DE1940727C3 - Verfahren zur Erhöhung des Durchsatzes bei der chlorierenden Röstung von Schwefelkiesabbränden und ähnlichen Materialien - Google Patents

Description

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Steigerung des Durchsat/es beim Aufschluß NE-metallhaltiger Viii stoffe, /.. B. Schwelelkiesabbrände oder anderer hüttenmännischer Vor- und Zwischenprodukte, bei der chlorierenden Röstung in Etagen- oder Drehrohröfen.

Die bei der Gewinnung von Schwefelsäure aus NE-mctallhaltigen Schwefelkiesen anfallenden Abbrände werden normalerweise auf ihre wertvollen NE-Metallinhalte und auf ihren Eiseninhalt, das sogenannte »purple ore«, aufgearbeitet. Eine, der wichtigsten und in großem Umfange durchgeführten Aufarbeitungsverfahren ist die chlorierende Röstung, z. B. im Etagenofen, mit anschließender Auslaugung des Röstgutes im Sickerlaugungsprozeß.

Hier/u weiden die Abbrüncle nach Zumischen von Natriumchlorid im Etagenofen abgerostet, wobei im Verlaufe der Abröstung des Restsulfidschwelels durch Sull'atisicrungs- und Chloricrungsreaktioncn die zunächst schwerlöslichen Niehteisenmetallverbindungen. /. B. die Sulfide und Oxide des Kupfers, Zinks und Kobalts bzw. deren als Ferrit bezeichnete Eisenmischoxide, in wasser- bzw. säurelöslichc Verbindungen überführt und damit durch Laugung entfernt und gewonnen werden. Gleichzeitig werden hierbei wasser- und säurelösliche Eisenverbindungen in schwerlösliche Eisenoxide überführt.

Es ist bekannt, daß bei diesem Aufschlußprozeß ein vom jeweils aufzuschließenden NE-Mctallinhalt abhängiger Sulfidschwcfelgehalt in der als Mahlgut bezeichneten Mischung aus Abbränden und Natriumchlorid enthalten sein muß. Der hierfür notwendige .Sulfidschwefelanteil läßt sich nach einer möglichen Bruttogleichung für den Reaktionsablauf berechnen, wobei außerdem ein bestimmter über die Stöchiometne hinaus erforderlicher Überschuß zu berücksichtigen ist, der u. .1. von der Durchführung des Prozesses beeinflußt werden kann.

In der Regel bringen die aus der Abrüstung von Pyriten in Etagenöfen (Primärröslung) resultierenden (^ Abbrände den für den Aufschluß ihres NF-Metallinhaltes bei der chlorierenden Röstung (Sekundärröstung bzw. Aulsehlußröstung) erforderlichen Sulfidschwefe! in ausreichendem Maße mit. Diese Verhältnisse ändern sich aber mit der Weiterentwicklung der Primärröstverfahren. Im Zuge der fortschreitenden Umstellung der Pyritröstung vom Etagenofen auf Wirbelöfen, insbesondere durch die in der jüngsten Zeit entwickelten Verfahren zur entarsenierenden Wirbelröstung nach dem sogenannten Doppelstufenveriahren bzw. nach dem am Magnetitpunkt arbeitenden Einstufenverfahren. fallen immer mehr Abbrände mit einem geringeren Sulfidschwefelgehalt an, der für die Aufschlußrösuing häufig nicht mehr ausreicht.

Daneben werden bei der Abbrandverwertung in steigendem Maße auch andere, vornehmlich oxidische NE-metallhaltige Vor- und Zwischenprodukte der Mahlgutmischung zugeschlagen, um die Wertträger bei der chlorierenden Röstung aufzuschließen.

