DE1189279B

DE1189279B - Method and device for removing copper from lead

Info

Publication number: DE1189279B
Application number: DEB72611A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ronald Albert Davey
Original assignee: BREVETS METALLURGIQUES
Current assignee: BREVETS METALLURGIQUES
Priority date: 1962-10-26
Filing date: 1963-07-10
Publication date: 1965-03-18

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Kupfer aus Werkblei Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen des Kupfers aus dem Blei bei der Raffination von Werkblei.Method and apparatus for removing copper from lead metal The invention relates to a method and a device for removing the copper from the lead in the refining of industrial lead.

Es sind zwei Verfahren zum Entfernen und Wiedergewinnen von Kupfer aus Werkblei bekannt. 1. Eine Entschlickerung, bei dem das heiße Werkblei bis nahe an seinen Erstarrungspunkt in einem Kessel abgekühlt wird, wobei der an die Oberfläche steigende Schlicker, der die größte Menge des Kupfers sowie Blei, Arsen, usw. enthält, von der Metalloberfläche abgenommen wird.There are two methods of copper removal and recovery known from work lead. 1. A deslickering, in which the hot work lead up to near is cooled to its freezing point in a kettle, with the to the surface rising slip, which contains the greatest amount of copper as well as lead, arsenic, etc., is removed from the metal surface.

2. Erhitzen des Bleis, bis die Schlickerkruste schmilzt, wobei mit oder ohne Zugaben von Silizium oder Schwefel gearbeitet wird und wobei auf diese Weise das im Schlicker enthaltene Blei freigegeben und die Schmelze in vier Hauptbestandteile unterteilt wird: a) Schlacke (Oxyde -f- Siliziumzusätze), b) Kupferstein - in der Hauptsache Sulfide, insbesondere Kupfersulfid, c) Speise - in der Hauptsache Arsenverbindungen des Kupfers, Eisens, Zinks usw., und d) metallisches Blei.2. Heat the lead until the slip crust melts, taking with or without additions of silicon or sulfur, and taking on these Way, the lead contained in the slip is released and the melt into four main components is divided into: a) slag (oxides -f- silicon additives), b) copper stone - in the Mainly sulphides, especially copper sulphide, c) food - mainly arsenic compounds of copper, iron, zinc, etc., and d) metallic lead.

Im Rahmen der Erfindung kann Speise als gleichartig mit Stein betrachtet werden, da beide Substanzen als Verunreinigungen auf dem geschmolzenen Blei schwimmen.In the context of the invention, food can be regarded as similar to stone as both substances float as impurities on the molten lead.

Nach dem bekannten Verfahren kann ein verhältnismäßig kupferreicher Stein gewonnen und auch das mitgeführte Blei zurückgewonnen werden.According to the known method, a relatively copper-rich Stone can be extracted and the lead brought back can also be recovered.

Das Verfahren wird zumeist chargenweise durchgeführt, indem jeweils eine einige Tonnen Werkblei enthaltende Charge einzeln behandelt wird.The process is mostly carried out in batches by each a batch containing a few tons of lead is treated individually.

