brevets Metallurgiques, S. A., Genf (Schweiz)Brevets Metallurgiques, S. A., Geneva (Switzerland)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. K.-A. Brose, Patentanwalt,Dipl.-Ing. K.-A. Brose, patent attorney,

Pullach bei München, Wiener Str. 2Pullach near Munich, Wiener Str. 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Stephen William Kenneth Morgan, BristolStephen William Kenneth Morgan, Bristol

(Großbritannien),(Great Britain),

Wolfgang Josef Paskai Massion, Frankfurt/M.Wolfgang Josef Paskai Massion, Frankfurt / M.

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 25. September 1961
(Nr. 34 263)Claimed priority:
Great Britain September 25, 1961
(No. 34 263)

Kohlenstoff enthaltenden Brennstoffe etwas Schwefel aufweisen.Carbon containing fuels have some sulfur.

So enthalten metallurgische Kokse aus Wales etwa l°/o Schwefel, und diese Menge würde ausreichend sein, zusammen mit den 1 bis 2% Kupfer in der Sintermasse Kupfersulfide zu bilden. Andererseits ist bekannt, daß Kupfer und Blei in allen Anteilen bei den in dem Ofen vorliegenden Temperaturen, d. h. über dem kritischen Punkt (990° C) dieses Legierungssystems, mischbar sind, so daß zu erwarten ist, daß sich das gesamte Kupfer in dem Blei löst. Es liegen nicht ausreichende Informationen bezüglich des Pb-Cu-S-Systems vor, damit Voraussagen über den Verlauf der Erscheinungen in dem Ofen gemacht werden können.For example, metallurgical cokes from Wales contain about 1 ° / o sulfur, and that amount would be sufficient be to form copper sulfides together with the 1 to 2% copper in the sintered mass. on the other hand it is known that copper and lead in all proportions at the temperatures present in the furnace, d. H. above the critical point (990 ° C) of this alloy system, are miscible, so that to it is expected that all of the copper will dissolve in the lead. There is insufficient information with regard to the Pb-Cu-S system in order to make predictions about the course of the phenomena in the Oven can be made.

Diese Erläuterung ist für den Erfindungsgegenstand wichtig. Während die Metalle (Blei und Kupfer) und die Schlacke in ihrer Dichte um einen Wert von etwa 7 g/ml differieren, so daß sich dieselben leicht in zwei Schichten trennen oder leicht getrennt werden können, ist die Differenz der Dichte zwischen der Matte und der Schlacke wesentlich geringer und beläuft sich auf etwa 1 g/ml.This explanation is important for the subject matter of the invention. While the metals (lead and copper) and the slag differ in density by a value of about 7 g / ml, so that they easily become Separate into two layers or can be easily separated is the difference in density between the Mat and the slag are much lower and amount to about 1 g / ml.

Somit wird jede Wirkung, die dazu neigt, das Absitzen der dichteren Flüssigkeitsphase zu behindern, das Absitzen des Steines mehr als dasjenige des Metalls beeinflussen. Es ist allgemein bekannt, daß bei dem Verhütten von Kupfer der Kupfergehalt derThus, any effect that tends to hinder the settling of the denser liquid phase is affect the settling of the stone more than that of the metal. It's common knowledge that in the smelting of copper, the copper content of the

409 510/431409 510/431

3 43 4

Schlacken größer als der Gleichgewichtswert ist. Die Dinge liegen jedoch ganz anders dann, wennSlag is greater than the equilibrium value. However, things are very different when

Auf Grund der Meinung der einschlägigen Fachleute die Schlacke aus dem Ofen in einen Vorherd fließen werden diese hohen Kupfergehalte der Herdofen- soll, wo das Blei und der Stein sich absetzen und schlacken des suspendierten Steines sowie das nicht getrennt gesammelt werden. Zunächst muß die ausreichende Absitzen wenigstens teilweise auf das 5 Schlacke wesentlich langer ausreichend fließfähig Vorliegen von Magnesitkristallen in der Schlacke bleiben, d. h., dieselbe muß in der Lage sein, einen zurückgeführt. Temperaturabfall ohne sofortiges Gefrieren zu er-Based on the opinion of the relevant experts, the slag flow from the furnace into a forehearth These high copper contents are supposed to be the hearth furnace where the lead and stone settle and slag of the suspended stone as well as that are not collected separately. First of all, the sufficient settling at least partially on the slag for a significantly longer period of sufficient flowability Magnesite crystals remain in the slag, d. that is, it must be able to produce a returned. Temperature drop without immediate freezing.

