DE1533080C3 - PyrometallurgJsches Verfahren zur Verarbeitung von Schlacken, die Metalle, insbesondere Buntmetalle und seltene Metalle enthalten - Google Patents

Description

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Heizmittel in Frage. Das Naturgas, insbesondere me- Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand thanhaltiges Naturgas, wurde dabei im laboratoriums- der Verarbeitung von Schlacken aus der Blei-Schachtfähigen Maßstab als reines Gas oder als Gas-Luft- ofenschmelzung näher erläutert, das durch folgende Gemisch in die Schlacke eingeleitet. Eine Verbren- Kennwerte gekennzeichnet wird:
nung außerhalb des Schlackensublimationsofens ist 5
dabei nicht vorgesehen, sondern es wird die Zerset- Zinkgehalt in der Ausgangs-

zung des Methans in der Schlacke zur Bildung redu- schlacke 10°/o

zierender Gase ausgenutzt. Bleigehalt in der Ausgangs-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- schlacke 0,65%

gründe, ein Verfahren zur Verarbeitung von ge- ίο Verbrauch an Naturgas, bezogen
schmolzene Bunt- und seltene Metalle enthaltenden auf die zu verarbeitende Schlacke 10 bis 42%
Schlacken zu schaffen, bei dem es gegenüber der Verbrauch an festem Reduktions-Verwendung von Kohlenstaub nicht notwendig ist, mittel (Brechkohle), bezogen auf
kostspielige Kohlenstaubaufbereitungsanlagen anzu- die zu verarbeitende Schlacke .. 6 °/o
wenden, und das einen stabilen Ablauf des Durch- 15 Gesamtverbrauch an Brennstoff,
blasens des Schmelzbades gewährleistet und zu bes- bezogen auf die zu verarbeitende
seren Ergebnissen führt. Schlacke 16 bis 18 %

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der Druck des Gases und der Luft,

eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch die von der Vorverbrennungs-

gekennzeichnet, daß die Ausgangsschlacke mit die 20 vorrichtung zuströmen 1 bis 1,5 atü

reduzierende Atmosphäre schaffenden Verbrennungs- Schlackenbadtemperatur 112O⁰C

produkten von Brenngasen behandelt wird, die mit Arbeitsdauer 2 Stunden

Luft gemischt und außerhalb des Schlackensublima- Zinkausbeute 75 bis 85 % -

tionsofens verbrannt werden und durch deren Ver- Bleiausbeute 97 bis 98 %

brennungswärme die Schlackenbadtemperatur kon- 25

stant gehalten wird. Als Brenngas wird vorteilhafter- Das erfindungsgemäße Verfahren sichert einen

weise Naturgas verwendet. ' stabilen Ablauf des Durchblasens des Schmelzbades,

Die Behandlung der Ausgangsschlacke mit unvoll- und zwar sowohT bei vollkommener als auch bei unständig verbrannten Produkten von Brenngasen ist vollkommener Verbrennung des Naturgases außervorteilhaft, weil damit kein Luftsauerstoff in die 30 halb des Ofens unter Druck.
Schmelze eingeführt zu werden braucht. Die Leistungsabhängigkeit des Schlackensublima-

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die tionsofens bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum

flüssige Schlacke in einen caissionierten Schlacken- Austreiben von Metallen aus Schlacken überwiegt

sublimationsofen eingegossen, der an Stelle von Blas- diejenige der Kohlenstaubverwertung und beträgt

formen Vorrichtungen zur Gasvorverbrennung be- 35 32 t/m² je 24 Stunden.