Dies macht es erforderlich, eine große Menge von flüssigem Blei in einen Kessel zu gießen, um es dort zu behandeln, und führt zur Bildung erheblicher Mengen von Bleioxyddampf und Bleioxydschlicker. Die Bleidämpfe sind bekanntlich gesundheitsschädlich und stellen auch Verluste an Blei dar. Darüber hinaus erfordert das bekannte Verfahren schwere, nur von Hand durchzuführende Arbeit. Ein neuerer Vorschlag, der durch das russische Patent 120 325 bekannt und von N o v o s e 1 o v in »Tsvetnye Metalli« (1962), Nr. 5, S. 25 beschrieben worden ist, bringt zwar bereits einige Fortschritte gegenüber den früheren Verfahren, leidet jedoch an dem Nachteil, daß die Abkühlung des Bleis durch Kühlen der Wände des das Blei enthaltenden Kessels durchgeführt wird, wenn die Kupferverbindungen mit hohem Schmelzpunkt ausgefällt werden und Ansätze an den Kesselwänden bilden, der dadurch seine Wirksamkeit zur Durchführung der Kühlung einbüßt und gegebenenfalls gereinigt werden muß. Hieraus ergibt sich auch, daß die Vorrichtung, in der das Blei gekühlt wird, keinerlei Einrichtungen, z. B. Stichöffnungen, aufweisen darf, die sich bei der Bildung von festen Ablagerungen zusetzen können.This makes it necessary to put a large amount of liquid lead in pouring a cauldron to treat it there, and leads to the formation of considerable Quantities of lead oxide vapor and lead oxide slip. The lead fumes are well known harmful to health and also represent losses of lead. In addition, requires the known method difficult work that can only be carried out by hand. A newer one Proposal known from Russian patent 120 325 and from N o v o s e 1 o v in "Tsvetnye Metalli" (1962), No. 5, p. 25, brings Already some advances over the earlier methods, but suffers from that Disadvantage that the cooling of the lead by cooling the walls of the lead containing Boiler is carried out when the copper compounds with high melting point precipitated and form approaches to the boiler walls, which thereby increases its effectiveness Implementation of the cooling forfeits and may have to be cleaned. From this it also follows that the device in which the lead is cooled does not have any means z. B. puncture openings may have, which result in the formation of solid deposits can add.

In dem bezeichneten Aufsatz wird von Novos e 1 o v darauf hingewiesen, daß »die Bildung von Ansätzen bei der Entkupferung von Blei mit einer Temperatur unterhalb von 570° C unvermeidlich ist«.In the article referred to, Novos e 1 o v points out that that »the formation of deposits in the decoppering of lead with a temperature is unavoidable below 570 ° C «.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die obengenannten Nachteile dadurch zu vermeiden, daß das Verfahren kontinuierlich geführt wird, wobei das Werkblei zwar chargenweise in den Reinigungskessel gegeben wird, das gereinigte Blei jedoch kontinuierlich abgezogen wird, ohne daß hierzu schwere Handarbeit bei der Entfernung des Schlikkers erforderlich wird.The present invention aims to achieve the above Avoid disadvantages in that the process is carried out continuously, with Although the lead is added to the cleaning tank in batches, the cleaned one However, lead is continuously withdrawn without the need for heavy manual labor the removal of the silt becomes necessary.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der mit flüssigem Werkblei beschickte Kessel im oberen Teil auf einer Temperatur gehalten wird, die ausreichend hoch ist, um Ansätze an der Kesselwand zu verhindern, während sein unterer Teil gekühlt wird, so daß sich in diesem Teil fester Bleischlicker bildet, wobei das entschlickerte, gekühlte, aber noch flüssige Blei am Boden des Gefäßes abgezogen wird, und daß dann die Kühlung unterbrochen und der an der Gefäßwand abgesetzte, durch die Kühlwirkung erstarrte Bleischlicker wieder so aufgeschmolzen wird, daß auch die hierin noch enthaltenen kupferhaltigen Teilchen zur Oberfläche des Bleibodens aufsteigen und sich mit der darauf schwimmenden, aus Stein und Speise bestehenden Schicht vereinigen, die von Zeit zu Zeit abgezogen wird.To solve this problem, the method mentioned at the beginning is used in a method Art proposed according to the invention that charged with liquid lead The upper part of the boiler is kept at a temperature that is sufficiently high around To prevent lumps on the boiler wall while its lower part is being cooled, so that solid lead slip forms in this part, whereby the cooled, but still liquid lead is withdrawn from the bottom of the vessel, and then that the cooling is interrupted and the one deposited on the vessel wall by the cooling effect solidified lead slurry is melted again in such a way that the one in it too containing copper-containing particles rise to the surface of the lead soil and unite with the layer of stone and food floating on it, which will be deducted from time to time.

