DE1558749B2 - Anlage zum roesten, schmelzen und sublimieren von nichteisenmetalle enthaltenden erzen oder konzentraten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Rösten, Schmelzen und Sublimieren von Nichteisenmetalle, insbesondere Kupfer, Kupfer-Zink und/oder Nickel, enthaltenden feinkörnigen sulfidischen Erzen oder Konzentraten unter Verwendung von oxidierendem Gas, die ein Schmelz- und ein nachgeschaltetes Reduktionsaggregat sowie Auffangeinrichtungen für die entstehenden Gase und Sublimate enthält.

Es ist ein elektrothermisches Verfahren zur Verarbeitung von Nichteisen- und seltene Metalle enthaltenden Erzen bzw. Konzentraten bekannt, bei dem jedoch das gewonnene Metall noch viele Beimengungen von seltenen Metallen enthält, das komplizierte Vorbereitungsoperationen erfordert und nicht die Möglichkeit der Gewinnung von SO2-reichen Gasen bietet, wie es für die Schwefelsäureherstellung wünschenswert ist.

Aus der US-PS 26 68 107 ist ein Verfahren zum Sauerstoffschmelzen von Kupferkonzentraten im Schwebezustand unter Verwendung von Industriesauerstoff bekannt; nach diesem Verfahren wird das auf eine Feuchtigkeit von 0,5% getrocknete Konzentrat mittels Sauerstoff von der Stirnseite her in einen Schmelzofen eingeblasen. Das Konzentrat wird geröstet, geschmolzen und die Schmelze abstehen gelassen. Zur Verarmung der Schlacken an Kupfer wird von der anderen Seite aus Pyrrhotitkonzentrat eingeblasen. Das Schmelzen erfolgt ohne Brennstoffverbrauch. Die Abgase sind reich an SO2, wodurch sie zur Herstellung von verflüssigtem SO2 verwendet werden können. Hierbei sind aber seltene Metalle schwer abzuscheiden.

Der Ofen zur Durchführung des Sauerstoff-Schwebeschmelzverfahrens stellt einen langen Schmelzraum dar, dessen Gewölbe einen Vertikalgaszug besitzt. A; den Stirnseiten des Ofens sind Brenner angebrach: über welche das Konzentrat mit Zuschlägen in de: Ofen eingeblasen wird. Das Konzentrat wird in de Schwebe geschmolzen, die Schmelze abstehengelasse: und aus dem Ofen abgestochen. Die während de Schmelzvorganges entwickelten Gase werden über det Gaszug abgeleitet, von Staub gereinigt und zur Her stellung von verflüssigtem SO2 oder Schwefelsäure ver wendet. Der Ofen besitzt große Abmessungen. Er kant eine gute Kupfer- und Zinkverarmung der Schlacker nicht gewährleisten und schafft einen großen Staubaus trag.

Aus der US-PS 27 35 759 ist ein Verfahren zun Schmelzen von Kupfersulfiderzen bekannt, bei den feinkörniges Erz kontinuierlich von oben in eint Schmelzkammer eintreten gelassen wird, in der es vor hocherhitztem Gas geschmolzen und am unteren Ende der Kammer in einen Behälter austreten gelassen wird.