sitzt. Die Produkte der unvollständigen Verbrennung, Die Güte der gewonnenen Sublimate ist bedeutend die bei der Verbrennung mit Luftunterschuß ent- höher als bei der Kohlenstaubverwertung. Die Sublistehen, werden zur Bildung einer reduzierenden mate enthalten weniger Pyridinverbindungen und Atmosphäre im Ofen und zur Aufrechterhaltung der haben ein Reduktionsvermögen, das um den Fakerforderlichen Temperatur in die Schmelze einge- 40 tor 3 kleiner ist als bei der Anwendung von Kohlenleitet. Bei der Zufuhr von Produkten der vollstän- staub zur Schlackenverarbeitung. Dadurch wird die digen Verbrennung wird als Hauptreduktionsmittel hydrolytische Reinigung der Lösungen von Eisen bei mit besonderem Vorteil Brechkohle mit einer Korn- der darauffolgenden Schwefelsäureverarbeitung von größe von 5 bis 7 mm verwendet, die auf das flüssige Zinksublimaten wesentlich erleichtert.
Schlackenbad durch die Schlackenrinne in den der 45 In der Kohle sind außerdem öfter Halogene entHöhe nach mittleren Ofenteil aufgegeben wird. Der halten, die bei der Verbrennung abdestillieren, auf Verbrauch an festem Reduktionsmittel beträgt dabei Staubteilchen adsorbiert werden und dann bei der 5 bis 7 °/o des Gewichts der zu verarbeitenden Sublimatauslaugung in die Lösungen übergehen und Schlacke. Nach zweistündigem Verblasen wird die deren Elektrolyse erschweren. Infolge des Ersatzes verarbeitete Schlacke abgestochen; in den Schlacken- 50 des wesentlichsten Teiles des Kohlenstaubes durch sublimationsofen wird eine neue Schlackenmenge Naturgas wird der Fluor- und Chlorgehalt in Sublieingegossen. maten etwa um den Faktor 2 herabgesetzt.

Claims (3)

1 2 kett befindet, wobei durch ein Rohr ein Luftstrom Patentansprüche: eingeblasen wird, der das Bad in heftige Bewegung versetzt. Es kommen dabei immer neue Teilchen de?

1. Pyrometallurgisches Verfahren zur Verar- Bades mit dem Kohlenbrikett in Berührung. Hierbei beitung von Schlacken, die Metalle, insbeson- 5 werden die in der Schlacke enthaltenen flüchtigen dere Buntmetalle und seltene Metalle enthalten, Metalle reduziert und gelangen mit dem Gasstrom indem in die geschmolzene Schlacke ein Reduk- in die Kondensationsleitung der Anlage. Allerdings tionsmittel eingeblasen wird, dadurch ge- wird ein großer Teil der Metalle durch die eingeblakennzeichnet, daß die Ausgangsschlacke sene Luft wieder oxydiert. Eine weitere reduzierende mit die reduzierende Atmosphäre schaffenden io Wirkung auf die metallischen und metalloidischen Verbrennungsprodukten von Brenngasen behan- Bestandteile des Schlackenbades üben die infolge der delt wird, die mit Luft gemischt und außerhalb Verbrennung eines Teiles der Kohle durch den eindes Schlackensublimationsofens verbrannt wer- geführten Luftstrom erzeugten Kohlenwasserstoffden und durch deren Verbrennungswärme die und Kohlenoxidgase aus. Dieser Vorgang spielt sich Schlackenbadtemperatur konstantgehalten wird. 15 aber innerhalb des Schlackenbades ab. Bei diesem

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- bekannten Verfahren geht es somit um die Entkennzeichnet, daß als Brenngas Naturgas verwen- stehung von Verbrennungsgas im Schmelzbad, det wird. Würde man dieses Verbrennungsverfahren auf gas-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch förmigen Brennstoff anwenden, so würde dies zu gegekennzeichnet, daß zusätzlich als Hauptreduk- 20 nau entgegengesetzten Resultaten führen, denn die tionsmittel Brechkohle mit einer Korngröße von Schlacke wird infolge der Oxydation durch den Luft-5 bis 7 mm auf das flüssige Schlackenbad auf- sauerstoff dickflüssig, und ein stabiler Verlauf des gegeben wird. Durchblasens wird unmöglich.

Das bekannte Verfahren sieht zwar auch vor," re-

25 duzierende Gase oder flüssige Brennstoffe "direkt in

Die Erfindung betrifft ein pyrometallurgisches das Schlackenbad einzuleiten, jedoch geschieht dies

Verfahren zur Verarbeitung von Schlacken, die Me- stets bei gleichzeitigem Einblasen von Luft. Es muß

,talle, insbesondere Buntmetalle und- seltene Metalle also stets ein Luftstrom vorhanden sein, durch den

■ enthalten, indem in die geschmolzene Schlacke ein die im Reißen Zustand befindlichen Metalle wieder

Reduktionsmittel eingebiasen wird. ■. 30 oxydiert werden.