Sowohl die Entwicklungstendenzen bei den Priinärröstverfahren, wie auch die zusätzliche Verarbeitung metallhaltiger Vorsioffe haben dazu geführt, daß der Sulfidschwefelgehalt für den Aufschlußprozeß häufig nicht mehr ausreicht. In diesem Falle werden nach der üblichen Praxis andere Sulfidschvv efclträger, z. B. Pyrite oder Pyrrhotine. zur Aufschwefelung zugesetzt.

Dieses Verfahren hat, vornehmlich beim Vorliegen höherer NE-Metallgehalie in der Mahlgutmischung. einen entscheidenden Nachteil. Nach dem internen Stand der Technik ist ein optimales AufschlußergcDnis bei der chlorierenden Röstung an eine ganz bestimmte Reaklionsführung gebunden, die durch den Verlauf der Materialbettempeiatiiren über die einzelnen Böden charakterisiert wird. Unter diesen Bedingungen ist der maximale Mahlguldurchsaiz. el. h. die spezifische Röstleistung in 1/m² · Tag eine im wesentlichen vom Sulfidschwefclgehalt der Mahlgutmischung bestimmte Funktion. Daraus resultiert, daß mit zunehmendem NE-Metallinhalt und dementsprechend mit höheren Sulfidichwefelgehalten der maximale Durchsatz stark abfällt. Zur Erläuterung ist dies Abhängigkeitsverhältnis zwischen Durchsatz, und Sulfidschwefelgehalt im Mahlgut in F i g. 1 graphisch dargestellt.

Die tägliche Röstleistung ist alvr für die wirtschaftliche Verarbeitung von Kiesabbränden sowie von NE-metallhaltigen Vorstoffen von entscheidender Bedeutung. Infolge der komplexen Zusammenhänge durchläuft die unter vergleichbaren Bedingungen pro Herdfläche und Zeit aufgeschlossene NE-Mctallmenge in Abhängigkeit vom NE-Metallgehali der Mahlgutmischung ein Maximum, so daß von einem bestimmten Gehall an die durch den Aufschluß erhaltene NE-Metallmenge sogar wieder abnehmen kann. Ebenso nachteilig wirkt sich diese Abhängigkeit auch auf die Menge des nach Aufschluß und Auslaugung verbleibenden als PO bezeichneten Eisenerzes (Eisenoxydes) aus. das gleichfalls einen erheblichen Wertanteil der Produktion bei diesem Prozeß ausmacht.

Es wurde nun gefunden, daß sich die oben genannten Nachteile dadurch vermeiden lassen, daß die erforderliche Aufschwefelung ganz oder teilweise mit H₂SO₄ vorgenommen werden kann. Einerseits ist das beschriebene Verfahren der chlorierenden Röstung unter Verwendung von .Sulfidschwefel, andererseits auch der Aufschlußprozeß mittels rein sulfatisierender Röstung ohne Natriumchlorid unter Verwendung von Schwefelsäure jeder für sich bekannt Gegenüber diesen beiden Verfahren bietet der beide Verfahren erlindungsgemäß kombinierende Aufschlußprozeß wesentliche Vorteile.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man iiv. KaIIe eines für die Aufschlußreaktion nicht

ausreichenden Sulfidschwefelgehulies des zu röstenden Materials anstatt der bekannten Aufschwefelung ausschließlich mit einem Sulfidsehwefeliräger den für die Sulfatisicrung erforderlichen Schwefelbedarf ganz, oder teilweise vor oder wahrend des Ri-akiionsublaufes als Schwefelsäure zusetzt.

Der Sulfidschwefelgehalt bzw. -zusatz und die Schwel'elsäurezugabe können dabei in ihrtn Anteilen so gewählt weiden, daß nach Aulheizung auf Reaktionslemperatur der Prozeß mittels eigener Reaktionswärme ι» von allein den vorgeschriebenen Temperatürverlauf nimmt.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll an einem Beispiel erläutert weiden, bei dem die Unterschiede gegenüber den bekannten Verfahren infolge höherer NE-Metallgehalte besonders deutlich hervortreten.