der mit einem Überlaufauslaß verbunden ist, über der das Metall in einen Schmelzofen überfließen kann, ir dem die weitere Kupferabscheidung von der Schlackt erfolgt. Bei diesem Verfahren sind drei übereinande; angeordnete Gefäße für den Schmelzvorgang, für da' Auffangen der flüssigen Schmelze und für das Weiter verarbeiten der Schmelze erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine An lage zum Rösten, Schmelzen und Sublimieren voi Nichteisenmetalle enthaltenden Erzen oder Konzentra ten der eingangs erwähnten Art anzugeben, die bei ein fächern Aufbau einen kontinuierlichen Prozeß von Rösten, Schmelzen und Reduktion, und gegebenenfalls Kondensation der erhaltenen Produkte sicherstellt und außerdem die Gewinnung von Gasen mit hohem Gehalt an SO2 ermöglicht.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Scheidewanc verhindert es, daß die SO2-reichen Gase in den elektrothermischen Ofen zur Nachbehandlung der Schmelze gelangen und dort beispielsweise die Elektroden zerstören. Die SO2-reichen Gase können vielmehr auf Grund ihres hohen SO2-Gehaltes vom Röstofen direkt der Weiterverarbeitung zu verflüssigtem SO2 oder zu Schwefelsäure zugeführt werden und stellen daher ein wertvolles Nebenprodukt dar. Die Verwendung eines Zyklons ermöglicht es, den Rost- und Schmelzvorgang in kleinstem Volumen durchzuführen, wodurch mit relativ kleinen Anlagen hohe Durchsätze zu erzielen sind. Die Kühlung der Scheidewand ermöglicht es, deren Lebensdauer trotz des Vorhandenseins aggressiver Gase zu verlängern. Die Ausbildung des Ofens zum Nachbehandeln der Schmelze als elektrothermischer Ofen ermöglicht eine gutgesteuerte Wärmezufuhr ohne große Gasmengen. Das Einbringen des Gutes in den Zykon mittels eines Strahlsaugers ermöglicht eine schnelle einfache Einbringung unter gleichzeitiger intensiver Mischung der Komponenten.

Ein mit dem Schmelzraum des elektrothermischen Ofens verbundener Kondensator ermöglicht die gleichzeitige Gewinnung von Metallen, welche während der elektrothermischen Behandlung sublimieren.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anlage zur Verarbeitung von Erzen und Konzentraten,

F i g. 2 die Anlage von F i g. 1 in Draufsicht,

F i g. 3 die Anlage von F i g. 1 im Schnitt längs der Linie 1-1 in F i g. 2.

Die Anlage enthält eine Beschickungseinrichtung 1 (F i g. 1) und einen Zyklon 2, der mit einem Strahlsauger 3 für die Gemengezugabe versehen ist, der zum Röstschmelzen des Rohstoffes unter Verwendung von Industriesauerstoff oder von mit Sauerstoff angereicherter Luft dient und der eine Auskleidung aus verschleiß- und hochfeuerfestem Material, beispielsweise ZrO2 aufweist; ferner enthält die Anlage den Schmelzraum 4 zur Trennung von Gas und Schmelze, welcher durch die Scheidewand 5 vom elektrothermischen Ofen 6 getrennt ist, der einen Herd 7 mit Grube 8 zur Trennung von Stein und Schlacke besitzt. Der elektrothermische Ofen 6 mit den Elektroden 9 ist mit einem Vorherd 10 (F i g. 2) zum kontinuierlichen Abziehen des Steines und mit einem Kondensator 11 zum Sammeln flüssigen Zinks ausgerüstet. Der an den Schmelzraum 4 anstoßende elektrothermische Ofen 6 steht mit ihm in Verbindung.

Die Anlage arbeitet in folgender Weise:

Das auf den Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 5% getrocknete Gut, dessen Korngröße 5 mm nicht übersteigen soll, wird über die Beschickungseinrichtung 1 (F i g. 1) in den Zyklon 2 durch den Strahlsauger 3 mit Hilfe von Industriesauerstoff oder von mit Sauerstoff angereicherter Luft eingegeben.

Das Gemisch aus Sauerstoff und Beschickungsgut wird dem Schmelzeraum 4 in Form von Wirbelströmen unter Ausnutzung der Zyklonwirkung zugeführt.

Bei Verarbeitung von über 15% Schwefel enthaltenden sulfidischen Rohstoffen wird das Röstschmelzen im Zyklon in Industriesauerstoffatmosphäre durchgeführt, wobei SO2-reiche Gase (bis 90%) erhalten werden.