Es ist ein Verfahren zur Verarbeitung von Schlak- " In der FR-PS 4 69 862 ist ein Verfahren zur Beken bekannt, bei dem in die geschmolzene Schlacke handlung geschmolzener Schlacke mit einem Strom Kohlenstaub eingeblasen wird. Der mit Luft in das von gasförmigen Reduktionsmitteln (Leuchtgas. Schmelzbad eingeblasene Kohlenstaub schafft durch Wassergas u. ä.) beschrieben, bei dem man die geVerbrennung unter Luftmangel eine reduzierende 35 schmolzene Schlacke durch Erhitzen in einem Elek-Atmosphäre, unter deren Bedingungen Zink, Blei, troofen oder in einem Ofen mit offener Flamme Zinn und andere Elemente abdestilliert werden bzw. oder auch in einem Strahlofen erhält. Bei diesem sublimieren (»Veröffentlichungen des projektieren- bekannten Verfahren wird eine Koksschicht auf der den wissenschaftlichen Forschungsinstitutes Gipro- Oberfläche der Schmelze angeordnet, wenn in einem nikcl«, Ausgabe Nr. 9, Leningrad, 1961, S. 3 bis 5, 40 Ofen mit offener Flamme gearbeitet wird, damit verin russischer Sprache). hindert wird, daß die Verbrennungsprodukte bei

Die Anwendung von Kohlenstaub macht es erfor- offener Flamme oxydierend wirken,

derlich, umfangreiche und kosftspielige Anlagen zu In der DT-AS 11 38 231 ist ein Verfahren zum

dessen Aufbereitung und Förderung einzurichten. Erhitzen von geschmolzenen Materialien durch Ein-

Die Kosten solcher Anlagen liegen dabei wesentlich 45 blasen von Gasen in das Bad beschrieben, bei derr

höher als die des eigentlichen Schlackensublimations- das brennbare Gemisch in einer Kammer vollständig

ofens. Außerdem erschwert es der Kohlenstaub, die vergast und innig gemischt sowie ein beträchtliche:

Vorwärmung der Luft auf hohe Temperaturen zur Teil des brennbaren Gemisches verbrannt wird, be

Intensivierung des Vorganges auszunutzen. Die vor dasselbe in das Bad des geschmolzenen Material;

Kohlenstaubverwertung führt infolge erheblicher un- 50 eingeblasen wird. Die oxydierende oder reduzie-

"vollständiger Verbrennung zu Rückständen, die etwa rende Wirkung der durch das Bad der geschmolzener

25 % vom gesamten Kohlenverbrauch erreichen, wo- Materialien hindurchgehenden Gase wird dadurch

durch die Staubabscheidung und die Sublimatverar- geregelt, daß das Verhältnis des Brennstoffes zum

beitung auf naßmetallurgischem Wege kompliziert Sauerstoffträger im Gemisch verändert wird,

werden. 55 Dadurch, daß bei dem bekannten Verfahren die

In der DT-PS 2 32 479 ist ein Verfahren zur Ge- Verbrennung des Gemisches zu einem Teil erfolgt, winnung des Zinks und anderer flüchtiger Metalle wird mit dem in das geschmolzene Material einge- und Metalloide aus Schlacken und anderen Stoffen leiteten Gasgemisch zwangläufig noch Oxydationsbeschrieben, bei welchen diese Stoffe in feurig-flüs- mittel eingeblasen. Versuche haben gezeigt, daß diesigem Zustand mit einem reduzierenden Stoff bei 60 Schlacke bei diesem Verfahren oxydiert und dick-Gegenwart eines Luftstromes in innige Berührung flüssig wird, so daß das Einblasen weiteren Gasei gebracht werden, wobei der reduzierende Stoff in unmöglich wird.

Form von kompakten Kohlenstückchen oder in Auf den Seiten 94 bis 97 der oben angegebener

Staub- oder Gasform in das feurig-flüssige Bad der Ausgabe Nr. 9 der »Veröffentlichungen des Institut:

zu behandelnden Schlacke od. dgl. eingeführt bzw. 65 Gipronikel« ist ebenfalls die Anwendung flüssige

hindurchgeblasen wird. und gasförmiger Heizmittel für die Behandlung voi

Bei diesem bekannten Verfahren geht es im we- Schlacken beschrieben. Hierfür kommen Masut al

sentlichen darum, daß sich in der Schmelze ein Bri- flüssiges Heizmittel und Naturgas als gasförmige: