DE153820C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei der Verarbeitung von schwefelhaltigen Erzen und Steinen pflegte man bisher den Schwefel durch Verbrennen zu schwefliger Säure und das Eisen durch Verschlackung zu entfernen, indem man dasselbe in eine eisensilikathaltige Schlacke überführte. Hierbei war ein großer Überschuß eines kieselsäurehaltigen Körpers notwendige Vorbedingung, um das Eisensilikat bilden zu können. Als

ίο solchen Körper benutzte man vorzüglich einen Zuschlag von Quarz. Die zur Bildung der notwendigen Schlacke erforderlichen Alkalien

. oder alkalischen Erden wurden, falls sie in dem Einsatz fehlten, von außen her entweder durch Zuschläge oder durch Verwendung eines basischen Ofenfutters eingebracht. Kupfersteine, welche keine oder doch nur sehr wenig Kiesel-

, :. säure enthielten, mußten daher neben den zur Verschlackung etwa erforderlichen basischen Stoffen noch einen Zuschlag von Kieselsäure erhalten. Sofern die basischen Bestandteile aus dem Futter.herrührten, wurde dasselbe sehr stark angegriffen, so daß das Verfahren einen großen Materialaufwand verursachte. Das Verfahren war auch aus dem Grunde unwirtschaftlich, weil man dabei eines großen Aufwandes von Brennstoff bedurfte, um den Schwefel zu entfernen und die verhältnismäßigschwierig schmelzbaren Schlacken zwecks Abstechens zu verflüssigen. Ferner verblieb dabei stets noch eine sehr große Menge von Eisen und anderen Verunreinigungen in dem, erhaltenen Rohmetall, welche dann später ; durch umständliche Arbeiten entfernt werden mußte.

Um nun bei Abarbeitung kieselsäurearmer Steine oder Erze unter Vermeidung der erwähnten Mißstände eine möglichst vollständige Abscheidung des Eisens und der übrigen Verunreinigungen ' zu erzielen, wird nach vorliegender Erfindung in der Weise verfahren, daß man diese Verunreinigungen nicht eigentlich verschlackt, sondern in eine leichtflüssige Verbindung von niedrigem spezifischem Gewicht überführt, welche sich sehr leicht von dem darunter liegenden Rohmetall abtrennt und, da sie ein Gemenge bildet von Eisenoxyd mit Eisensulfid in wechselnden Verhältnissen, als ein Eisen-Oxysulfid betrachtet werden kann. Diese Verbindung nimmt auch die sonst schwer aus dem Stein zu entfernenden Verunreinigungen, wie Phosphor, Arsen, Antimon und dergl., auf. Man unterwirft den Stein oder das ■; rohe Schwefelerz einer Oxydation, die so zu leiten ist, daß der Schwefel nicht wie bisher völlig oxydiert wird, sondern zum Teil mit dem oxydierten Eisen eine Verbindung eingehen kann. Dies wird zweckmäßigerweise dadurch bewirkt, daß man durch die geschmolzene Masse Luft hindurchleitet, bis die Masse teigig zu werden anfängt und ihre leichtflüssige Beschaffenheit verliert. Es hat sich ergeben, daß es im allgemeinen zweckmäßig ist, das Einblasen von Luft so lange fortzusetzen, bis

der Schwefelgehalt der geschmolzenen Verbindung von Eisenoxyd und Schwefeleisen etwa 5 v. H. beträgt. Da Kupfer eine größere Verwandtschaft zum Schwefel zeigt als Eisen, so wird hierbei der mit dem Kupfer verbundene Schwefel im wesentlichen nicht angegriffen. Es werden also beim Ausgießen der Masse aus dem zur Behandlung dienenden Gefäß zwei Körper erhalten, nämlich Schwefelkupfer

