DE1930703C - Verfahren zur pyrometallurgischen Entfernung verflüchtigungsfähiger NE-Metalle aus Eisenfulfidschmelzen - Google Patents

Description

1100 bis 1600° C abgetrieben werden. Die Temperaturen beim Schmelzen, wie auch bei der Reduktionsbehandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind wesentlich bedingt durch die Zusammensetzung des erzeugten Eisensulfids. Die NE-Metalldämpfe können in an sich bekannter Weise mit Luft nachverbrannt und als Oxide aufgefangen werden, z. B. in einem Elektrofilter.

Als reduzierendes kohlenstoffhaltiges Material kommen z. B. in Frage: Ruß, Graphitelektrodenbruch, Steinkohlen-Koks, Braunkohlenschwelkoks. Vorzugsweise werden im erfindungsgemäßen Verfahren Steinkohienkoks oder Petrolkoks verwendet. Die Teilchengröße des kohlenstoffhaltigen Materials richtet sich nach der Art der Zusammenbringung des kohlenstoffhaltigen Materials mit der heißen Sulfidschmelze. So ist es zweckmäßig, feinteiligen Koks, Staub oder Grieß, mit einer Korngröße vonO bis 2 mm zu verwenden, wenn das Reduktionsmittel mit Hilfe von Inertgas in die Eisensulfidschmelze einge- »o blasen wird. Wird hingegen das kohlenstoffhaltige Material durch einen Einrührprozeß eingebracht, so ist eine körnige (2 bis S mm) Beschaffenheit zweckmäßig. Schließlich hat es sich in dem erfindungsgemäßen Verfahren aber auch als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Eisensulfidschmelze durch ein . Haufwerk oder eine Schüttung körnigen oder stückigen kohlenstoffhaltigen Materials, vorzugsweise Steinkohlenkoks oder Petrolkoks, hindurchströmen zu lassen. Hierbei wird ein inniger Kontakt der Schmelze mit dem oberflächenreichen Koks herbeigeführt und eine wirkungsvolle Reduktion des Eisenoxids erzielt.

Eine solche Schüttung kann z. B. hergestellt werden durch Einbringung von körnigem oder stückigem Koks (Korngröße 10 bis 200 mm) in einen Trichter, der gegebenenfalls auch mit Kohlenstoffstampfmasse zusätzlich ausgekleidet sein kann. Oder auch durch Einbringung von Koks in einen Schacht, durch welchen die abgezogene und zweckmäßig entschlackte 4» heiße Eisensulfidschmelze von etwa 1100 bis 1600⁰C hindurchströmt.

Als Erzkonzentrate können in dem erfindungsgemäßen Verfahren solche Pyrite mit NE-Metallgehalten an insbesondere Zink und/oder Blei zwisehen 0,1 und 10% eingesetzt werden. In jedem Falle werden auch bei hohen Gehalten an verflüchtigungsfähigen NE-Metallen diese bis auf geringe und nicht störende Gehalte von etwa 0,02·/· verflüchtigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist Vorteile auf. Aus einer Eisenoxid enthaltenden Eisensulfidschmelze können in ebenso wirtschaftlicher wie einfacher Weise durch Reduktion des oxidischen Anteils zu metallischem Eisen insbesondere die Metalle Blei und Zink gasförmig abgetrennt werden, und man erhält auch aus NE-metallreichen Eisensulfidschmelzen ein praktisch reines Eisensulfid, das bei der Abrüstung zu einem für die Verhüttung im Hochofen hervorragend geeigneten Produkt führt.

Die Erfindung wird an Hand des nachstehenden Beispiels näher erläutert.