Oxidierte oder schwefelarme Stoffe werden unter Zusatz von gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoffen geschmolzen. Je nach der Zusammensetzung des Ausgangsrohstoffes wird in der Schmelzzone eine Temperatur von 1200 bis 1600⁰C aufrechterhalten. Hierbei werden leichtsublimierbare Nichteisenmetalle, beispielsweise Blei, Kadmium, Selen, Quecksilber oder Rhenium, bei der Reinigung der Schmelzzonerigase sublimiert und aufgefangen. Auf diese Weise ist es möglich, wertvolle Bestandteile aus Erzen und Konzentraten noch vollständiger zu gewinnen.

Die als Ergebnis des Schmelzens erhaltenen, bis 90% SO2 sowie Blei-, Kadmium-, Selen- und Rheniumsublimate enthaltenden Gase und die Schmelze gelangen über die Öffnung 12 in den Schmelzraum 4, aus welchem Gas und Sublimate zur Reinigung geleitet werden, während die Schmelze, indem sie über die Kühlbrücke 13 strömt, kontinuierlich in den mit dem Schmelzraum 4 in Verbindung stehenden elektrothermischen Ofen 6 fließt.

Im elektrothermischen Ofen werden flüssige Schmelzprodukte — Schlacke und Stein — nach dem Gegenstromprinzip getrennt.

Die Vorgänge Röstschmelzen, Reduktion, Kupfer- und Zinkverarmung und Kondensation der erhaltenen Produkte erfolgen kontinuierlich in einer Anlage, wodurch die Ausrüstung erheblich vereinfacht und der Prozeß der Verarbeitung von Erzen und Konzentraten der Nichteisenmetalle verbilligt wird.

Bei Verarbeitung von über 4% Zink enthaltenden polymetallischen Rohstoffen wird Zink zu flüssigem Metall niedergeschlagen.

Der Steinabstich erfolgt über dem Vorherd 10 (F i g. 2 und 3). Die dünnflüssige Schlacke wird einer elektrothermischen Reduktion unterzogen, um z. B. Zink zu reduzieren und es aus zinkhaltigem Rohstoff zu sublimieren sowie um Krätzschlacken beim Schmelzen von Kupfer-Nickel- und anderen Konzentraten zu erhalten. Der Schmelzraum 4 (F i g. 1) besitzt ein mit dem elektrothermischen Ofen 6 gemeinsames Gehäuse 15 und ist von dem Ofen durch eine gekühlte in die Schlakke eintauchende Scheidewand 5 getrennt. Diese Scheidewand verhindert die Vermischung von Gasen der Oxidations- und der Reduktionszone und ermöglicht es, daß in diesen Zonen eine unabhängige Atmosphäre aufrechterhalten wird.

Aus dem elektrothermischen Ofen 6 gelangen die Zinkdämpfe über den Gaszug 16 (F i g. 3) in den Kondensator 11, wo Zink in flüssigem Zustand niedergeschlagen wird.

Der Schlackenabstich aus dem elektrothermischen Ofen erfolgt kontinuierlich oder periodisch über die Abzugsvorrichtung 17 (F i g. 2).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anlage zum Rösten, Schmelzen und Sublimieren von Nichteisenmetalle, insbesondere Kupfer, Kupfer-Zink und/oder Nickel, enthaltenden feinkörnigen sulfidischen Erzen oder Konzentraten unter Verwendung von oxidierendem Gas, die ein Schmelz- und ein nachgeschaltetes Reduktionsaggregat sowie Auffangeinrichtungen für die entstehenden Gase und Sublimate enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzaggregat aus einem Zyklon (2) und einem Schmelzeraum (4) und das Reduktionsaggregat aus einem elektrothermischen Ofen (6) bestehen, wobei diese in einem gemeinsamen Gehäuse (15) angeordnet und voneinander nur durch eine in die Schlacke eintauchende Scheidewand (5) getrennt sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklon (2) mit einem Strahlsauger (3) zum Einbringen des Gutes versehen ist.

3. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewand (5) gekühlt ist.

4.. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewand (5) wassergekühlt ist.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Niederschlagen der Metalldämpfe der elektrothermische Ofen (6) über einen Gaszug (16) mit einem Kondensator (11) verbunden ist.