Es wurde nun gefunden, daß bei dem Verhütten tragen. Sodann darf die Schlacke nicht »blasig« sein eines oxydischen Gemisches, das Kupfer, Blei und oder suspendierte Feststoffe enthalten, die das Ab-Zink enthält in einem Zinkofen, wobei ein Teil des io sitzen oder Koagulieren kleiner Tröpfchen der Matte Kupfers als ein Stein anfällt, die Kupferverluste in unter Ausbilden größerer Tröpfchen verhindern, der Schlacke, die größer als diejenigen sind, die auf Somit muß die Schlacke vollständig geschmolzen der Löslichkeit des Kupfers oder dessen Verbin- sein und vorzugsweise eine Temperatur von 50 bis düngen beruhen, teilweise durch Kristalle verschiede- 100° C über ihrem Liquiduspunkt aufweisen. Gleichner Sorten in der Schlacke verursacht werden. Es 15 zeitig muß die Endschlacke und andere Zusammenwurde weiterhin gefunden, daß diese Kupferverluste Setzungen so gewählt werden, daß in der in den dadurch verringert werden können, daß diese Kristalle obigen drei Absätzen angegebenen Weise eine gute durch die Zugabe geringer Mengen an Flußmitteln, Zinkgewinnung ermöglicht wird, wobei hohe Solidusinsbesondere Quarz, in einer weiter unten zu beschrei- temperaturen vorliegen müssen, benden Weise verringert werden können. Weiterhin 20 Das hier in Vorschlag gebrachte neuartige Verbeeinflussen diese Zusätze nicht ungünstig die Ge- fahren zur Behandlung der Schlacke eines Zinkwinnung des Zinks. Schachtofens, in dem oxydische Blei-, Kupfer- undIt has now been found that wear when smelting. Then the slag must not be "bubbly" an oxidic mixture containing copper, lead and / or suspended solids which are the ab-zinc contains in a zinc furnace, some of the io sitting or coagulating small droplets of the mat Copper accumulates in the form of a stone, which prevents copper losses in the form of larger droplets, the slag that are larger than those that are on. Thus, the slag must be completely melted the solubility of the copper or its compound and preferably a temperature of 50 to fertilize, partly due to crystals at different 100 ° C above their liquidus point. Equals Varieties are caused in the slag. The final slag and other aggregates must be reached early also found that these copper losses settlements are chosen so that in the can be reduced by making these crystals good in the above three paragraphs by adding small amounts of flux, zinc production is made possible, with high solidus in particular Quartz, in a temperature to be described below, must be available, benden way can be reduced. Furthermore, the novel influencing proposed here these additives do not adversely affect the dangers of treating the slag of a zinc extraction of zinc. Shaft furnace in which oxidic lead, copper and