B e i s ρ i e 1

l's wird ein hüttenmännisches Zwischenprodukt 11111 17,5 Gew.-% Zn. Lh¹¹Zn Ci; und j7"'n Ie verwendet, in m welchem die N[-!-Metalle vornehmlich in lerriiischer l^:orm vorliegen. Die Konifeinheit ist dadurch charakterisiert, daß der durch Naßsiebanalvse ermittelte Anteil unter 0.0bJ mm bei 80 bis 90¹Vo liegt. Der Aulschlußpro-/eß wird in einem Krählofen durchgeführt. Dabei werden die Bedingungen so gewählt, daß das Material bei einer minieren Verweil/eil von 3 Std. eine Ma\imaliemperaiur von b00 C durchläuli. Die beim kombiliierten Aulschlußprozeß erzielten Resultate sind der graphischen Darstellung in I i g. 2 /u entnehmen, to aus der gleichzeitig auch der I Inierschied der allem mit Schwefelsäure arbeitenden, rein suliatisierenden Röstung gegenüber dem erfindungsgemäßeii Kombinationsv erfahren hervorgehl. Der nach der -'Mislauguni; verbleibende Rückstand enthält ca. ().04''n Cn. ca. 0.K"u Zn und ca. )2"/u Ie. Daneben wird tier Anteil an löslichem Kiscn beim kombinierten Prozeß aiii den ca. b. Teil ν einiiiuleit.

Im Vergleich dazu wird bei der mit sulfidischen Aulsclnvefelungsmitteln arbeitenden üblichen chlorierenden Röstung mit einem in diesem 1 alle LTlordcrliclien SuHidsehwefelgehalt von ca. 10 (jew.-V-'n nur ' jdes Dtifchsatzes. d.h. ca. 0.22 1/m²·Tag gegenüber O.bh 1. m--Tag beim erlindiingsgeniäßen Verlahrcn erreicht, wobei außerdem der \K-Metallaufsch!uß des allen Verfahrens wesentlich geringer ist.

Das beschriebene Verfahren läßt sich auch in der Weise anwenden, daß bei Materialien, die nur einen Teil des zur Aufschlußreaktion erlorderlichen Sulüdschwe fels mitbringen, z.H. bei sull'idsehw el'el;tniieit Kicsal? branden, die zur Sulfalisierung notvv endige Schwelelsäure vor oder während ties Reaktionsablauies züge sei/i wird. Dabei können Schwefelsaure und Millid schwefelgehali in ihren Anteilen so gewählt vserd-^n.daß nach Anfheizung .nil Reakiionsiemperatur <.\cv Prozeß auf Grund der eigenen Reaktionswärme von allem den vorgeschriebenen Temperatur ν er lauf nimmt.

Das beschriebene modifizierte kombinationsverlahren der chlorierenden Röstung unter Zusatz von Schwefelsäure kann vornehmlich in r.tagenölen durchgeführt werden, es ist aber auch für Drehrohrölen geeignet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erhöhung des Durchsatzes beim Aufschluß NE-metallhaltiger Vorstoffe, nisbesondere von Pyritabbränden, beim chlorierenden Rösten in Etagen- oder Drehrohrofen, dadurch gekennzeichnet, daß man im Falle eines für die Aufschlußreaktion nicht ausreichenden Sulfidschwefelgehaltes des zu röstenden Materials anstatt der bekannten Aufschwefelung ausschließlich mit einem Sulfidschwefelträger den für die Sulfatisierung erforderlichen Schwefelbedarf ganz oder teilweise vor oder während des Reaktionsablaufes als Schwefelsäure zusetzt. '

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sulfidschwefelgehalt bzw. -zusatz und Schwefelsäurezugabe in ihren Anteilen so gewählt werden, daß nach Aurheizung auf Reaktionstcmperatur der Prozeß auf Grund der eigenen Reaktionswärme von allein den vorgeschriebenen Temperalurverlauf nimmt.