Die starke und plötzliche Abkühlung kann durch direktes Bespritzen der Kesselaußenwand im unteren Teil des Kessels mit Wasser erfolgen.The strong and sudden cooling can be caused by direct spraying the boiler outer wall in the lower part of the boiler with water.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Oxyde, die immer im Werkblei vorhanden sind, entfernt werden, bevor das Blei in den Kessel gegeben wird.Another advantageous feature of the invention is that the oxides, which are always present in the lead, are removed before the lead is added to the boiler.

Diese Abtrennung der Oxyde kann mit Hilfe einer Pfanne durchgeführt werden, die in zwei Teile, einen großen und einen kleinen, mit Hilfe einer in die Schmelze eintauchenden Trennwand unterteilt ist. Der schwimmende Oxydschlicker wird in dem kleinen Teil zurückgehalten, während das Werkblei unter der Trennwand hindurchfließt. Vorausgesetzt, daß diese Trennung bei einer Temperatur durchgeführt wird, die oberhalb derjenigen liegt, bei der sich Sülfidschlicker aus der Lösung im Blei abzutrennen beginnt, ist der abgetrennte Oxydschlicker nahezu kupferfrei. Wenn der Oxydschlicker auf diese Weise abgetrennt wird, ist es erforderlich, den oberen Teil des Kessels, in dem die Entkupferung durchgeführt wird, auf einer Temperatur von etwa 800° C zu halten, also auf einer Temperatur, die ausreicht, um den Stein und möglicherweise gebildete Speise in flüssigem Zustand zu halten. Wenn Oxyde in den Entkupferungskessel gelangen, muß der obere Teil des Kessels auf noch höherer Temperatur, im allgemeinen auf 1100 bis 1200° C gehalten werden, damit die aus den Oxyden sich bildende Schlacke in flüssigem Zustand vorliegt.This separation of the oxides can be carried out with the help of a pan that will be divided into two parts, a large and a small, with the help of one in the Melt immersing partition is divided. The floating oxide slip becomes retained in the small part while the lead flows under the partition. Provided that this separation is carried out at a temperature which is above that is where sulphide slip separates from the solution in the lead begins, the separated oxide slip is almost free of copper. When the oxide slip separated in this way, it is necessary to remove the upper part of the boiler, in which the copper removal is carried out, at a temperature of about 800 ° C to keep, so at a temperature that is sufficient to the stone and possibly to keep formed food in a liquid state. When oxides in the decoppering boiler reach, the upper part of the boiler must be at an even higher temperature, in general be kept at 1100 to 1200 ° C, so that the slag that forms from the oxides is in a liquid state.

Schwefel kann dem Werkblei im Schachtofen zugesetzt werden, um auf diese Weise zu erreichen, daß der sich bildende Stein einen niedrigen Schmelzpunkt, vorzugsweise unterhalb von 800° C, aufweist.Sulfur can be added to the lead in the shaft furnace in order to increase in this way to achieve that the forming stone has a low melting point, preferably below 800 ° C.

Vorzugsweise wird der Schwefel in Elementarform zugegeben, wobei als empfehlenswertes Verfahren der Schwefel in festem Zustand in das vom Schachtofen kommende Blei gegeben wird. Die Verwendung von Blei-Sulfid- oder Eisenpyritkonzentraten ist nachteilig, weil diese Oxyde von der Gangart in das Konzentrat mitbringen. Derartige Konzentrate können jedoch dann benutzt werden, wenn sie so rein sind, daß die in ihnen enthaltenen schlackebildenden Oxyde nicht die Mengen überschreiten, die sich im Stein auflösen.The sulfur is preferably added in elemental form, with as Recommended method of sulfur in the solid state in that of the shaft furnace coming lead is given. The use of lead sulfide or iron pyrite concentrates is disadvantageous because they bring oxides from the gangue into the concentrate. Such However, concentrates can be used if they are so pure that the in they do not exceed the amount of slag-forming oxides they contain dissolve in the stone.