An allen Stellen des Ofenschachtes benachbart zu Zinkerze verhüttet werden, um die Liquidustempeden Winddüsen verlaufen die zweckmäßigen und ratur der Schlacke zu verringern und die Abtrennung notwendigen Umsetzungen, die zwischen dem Gas 25 der Schlacke vom Kupferstein zu erleichtern, ist und den Teilchen oder Klumpen der Sintermasse auf- dadurch gekennzeichnet, daß in der Ofenbeschickung treten, und zwar das Zuführen der Hitze zu der ein nicht alkalisches Flußmittel in Stückform der-Sintermasse und die Abgabe des Zinks aus derselben, gestalt zugesetzt wird, daß dasselbe durch den Ofen dann schneller, wenn jeder Klumpen der Sinter- praktisch im nicht geschmolzenen Zustand und getrennt masse vollständig massiv und nicht jeder derselben 30 von der restlichen Beschickung hindurchtritt, bis mit einem Schlackenfilm, selbst wenn derselbe dünn dasselbe mit der Sintergangart in der erschmolzenen ist, bedeckt ist. Wenn dieser ungünstige Zustand Schlacke unter den Winddüsen vermischt wird, erreicht ist, wird die Umsetzung, wenn auch lang- Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Aussamer, fortschreiten, so daß schließlich so viel von führungsform verfährt man dergestalt, daß das in jedem getrennten Stück der Sintermasse geschmolzen 35 Stückform zur Beschickung kommende Flußmittel ist, daß diese Schlacke, die geschmolzene Sinter- durch eine getrennte Beschickungsvorrichtung aufgangart und etwas Zinkoxyd darstellt, über den Koks gegeben wird, die an einer Seite des oberen Endes oder anderen kohlenstoffhaltigen Brennstoff fließt des Schachtofens, vorzugsweise über dem Schlacken- und unter die Zone der Winddüsen nach unten fällt. abstich angeordnet ist. Es hat sich als zweckmäßig Dort tritt keine weitere Umsetzung ein, da unter den 40 erwiesen, daß das Flußmittel der Schlacke in einem Winddüsen kein Gasfluß vorliegt. Vorherd zugegeben wird, nachdem dieselbe aus demAt all points of the furnace shaft adjacent to zinc ores are smelted to the Liquidustempeden Wind nozzles run the appropriate and temperature to reduce the slag and the separation necessary conversions to facilitate between the gas 25 of the slag from the copper matte and the particles or lumps of sintered mass, characterized in that in the furnace charge occur, namely the supply of heat to the non-alkaline flux in the form of the sintered mass and the discharge of the zinc therefrom is added such that it is added through the furnace then faster if each lump of sintering is practically unmelted and separated mass completely solid and not each of them from the remainder of the load pass through until with a slag film, even if the same thinly the same with the sinter gangue in the melted one is, is covered. When this unfavorable state of slag is mixed under the tuyeres, is achieved, the implementation is, albeit a long one. progress, so that finally so much of leadership is proceeded in such a way that the in each separate piece of sintered mass melted 35 pieces of flux to be charged is that this slag, the molten sinter, is raised by a separate charging device and some zinc oxide is over which coke is placed, on one side of the top or other carbonaceous fuel flows through the shaft furnace, preferably above the slag and falls below the zone of the tuyeres. tapping is arranged. It has been found to be functional There no further reaction occurs, since among the 40 it has been shown that the flux of the slag in one There is no gas flow in the tuyere. Forehearth is added after the same from the

Je langer somit das Einsetzen des Schmelzens Ofen abgestochen worden ist. Es ist weiterhin vordurch Erhöhen der Solidustemperatur der Sinter- teilhaft, daß das stückförmige Flußmittel Quarz, gangart verzögert wird, um so heißer wird schließlich Eisenoxyd oder Eisen einzeln oder im Gemisch die Schlacke und um so größer die Gesamtmenge des 45 enthält.Thus the longer the onset of the melting furnace has been tapped. It is still through Increase the solidus temperature of the sintering part so that the lump-shaped flux quartz, The pace is delayed, the hotter finally becomes iron oxide or iron individually or as a mixture the slag and the greater the total amount of 45 contains.

verflüchtigten Zinks. Die abschließend abgestochene Eine derartige Flußmittelzugabe beeinträchtigtvolatilized zinc. Such a flux addition, which is then tapped, is impaired