Beispiel

Schwefelkies mit 48,0% S, 41,0·/· Fe, 0,8% Zn, 0,4% Pb, 6,0% SiO₈, 1,2·/· Al₂O,, der auf eine Korngröße unter 0,1 mm aufgemahlen war, wurde nach Art der Kohlestaubfeuerung in einen leeren Schacht eingeblasen, in den gleichzeitig O*-angereicherte Luft mit etwa 30% O₂ eingeführt wurde. Die Luftmenge wurde so bemessen, daß die Hälfte des Schwefelinhalts zu SQ₂ verbrannte und etwa 10% des Eiseninhalts zu FeO oxidiert wurde. Nach Zündung des Pyrits stieg die Temperatur im Ofen auf etwa ISOO⁰C an, und der partiell verbrannte Pyrit schmolz und sammelte sich als Schmelze in dem unteren Teil des Schachtes an. Der untere Teil des Schachtes war mit Koksbrocken von 2 bis S cm Größe angefüllt. Die sich hier ansammelnde FeS-Schmelze füllte den Zwischenraum zwischen den Koksbrocken vollständig aus, so daß kein Koks mit dem Ο.,-haltigen Gas in Berührung kam. Auf der Eisensulfidschmelze bildete sich eine ebenfalls geschmolzene Schlackenschicht. Das in der Eisensulfidschmelze enthaltene FeO reagierte mit dem Koks zu metallischem Fe₁ das dann mit dem in der Eisensulfidschmelze gelösten ZnS zu metallischem Zink und FeS reagierte. Das Zink verdampfte sofort und gelangte als Zinkdampf in den Ofenraum, wo es mit dem SO₂-haltigen Abgas abgeführt wurde. Die flüssige Eisensulfidschmelze wurde periodisch abgestochen, wobei die Abstichintervalle so bemessen wurden, daß sich eine mittlere Verweilzeit des FeS in der Koksschicht von 2 Stunden ergab. Die abgestochene FeS-Schmelze wurde in Wasser granuliert und in bekannter Weise abgeröstet. Hierbei entstand hochwertiges Eisenoxid mit einem Zinkgehalt von 0,02%.

Claims (5)

Patentansprüche: Sammelbecken in Schlacke und Sulfidstein getrennt (Neue Hütte, 10, 1965, S. 210). Sofern solche Zyklonkainmern für die pyrometalluigische Behandlung von sulfidischen Eisenerzkonzentraten unter Bildung S von Eisensulfidschmelze, Schwefeldioxid und gegebenenfalls flüchtiger NE-Metalle bzw. NE-Metallverbindungen vorgesehen werden, wird nur ein Teil der flüchtigen NE-Metallverbindungen vorwiegend als Sulfid abgetrieben. Bei hohen Gehalten flüchtiger

1. Verfahren zur pyrometallurgischen Entfernung verflüchtigungsfähiger NE-Metalle bzw. NE-Metallverbindungen aus eisenoxidhaltigen Eisensulfidschmelzen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Eisensulfidschmelze enthaltenes Eisenoxid mit kohlenstoffhaltigem Material bei einer Temperatur von 1100 bis 1600⁰C

zu metallischem Eisen mit der Maßgabe reduziert io NE-Metalle reicht der Verflüchtigungsgrad jedoch wird, daß der Eisenmetallanteil für die Frei- nicht aus, um Eisensulfid zu erhalten, das nach Absetzung der verflüchtigungsfähigen NE-Metalle röstung ein für die Verhüttung in Hochöfen geeigaus deren sulfidischen Verbindungen ausreicht. netes und genügend reines Eisenoxid abgibt. Weiter-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- hin ist aus deutsche Patentschrift 839202 ein Verkennzeichnet, daß die Reduktion bei einer Tem- 15 fahren zum Stückigmachen von Feinerzen bekannt, peratur der Eisensulfidschmelze von 1400 bis worin oxidische Feinerze unter Zusatz von metalli-1500⁰C durchgeführt wird. schem Eisen und Koks mit sauerstoffhaltigen Gasen

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch verblasen werden und die Schmelze in Stückform gekennzeichnet, daß als kohlenstoffhaltiges Ma- überführt wird. Hierbei werden auch verflüchtigungsterial Steinkohlen- oder Petrolkoks verwendet ao fähige Oxide, wie die von Zink, Blei oder Zinn, abwird, getrieben. In dem vorbekannten Verfahren werden

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Material in feinteiliger Form in die Eisensulfidschmelze eingerührt oder mit Inertgas eingeblasen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Schüttung angeordnete stückige oder körnige kohlen-

keine Eisensulfidschmelzen eingesetzt, und es sind in dem Augenblick auch keine sulfidischen Nichteisenmetalle enthalten.