Das Werkblei wird vorzugsweise über eine spiralförmige Rampe in den Kessel geleitet, damit das im unteren Teil des Kessels befindliche Blei nur möglichst wenig durchgewirbelt wird.The work lead is preferably via a spiral ramp into the Boiler directed so that the lead located in the lower part of the boiler only as possible is little whirled through.

Der abgekühlte Bleischlicker kann durch ein Nadelventil vom Kessel abgezogen werden.The cooled lead slip can be removed from the boiler through a needle valve subtracted from.

Das Wiedererschmelzen kann entweder durch Ausnutzung der Wärme des abwärts fließenden Werkbleis oder dadurch vorgenommen werden, daß der untere Teil des Kessels von außen beheizt wird.The remelting can be done either by utilizing the heat of the downward flowing work lead or by making the lower part the boiler is heated from the outside.

Die Erfindung schlägt weiterhin einen Kessel zur Durchführung des genannten Verfahrens vor. Ein derartiger Kessel zum Entfernen von Kupfer aus Werkblei ist im wesentlichen gekennzeichnet durch einen oberen ausgefütterten und ummantelten zylindrischen Abschnitt mit einer spiralförmigen Rampe zum Einbringen des Werkbleis, einen unteren kegelstumpfförmigen, nicht ausgefütterten und nicht ummantelten Abschnitt mit einer den oberen Teil davon umgebenden Heizvorrichtung und einer Kühlvorrichtung für den unteren Teil davon, sowie eine Abzugsvorrichtung in der Nähe des Bodens des Kessels zum Ablassen von flüssigem Blei.The invention also proposes a boiler for performing the mentioned procedure. Such a boiler for removing copper from lead is essentially characterized by an upper lined and sheathed cylindrical section with a spiral ramp for introducing the lead, a lower frustoconical, unlined and uncovered section with a heating device surrounding the upper part thereof and a cooling device for the lower part of it, as well as an extractor near the bottom of the boiler for draining liquid lead.

Vorzugsweise ist der kegelstumpfförmige Teil in den unteren zwei Dritteln seiner Höhe nicht ausgefüttert und nicht ummantelt und wird periodisch von außen durch Aufspritzen von Wasser auf die Kesselaußenwand stark gekühlt.Preferably the frustoconical part is in the lower two thirds its height is not lined and not sheathed and is periodically from the outside strongly cooled by spraying water on the outer wall of the boiler.

Vorzugsweise ist ferner eine Ablaßöffnung für den Stein sowie eine tangential verlaufende Öffnung für einen Brenner im oberen zylindrischen Abschnitt vorgesehen.Preferably there is also a drain opening for the stone and one tangential opening for a burner in the upper cylindrical section intended.

Die Oberfläche des Bleis im Kessel befindet sich im Laufe des Verfahrens auf sehr verschiedenen Höhen. Da der obere, mit feuerfester Auskleidung ausgestattete Abschnitt des Kessels unvermeidlicherweise Wärmeverluste aufweist, weil er nicht beheizt wird, bilden sich hier in erster Linie Ansätze an den Kesselwänden. Die Bildung dieser Ansätze kann dadurch vermieden werden, daß der Stand der Charge im Kessel in weiten Grenzen verändert wird. Beim Steigen und Fallen der Oberfläche des Bades wird die feuerfeste Auskleidung für einige Zeit der Brennerflamme ausgesetzt, so daß auf diese Weise Ansätze weggeschmolzen werden.The surface of the lead in the boiler is in the course of the procedure at very different levels. Since the upper one, equipped with a refractory lining Section of the boiler inevitably has heat losses because it does not is heated, primarily deposits form on the boiler walls. the Formation of these approaches can be avoided by keeping the status of the batch in Boiler is changed within wide limits. When the surface rises and falls of the bath, the refractory lining is exposed to the burner flame for some time, so that approaches are melted away in this way.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt auf der Linie 1-I in F i g. 2, F i g. 2 einen waagerechten Schnitt durch F i g. 1 auf der Linie II-II, F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt durch F i g. 2 auf der Linie III-III, F i g. 4 einen Schnitt auf der Linie IV-IV durch F i g. 2 und F i g. 5 einen vergrößerten Schnitt auf der Linie V-V in F i g. 2.The invention is described below with reference to the drawings explained in more detail. It shows F i g. 1 is a vertical section on the line 1-I in F i g. 2, fig. 2 shows a horizontal section through FIG. 1 on line II-II, F i g. 3 shows an enlarged section through FIG. 2 on the line III-III, F i g. 4 shows a section on the line IV-IV through FIG. 2 and F i g. 5 an enlarged Section on the line V-V in FIG. 2.