Schlacke besteht aus Sintergangart und etwas darin nicht nachteilig die Zinkgewinnung — wie dies dann gelöstem Zinkoxyd sowie der Asche des kohlenstoff- der Fall sein würde, wenn das Flußmittel zu dem haltigen Brennstoffs und etwas Flußmittel, das als Sintergemisch zugesetzt wird, da Flußmittel die ein Teil der Ofenbeschickung zugesetzt wurde und 50 Liquidustemperaturen verringern — unter der Vordas in der Schlacke löslich ist. Natürlich kann das aussetzung, daß das Flußmittel einen hohen Schmelz-Flußmittel oder die Brennstoffasche das Ausmaß der punkt aufweist. Die Wirkung derartiger Zugaben auf Zinkgewinnung nicht beeinflussen, da dieselben sich die Liquidustemperatur des Gemisches, bestehend nicht in der gewöhnlich Zink enthaltenden Sinter- aus Schlacke und Flußmittel, hängt von der Zugangart so lange lösen können, bis die letztere beginnt 55 sammensetzung der Schlacke und der Menge des in zu schmelzen, es sei denn, daß diese Zusatzmittel Anwendung kommenden Flußmittels ab. Geeignete einen Schmelzpunkt aufweisen, der unter dem- Flußmittel sind Quarz oder Tonerde in Stückform jenigen der Sintergangart liegt. oder Eisenoxyd oder Eisen oder Gemische allerSlag consists of sinter gangue and something in it does not adversely affect zinc extraction - like this then dissolved zinc oxide as well as the ashes of the carbon would be the case if the flux to the containing fuel and some flux, which is added as a sinter mixture, since flux is the a portion of the furnace charge was added and 50 liquidus temperatures lower - below the pre-temperature is soluble in the slag. Of course, this can expose the flux to a high melt flux or the fuel ash has the extent of the point. The effect of such additions on Zinc extraction does not affect, as the same is the liquidus temperature of the mixture, consisting not in the sintering of slag and flux, which usually contains zinc, depends on the type of access can dissolve until the latter begins 55 composition of the slag and the amount of in to melt, unless these additives apply coming off flux. Suitable Have a melting point below the flux are quartz or alumina in lump form those of the sinter gait lies. or iron oxide or iron or mixtures of all

Der Liquiduspunkt der abgestochenen Schlacke, dieser Komponenten.The liquidus point of the tapped slag, these components.

die im folgenden als die Endschlacke bezeichnet wird, 60 Eisen wird vorzugsweise in Form von Schrott ist nicht wichtig. An die Endschlacke wird lediglich angewandt, da Eisen die Reduktion des Zinkoxydes die Anforderung gestellt, daß dieselbe ausreichend in der Schlacke unterstützt. Das Anwenden von frei aus dem Ofen herauslaufen sollte. Hierfür ist Haematit oder Magnetit würde zu einer Erhöhung eine Abstichtemperatur über dem Liquiduspunkt des Kohlendioxydgehaltes des Ofens führen, und zweckmäßig, jedoch nicht wesentlich. Das Vorliegen 65 eine derartige Erhöhung des Kohlendioxydgehaltes von etwa 10% suspendierter Kristalle in der End- könnte die Ausbeute an Zink nachteilig beeinflussen, schlacke braucht durchaus nicht ein freies Heraus- Für dieses Verfahren sind Alkali enthaltende Flußfließen derselben aus dem Ofen zu verhindern. mittel oder Flußmittel mit einem Schmelzpunkt vonhereinafter referred to as the final slag, 60 iron is preferably in the form of scrap is not important. It is only applied to the final slag because iron reduces the zinc oxide made the requirement that the same supports sufficiently in the slag. Applying should drain freely from the oven. For this, hematite or magnetite would lead to an increase lead to a tap temperature above the liquidus point of the carbon dioxide content of the furnace, and useful, but not essential. The presence 65 such an increase in the carbon dioxide content of about 10% suspended crystals in the final could adversely affect the yield of zinc, Slag does not at all need a free exit. For this process, alkali-containing river flows are used to prevent the same from the oven. medium or flux with a melting point of

unter 1100° C nicht geeignet. Das Flußmittel muß in Stückform und nicht pulverförmig vorliegen, so daß dasselbe relativ schnell durch den Ofen hindurchtritt und sich mit der Sintergangart praktisch nur in der Schlackenmasse unter den Winddüsen vermischt. Wegen des gleichen Grundes sollte das Flußmittel vorzugsweise getrennt von der Sintermasse oder durch eine getrennte Beschickungsvorrichtung zugegeben werden.not suitable below 1100 ° C. The flux must be in lump form and not in powder form, so that the same passes relatively quickly through the furnace and practically only deals with the sinter gangue in the Slag mass mixed under the tuyeres. Flux should be used for the same reason preferably added separately from the sintered mass or by a separate charging device will.