Nach einem noch nicht veröffentlichten Vorschlag kann durch Zusatz von metallischem Eisen, wie Eisenschrott, zu geschmolzenem Eisensulfid-Schlakken-Gemisch das NE-Metall, wie Zink, weitestgehend verflüchtigt werden gemäß der Gleichung

stoffhaltige Material von der Eisensulfidschmelze 30 Fe 4- ZnS = FeS 4- Zinkdampf,

durchlaufen wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

technisch einfaches Verfahren zur wirtschaftlichen und weitestgehenden Entfernung verflüchtigungsfähiger NE-Metalle in pyrometallurgischer Reaktion

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur 35 aus Eisensulfidschmelzen bereitzustellen, wobei die

pyrometallurgischen Entfernung verflüchtigungsfähi- Eisensulfidschmelzen eisenoxidische Anteile ent-

ger NE-Metalle, insbesondere Zink und Blei aus halten.

Eisensulfidschmelzen, sogenannten Eisensteinen. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht nun

Hierbei werden diese Metalle aus ihren sulfidischen darin, daß in der Eisensulfidschmelze enthaltenes

Verbindungen durch Reaktion mit metallischem 40 Eisenoxid mit kohlenstoffhaltigem Material bei einer

Eisen freigesetzt, welches durch Reduktion des in Temperatur von 1100 bis 1600⁰C zu metallischem

der Eisensulfidschmelze enthaltenen Eisenoxids mit Eisen mit der Maßgabe reduziert wird, daß der

kohlenstoffhaltigem Material gebildet wird. Eisenmetallanteil für die Freisetzung der verflüchti-

Es ist bekannt, feinteiligen Schwefelkies oder gungsfähigen NE-Metalle aus deren sulfidischen Ver-

fiotierte Kiese mit vorgewärmter Luft nach der 45 bindungen ausreicht.

Gleichung FeS₂ f O₂ = FeS (■■ SO₂ oder auch mit Zweckmäßig wird die Reduktion bei einer Tempeheißen O₂-freier» Brennerabgasen gemäß der allgemeinen Gleichung 2 FeS₂ = 2 FeS + S₂ partiell zu entschwefeln. Bei der partiellen Verbrennung des Pyrits

ratur der Eisensulfidschmelze von 1400 bis 1500⁰C durchgeführt.

Als verflüchtigungsfähige NE-Metallanteile sind

mit sauerstoffhaltigen Gasen in bekannter Weise so im wesentlichen Zink und Blei als Sulfide in der

zwecks Erzielung einer FeS-Schmelze läßt es sich in der technischen Praxis nicht vermeiden, daß ein Teil des Eiseninhalts des Eisensteins in Eisenoxid übergeführt wird. Im allgemeinen beträgt dieser An-

Eisensulfidschmelze enthalten. Darüber hinaus können aber auch noch Cadmium und Zinn enthalten sein.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es nicht

teil etwa 10 bis 30⁰/o des Eiseninhalts. Die das Eisen 55 wesentlich, nach welchem Verfahren oder in welcher enthaltende Eisensulfidschmelze vorbekannter Ver- Vorrichtung die eisenoxidhaltige Eisensulfidschmelze fahren, auf der die Gangart als Schlackenschicht
schwimmt, wird abgestochen und in einer Folgebehandlung durch die üblichen Methoden, wie

Granulieren oder Formgießen, in die für die Weiter- 60 10 bis 30% des Eiseninhaltsder Eisensulfidschmelze, verarbeitung günstigste Form gebracht. Auf Grund Durch die mindestens teilweise Reduktion dieser der hohen Temperatur zwischen 1000 und 1200⁰C oxidischen Anteile zum metallischen Eisen wird es in sollen bei den vorbekannten Verfahren die Sulfide dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht, die in des Arsens, Bleis und Zinks verdampfen (deutsche der Eisensulfidschmelze enthaltenen NE-Metall-Auslegeschrift 1 205 503). Es ist ferner bekannt, 65 sulfide, insbesondere ZnS und PbS, gemäß der all-Zyklonfeuerungen zur Verarbeitung von Kupfer- gemeinen Gleichung Me¹¹S 4- Fe = FeS l· Me" um- und polymetallischen Konzentraten vorzusehen. Das zusetzen, wobei die verflüchtigungsfähigen NE-Medabei gebildete Schmelzprodukt wird in einem tallc auf Grund der hohen Schmelztemperatur von

hergestellt wird. Es kommt lediglich darauf an, daß die Eisensulfidschmelze einen Eisenoxidanteil aufweist. Im allgemeinen beträgt dieser Eisenoxidanteil