In der Zeichnung ist ein Kessel dargestellt, der einen oberen zylindrischen Abschnitt 1 bildet, der mit einem Mantel 1 a und einer aus Chrommagnesit bestehenden Auskleidung 1 b versehen ist. Der Kessel bildet ferner einen nicht ummantelten unteren Abschnitt 2, der kegelstumpfförmig ausgebildet ist und aus Stahl besteht.In the drawing, a boiler is shown, which has an upper cylindrical Section 1 forms, with a jacket 1 a and one made of chromium magnesite Lining 1 b is provided. The boiler also forms an unjacketed lower one Section 2, which is frustoconical and made of steel.

Im oberen Teil des Kessels ist eine spiralförmig geneigte Rampe 3 an der Seitenwand, eine Ablaßöffnung 4 und ein tangential angeordneter Trichter 5 für einen Gasbrenner vorgesehen.In the upper part of the boiler there is a spiral inclined ramp 3 on the side wall, a drain opening 4 and a tangentially arranged funnel 5 intended for a gas burner.

Am unteren Kesselabschnitt 2 sind Heizrohre 6, 7 und 8 angeordnet, durch die Gas und Luft auf drei verschiedenen Höhen zugeführt werden können. Das Heizrohr 8 wird nur gelegentlich verwendet. Am unteren Teil des Abschnittes 2 sind ferner Sprühvorrichtungen 8 a angeordnet, mit denen Wasser unmittelbar gegen die nicht ummantelte Außenseite des Kessels gesprüht werden kann, um hier eine plötzliche und starke Kühlwirkung zu bestimmten Verfahrensstufen herbeizuführen.Heating pipes 6, 7 and 8 are arranged on the lower boiler section 2, through which gas and air can be supplied at three different levels. That Heating tube 8 is only used occasionally. At the bottom of section 2 are also arranged spray devices 8 a, with which water directly against the uncoated outside the boiler can be sprayed to here to bring about a sudden and strong cooling effect at certain process stages.

Eine Abzugsvorrichtung 9 ist ebenfalls im unteren Abschnitt des Kessels in der Nähe des Kesselbodens vorgesehen und ist bis in die Mitte des Kesselquerchnitts geführt. Die Abzugsvorrichtung besteht aus einem Rohr, das mit einer aus Magnesiapulver oder einer anderen Masse bestehenden isolierenden Füllung und einer Heizvorrichtung versehen ist, die etwa eine Leistung von 1 kW hat.An extraction device 9 is also in the lower section of the boiler provided near the boiler bottom and is up to the middle of the boiler cross-section guided. The trigger consists of a tube that is connected to a magnesia powder or another mass existing insulating filling and a heating device is provided, which has a power of about 1 kW.

Die Oberseite des Kessels ist durch einen abnehmbaren Deckel 10 verschlossen.The top of the boiler is closed by a removable cover 10.

Der obere Abschnitt des Kessels ist isoliert, und alles im Kessel befindliche Metall befindet sich in geschmolzenem Zustand. Das Metall, das nach unten in den unteren Abschnitt absinkt, kommt mit den stark gekühlten Wandungen in Berührung. Die Folge davon ist die Bildung von einzelnen Schlickerteilchen, die in Blei liegen, das sich an den gekühlten Wänden abgesetzt hat. Nachdem sich diese Ablagerung gebildet hat, wird die Kühlung beendet, und die Kesselwände werden beheizt. Dies kann entweder durch Beheizung von außen oder vorzugsweise durch die Wärme des zugeführten Werkbleis erfolgen. Die Ablagerungen schmelzen daher, und die Schlickerteilchen schwimmen nach oben zur Oberfläche des geschmolzenen Bleis, wo sie sich in der aus Stein bestehenden Schicht auflösen. Der Stein wird von Zeit zu Zeit abgelassen. Der gekühlte Bleischlicker wird kontinuierlich aus dem unteren Abschnitt des Kessels durch die Vorrichtung 9 entnommen. In der Abzugsvorrichtung befindet sich ein besonders für diesen Zweck entwickeltes Nadelventil. Alle Ansätze, die sich im oberen Abschnitt des Kessels an dessen Wänden bilden, werden mit Hilfe des tangential angeordneten Gasbrenners 5 aufgeschmolzen.The top of the kettle is insulated, and everything in the kettle metal is in a molten state. The metal that after drops down into the lower section, comes with the strongly cooled walls in touch. The consequence of this is the formation of individual slip particles that lie in lead that has settled on the cooled walls. After this When a deposit has formed, cooling is stopped and the boiler walls are heated. This can be done either by external heating or, preferably, by the heat of the supplied work lead. The deposits therefore melt, and so do the slip particles swim up to the surface of the molten lead, where it is in the out Dissolve the existing stone layer. The stone is drained from time to time. The cooled lead slip is continuously drawn from the lower section of the kettle taken by the device 9. There is a special in the trigger device needle valve developed for this purpose. All approaches that are in the upper section of the boiler on its walls are arranged tangentially with the help of the Gas burner 5 melted.

Claims

Claims: 1. Method for removing copper from lead by desludging in a boiler, characterized in that the liquid Lead-filled boiler in the upper part is kept at a temperature that is high enough to prevent lumps on the boiler wall while being lower Part is cooled, so that solid lead slip forms in this part, wherein the drained, cooled, but still liquid lead drawn from the bottom of the vessel is, and that then the cooling is interrupted and the deposited on the vessel wall, lead slurry solidified by the cooling effect is melted again in such a way that also the copper-containing particles still contained therein to the surface of the lead bath rise and become with the floating on it, consisting of stone and food Unite layer that is peeled off from time to time.

2. The method according to claim 1, characterized in that melted lead is used in a shaft furnace to which sulfur was added in the shaft furnace or on the way to the boiler.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the lead in the work contained oxides must be removed before the lead is introduced into the boiler.

4th Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Werkblei is let into the boiler via a spiral-shaped inclined plane To prevent eddies in the lead located in the lower part of the boiler.

5. Procedure according to the preceding claims, characterized in that the lead by a Needle valve is drained from the boiler.

6. Procedure according to the preceding Claims, characterized in that the melting of the deposited mass with With the help of the warmth of the lead flowing downwards or with heat supplied from the outside is made.

7. Boiler for removing copper from lead, marked by an upper lined and sheathed cylindrical section with a spiral-shaped ramp for introducing the lead, a lower frustoconical, unlined and uncovered section with a the upper part of it surrounding heating device and a cooling device for the lower part thereof, as well as an extraction device which is installed near the bottom of the boiler and is used to drain the work lead. B.

Boiler according to claim 7, characterized in that that the frustoconical section in the lower two thirds of its height is not lined and not sheathed and surrounded with spray devices, the cooling water spray directly against the outer wall of the boiler.

9. boiler according to claim 7 or 8, characterized in that an extraction device in the cylindrical section for the stone and a tangential opening for a burner are provided.