Während des Betriebes des Ofens liegt die Fließrichtung der Ofenbeschickung im allgemeinen senkrecht nach unten, wobei nur eine sehr geringe oder keine seitliche Bewegung der Beschickung erfolgt. Wenn die Beschickung an dem oberen Ende des Ofens aufgegeben wird und wenn die Beschickung an einer Seite der Hauptmasse der Beschickung (Sintergemisch, Koks usw.) aufgegeben wird, liegt nur eine sehr geringe Neigung der Stücke vor, sich auf Grund einer seitlichen Bewegung mit der restlichen Beschickung zu vermischen. Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann somit das stückförmige Flußmittel an dem oberen Ende des Ofens durch eine getrennte Beschickungsvorrichtung eingeführt werden, die an einer Seite des Ofens, und zwar vorzugsweise direkt über der Abstichstelle für die Schlacke angeordnet ist. Somit kann sich das Flußmittel praktisch über die senkrechte Länge des Ofens bewegen, ohne daß ein Vermischen mit dem restlichen Teil der Beschickung erfolgt und somit ohne daß dadurch bedingte schädliehe Einflüsse auf die Arbeitsweise des Ofens eintreten, jedoch ein ausreichend hohes Erhitzen erfolgt ist, das dessen Auflösen in der geschmolzenen Sintergangart erleichtert. Ein weiterer Faktor, der dem Trennen des Flußmittels und der Beschickung im Inneren des Ofens förderlich ist, besteht darin, daß das Flußmittel nur intermittierend und zu unterschiedlichen Zeiten wie die Hauptbeschickung eingeführt wird.During operation of the furnace, the direction of flow of the furnace charge is generally perpendicular down with very little or no lateral movement of the load. When the charge is placed at the top of the furnace and when the charge is placed on one side of the bulk of the charge (sinter mix, coke, etc.) only a very slight inclination of the pieces in front of them due to a lateral movement with the rest To mix feed. According to a preferred embodiment of the invention Thus, the lump flux can be fed to the top of the furnace through a separate feeder are introduced, which is arranged on one side of the furnace, preferably directly above the tapping point for the slag. Thus, the flux can move practically the vertical length of the furnace without a Mixing with the remaining part of the charge takes place and thus without causing damage Influences on the operation of the furnace occur, but sufficiently high heating takes place which facilitates its dissolution in the molten sinter gangue. Another factor contributing to the Separating the flux and the charge inside the furnace is conducive to that the flux only introduced intermittently and at different times than the main charge will.

Wahlweise können die Flußmittel der Schlacke in dem Vorherd zugesetzt werden, nachdem die Schlacke aus dem Ofen abgestochen worden ist. Unter derartigen Umständen ist es bevorzugt, daß der Vorherd eine derartige Größe aufweist, daß derselbe alle Materialien aufnehmen kann, die bei einem einzelnen Abstich erhalten werden, da das zugesetzte Flußmittel einheitlich in der Schlacke gelöst und in derselben verteilt sein muß. Weiterhin ist es zweckmäßig, daß ein derartiger Vorherd erhitzt werden kann, so daß eine entsprechende Wärmekompensation der Schlacke für die Wärmeverluste bewirkt werden kann, die während des Auflösens und Verteilens des Flußmittels als auch durch die Schmelz- und Mischwärmeverluste des Flußmittels verursacht werden. Die Art der einem Vorherd zugesetzten Flußmittel ist nicht auf hochschmelzende Materialien und auch nicht auf die Notwendigkeit eines Anwendens der Materialien in Stückform begrenzt, wie es dann der Fall ist, wenn eine direkte Beschickung in den Ofen erfolgt. Somit können hier auch zweckmäßigerweise alkalische Materialien, wie z. B. Feldspatgestein oder Natriumcarbonat oder Flußspat, angewandt werden. Die Erfindung wird im folgenden im einzelnen beispielsweise unter Bezugnahme auf das folgende Ausführungsbeispiel erläutert.Optionally, the fluxes can be added to the slag in the forehearth after the slag has been tapped from the oven. In such circumstances it is preferred that the forehearth is of such a size that it can accommodate all of the materials used in an individual Tapping can be obtained because the added flux is uniformly dissolved in the slag and in the same must be distributed. It is also useful that such a forehearth be heated can, so that a corresponding heat compensation of the slag for the heat losses can be effected can occur during the dissolving and distribution of the flux as well as by the melting and mixing heat losses of the flux. The type of flux added to a forehearth is not based on refractory materials and also not on the need to apply the Materials are limited in lump form, as is the case when loading directly into the furnace he follows. Thus, alkaline materials, such as. B. Feldspar rock or Sodium carbonate or fluorspar, can be used. The invention will be described in detail below for example, explained with reference to the following embodiment.