ίο und die leichtflüssige Verbindung von Eisenoxyd und Schwefeleisen. ■ Wenn man das Verfahren weiter fortzusetzen und auch den im Kupfer enthaltenen Schwefel zu entfernen wünscht, so kann die flüssige Verbindung von Eisenoxyd und Schwefeleisen abgegossen wer-· den. Da Schwefelkupfer sich in dieser Verbindung nicht auflöst und ein größeres spezifisches Gewicht als diese Verbindung besitzt, so setzt es sich in dem Gefäß zu Boden und kann leicht von der' überstehenden Verbindung ' von Eisenoxyd und Schwefeleisen getrennt werden. Da man bei diesem Verfahren der Reinigung des Schwefelkupfers von Eisen, und anderen Verunreinigungen also den Schwefel nicht vollkommen wegzubrennen braucht, so kann man auch mit'einer'geringeren Menge" Brennstoff arbeiten und erreicht außer einer gründlicheren und schnelleren Reinigung auch eine Ersparnis an Betriebskosten, ohne daß dabei die Verwendung des in irgendwelcher Form verflüchtigten Schwefels beeinträchtigt wird. Das Verfahren bietet noch den Vorteil, daß die entstandene ' leichtflüssige, eisen-Gxysulfidhaltige Masse sich auch für gewisse metallurgische Zwecke als wertvolles Flußmittel erweist, so daß die Gesamtmenge des Schwefels Verwendung finden kann.

LJm diese Eisenoxysulfidverbindungen zu ■bilden, ist es von Wichtigkeit, die Oxydation -in Gegenwart eines stark basischen, seine Wirksamkeit während des ganzen Schmelzvorganges beibehaltenden und demgemäß keine Verbindung mit dem Einsatz selbst eingehenden Stoffes vorzunehmen. Zu diesem Zweck wird der Schmelzofen mit einem basischen Futter, beispielsweise Magnesia, Kalk oder dergl., die mit einem geeigneten Bindemittel angemacht werden, versehen. Die Gegenwart von Kieselsäure ist möglichst zu vermeiden, weil es bei Gegenwart saurer Zuschläge, trotz sorgfältigster Regelung der Oxydation, nicht möglich ist, die gewünschte leichtflüssige Verbindung von Eisenoxyd und Schwefel zu bilden. Kleine Mengen von etwa vorhandener Kieselsäure sind nicht schädlich.

Die Bildung des basischen Eisenoxysulfids läßt sich durch Analyse, sowie durch Beob-. achtung des aus dem Ofen aufsteigenden Rauches und der aus dem Gefäß ausgeworfenen Funken sehr leicht überwachen. Die Bildung kommt wahrscheinlich in der Weise zustande, daß sich zunächst magnetisches Eisenoxyd bildet, welches dann mit einem Teil der vorhandenen Sulfide sich unter Bildung von Oxysulfid umsetzt.

Wie bekannt entsteht wegen des exothermischen Charakters der Reaktion eine solche Temperaturerhöhung, daß eine weitere Zuführung von Brennstoff nicht notwendig ist. Sobald die leichtflüssige Verbindung von Eisenoxyd und Sulfid bezw. Schwefel sich angesammelt hat, wird sie abgestochen und das Rohkupfer, das jetzt einen' sehr hohen Grad der Reinheit besitzt und von Arsen, Antimon und Phosphor fast vollständig frei ist, in ge-. wohnlicher Weise weiter behandelt.

In manchen Fällen, besonders bei armen Kupfersteinen, empfiehlt es sich, noch bevor der Stein völlig" in Rohkupfer verwandelt ist, einen Teil oder die Gesamtmenge des angesammelten basischen Eisensulfids abzulassen und dann nacheinander neue Einsätze von .Kupferstein zuzufügen, bis der im Ofen zu-.rückbleibende, teilweise gereinigte. Stein sich ■genügend ang-ereichert hat. Derselbe, kann .dann direkt in reines metallisches Kupfer durch ■Wiederholung des vorliegenden ,Verfahrens ^verwandelt werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Gewinnung von Rohkupfer aus schwefelhaltigen Kupfererzen und Steinen, welche wenig oder gar keine Kieselsäure enthalten, durch oxydierendes Schmelzen ohne vorgängige Röstung, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation durch Einleiten von Wind unter möglichster \fermeidung der Gegenwart von Kieselsäure, aber in Gegenwart basischer Körper geschieht und derart geregelt wird, daß ein Teil des mit dem Eisen verbundenen Schwefels, beispielsweise 5 v. H., zurückbleibt, wobei eine leichtflüssige Verbindung von Eisenoxyd mit Schwefeleisen entsteht, welche die Verunreinigungen aufnimmt.