example

Zur Erläuterung der Erfindung werden Sintermassen in Betracht gezogen, die 30 bis 40% Zn, 10% Pb, 1 bis 10% Cu und unterschiedliche Mengen an Gangartbestandteilen enthalten. Dieselben werden mit Koks verhüttet, die Zusammensetzung der Endschlacke berechnet und die Liquidustemperatur abgeleitet. Dieselben Berechnungen werden sodann für den Fall ausgeführt, bei dem Flußmittel der Ofenbeschickung in einer Menge von entweder 1 oder 2 % bezüglich des Gewichtes der Sintermasse zugesetzt werden. Für die Berechnungszwecke sei angenommen, daß in der Sintermasse konstant 37% Zn vorliegen und in der Beschickung eine derartige Koksmenge angewandt wird, daß das Verhältnis Zn: C (in dem Brennstoff) sich auf 1,30 beläuft, sowie die Zusammensetzung der Koksasche (ausgedrückt als Prozente Kohlenstoff in dem Koks) 4,10% SiO₂, 2,90% Al₂O₃, 1,00% FeO und 0,40 % CaO beträgt.To explain the invention, sintered masses are considered which contain 30 to 40% Zn, 10% Pb, 1 to 10% Cu and different amounts of gangue constituents. These are smelted with coke, the composition of the final slag is calculated and the liquidus temperature is derived. The same calculations are then made for the case where flux is added to the furnace charge in an amount of either 1 or 2 percent based on the weight of the sintered mass. For the purposes of the calculation it is assumed that the sintered mass contains a constant 37% Zn and that such an amount of coke is used in the charge that the ratio Zn: C (in the fuel) is 1.30, as well as the composition of the coke ash (expressed as percent carbon in the coke) is 4.10% SiO ₂ , 2.90% Al ₂ O ₃ , 1.00% FeO and 0.40% CaO.

Diese Berechnungen für einen wahllosen Ansatz von Sinter- und Schlackenmassen zeigen, daß die Zugaben an Quarz und in einigen Fällen von Quarz und Eisen in einer Menge von 5 bis 10% des Schlackengewichtes den Schmelzpunkt der Schlacke auf eine Temperatur absinken lassen, die etwa die gleiche ist wie diejenige, bei der die anfänglich erhaltene Sintergangart zu schmelzen beginnt. Somit sind die Schlacken, aus denen die Kupfer enthaltenden Steine und das Blei abgetrennt werden sollen, vollständig geschmolzen und liegen tatsächlich möglicherweise 100° C über dem Schmelzpunkt der Schlacke.These calculations for a random approach of sinter and slag masses show that the Additions of quartz and, in some cases, quartz and iron in an amount of 5 to 10% of the total Slag weight let the melting point of the slag drop to a temperature that is about is the same as that at which the initially obtained sinter gangue begins to melt. Consequently the slag from which the bricks containing copper and the lead are to be separated are complete melted and in fact possibly 100 ° C above the melting point of the slag.

Weitere Berechnungen bezüglich der oben angegebenen Zusammensetzungen zeigen, daß weitere Zusätze, wie z. B. Eisenoxyd oder Tonerde, entweder keine ausgeprägte Wirkung ausüben oder zu einer Erhöhung der Liquidustemperatur führen. Trotzdem gibt es Schlackenzusammensetzungen, wo Zugabe an Eisenoxyd oder Tonerde zu einer Verringerung der Liquidustemperatur der Schlacke führen. Derartige Schlacken können z. B. dort anfallen, wo die Brennstoffasche eine Zusammensetzung und Volumen aufweist, die sich wesentlich von den in diesem Beispiel angegebenen unterscheiden.Further calculations on the compositions given above show that further Additions such as B. iron oxide or clay, either have no pronounced effect or to one Lead to an increase in the liquidus temperature. Even so, there are slag compositions where adding at Iron oxide or alumina lead to a reduction in the liquidus temperature of the slag. Such Slags can e.g. B. occur where the fuel ash has a composition and volume, which differ significantly from those given in this example.

Die Ergebnisse der entsprechenden Berechnungen sind in der folgenden Tabelle aufgezeigt.The results of the corresponding calculations are shown in the following table.

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1 FeO } ⁹·⁵ } ⁹ · ⁵ 1230 j1230 j 2SiO₂
2FeO2SiO ₂
2FeO } 12,6} 12.6 11701170 CC. 9,89.8 9,39.3 6,56.5 1,61.6 00 11601160 13501350 1210 I1210 I. 1 SiO₂
I FeO1 SiO ₂
I FeO } 6,8} 6.8 11701170 2SiO₂ 2SiO ₂ 9,19.1 12001200 DD. 8,98.9 6,66.6 4,54.5 0,60.6 00 11551155 14001400 1230 I1230 I. 1 SiO₂ 1 SiO ₂ 4,54.5 12501250 2SiO₂ 2SiO ₂ 5,65.6 11601160 EE. 12,212.2 10,310.3 8,08.0 2,62.6 00 12101210 12701270 12101210 1 SiO₂ 1 SiO ₂ 2,82.8 12401240 2SiO₂ 2SiO ₂ 9,59.5 12101210 FF. 5,75.7 6,46.4 4,54.5 2,22.2 00 12401240 13901390 12701270 1 SiO₂ 1 SiO ₂ 4,74.7 11701170 2SiO₂ 2SiO ₂ 7,87.8 11601160 GG 12,112.1 5,35.3 5,05.0 1,11.1 00 11801180 12451245 12701270 1 SiO₂ 1 SiO ₂ 3,93.9 11701170 2SiO₂ 2SiO ₂ 7,77.7 11601160 HH 9,09.0 7,57.5 6,06.0 1,21.2 00 11501150 12701270 12301230 1 SiO₂ 1 SiO ₂ 3,83.8 12701270 11201120 II. 9,89.8 7,37.3 5,65.6 2,72.7 2,42.4 12101210 13501350 12101210 3SiO₂ 3SiO ₂ 9,99.9 JJ 14201420

Claims

Patent claims:

1. Process for the treatment of the slag of a zinc shaft furnace in which oxidic lead, copper and zinc ores are smelted to lower the liquidus temperature of the slag and the To facilitate separation of the slag from the copper matte, characterized in that the furnace charge is a non-alkaline Flux is added in bar form in such a way that it practically does not go through the furnace molten state and separated from the remainder of the charge until the same is mixed with the sinter gangue in the melted slag and the tuyeres.

2. The method according to claim 1, characterized in that the in piece form for charging incoming flux is fed through a separate feeder to one side of the upper end of the shaft furnace, preferably above the slag tap is.

3. The method according to claim 1, characterized in that the flux of the slag in one Forehearth is added after it has been tapped from the furnace.

4. The method according to claim 1, characterized in that the piece-shaped flux quartz, Contains clay, iron oxide or iron individually or as a mixture.

Considered publications:
German Patent No. 8301;
v. Tafel, "Textbook of Metallurgy", Vol. 1, Leipzig 1951, pp. 340/341.