DE194631C

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Publication number: DE194631C
Application number: DENDAT194631D
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verarbeitung sulfidischer Zinkerze auf elektrolytischem Wege. Das Zinksulfid enthaltende Erz wird mit Kohlenstoff und schlackenbildendem Material gemischt und das Gemisch in einem elektrischen Ofen unter Luftabschluß geschmolzen, wobei die Erze von dem Schlackenbade aufgenommen und durch Elektrolyse das Metall freigemacht und Schwefelkohlenstoff gebildet wird. Zweckmäßig wird daher der elektrische Strom direkt durch die Masse des geschmolzenen Schlackenbades geleitet, und wenn man Gleichstrom hierfür benutzt, so vereinigt sich die reduzierende Wirkung des Kohlenstoffs mit der elektrolytischen Wirkung des elektrischen Stromes, so daß sich an der einen Elektrode das Metall abscheidet, während an der anderen Elektrode Schwefelkohlenstoff durch die Einwirkung des naszierenden Schwefels auf den Kohlenstoff gebildet wird.The invention relates to a method for processing sulfidic zinc ores electrolytically. The ore containing zinc sulfide is carbon and Slagging material is mixed and the mixture is placed in an electric furnace Melted in the absence of air, the ores being taken up by the slag bath and the metal being freed by electrolysis and carbon disulfide is formed. The electric current is therefore expedient to be direct passed through the bulk of the molten slag bath, and when using direct current used for this purpose, the reducing effect of carbon is combined with the electrolytic effect of the electric current, so that at one electrode the metal is deposited, while carbon disulfide is deposited on the other electrode as a result of the action the nascent sulfur is formed on the carbon.

In dem Verfahren nach der amerikanischen Patentschrift 746798 wird gleichfalls eine Elektrolyse der sulfidischen Erze unter Luftabschluß herbeigeführt. Die Erze werden hier mit einem Alkalisalz, einem Metallkarbid und Flußmitteln vermischt und unter Luftabschluß der Elektrolyse unterworfen. Dadurch vereinigt sich der Schwefel des Sulfides mit dem Alkali, und es entsteht gleichzeitig Zinkmetall, welches in der üblichen Weise abgesondert wird. Im Gegensatz zu diesem Verfahren werden gemäß der vorliegenden Erfindung die an der einen Elektrode freigemachten Dämpfe getrennt, von den an der anderen Elektrode entstehenden Gasen aufgefangen, so daß einerseits die Zinkdämpfe fast gar nicht mit anderen bei der Reduktion entstehenden Gasen vermischt sind und andererseits eine Einwirkung des an der anderen Elektrode entstehenden naszierenden Schwefels auf Kohlenstoff unter Bildung von Schwefelkohlenstoff erfolgen kann. Die Trennung der durch die Elektrolyse an den Elektroden entstehenden Stoffe geschieht durch Scheidewände, welche in das die Erze aufnehmende Schlackenbad eintauchen.In the method according to the American patent 746798 is also a Electrolysis of sulfidic ores brought about in the absence of air. The ores are here mixed with an alkali salt, a metal carbide and flux and in the absence of air subjected to electrolysis. Thereby the sulfur of the sulphide combines with the Alkali, and at the same time zinc metal is formed, which is secreted in the usual way will. In contrast to this method, according to the present invention, those on one electrode are cleared Vapors separated, captured by the gases generated at the other electrode, so that, on the one hand, the zinc vapors hardly arise at all with others during the reduction Gases are mixed and on the other hand an action of the nascent sulfur produced on the other electrode can take place on carbon with the formation of carbon disulfide. The separation the substances created by the electrolysis on the electrodes pass through partition walls, which are immersed in the slag bath receiving the ores.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform eines Ofens zur Ausübung des vorliegenden Verfahrens dargestellt.In the accompanying drawing is an embodiment of an oven for exercise of the present proceedings.

Fig. I ist ein Grundriß des Ofens,
Fig. 2 ein Längsschnitt desselben, zusammen mit einer -schematischen Andeutung zur Verwertung des Schwefelkohlenstoffs in einer Gasmaschine.Fig. I is a plan view of the furnace,
2 shows a longitudinal section of the same, together with a schematic indication of the utilization of the carbon disulfide in a gas engine.

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2,Fig. 3 is a cross-section along line 3-3 of Fig. 2;

Fig. 4 ein Querschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2 undFig. 4 is a cross section along line 4-4 of Figs

Fig. 5 ein Querschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 2.FIG. 5 is a cross section along line 5-5 in FIG. 2.

Der elektrische Ofen A ist so eingerichtet, daß ein elektrischer Strom direkt durch ein geschmolzenes Schlackenbad hindurchgeleitet werden kann, um sowohl eine große Hitze in dem Ofen zu erzeugen als auch eine elektrolytische Zersetzung des Erzes herbeizuführen, welches in der Schlacke aufgelöst ist. Die Wandungen B, B bestehen aus feuerfesten Steinen und werden ziemlich dick gehalten, um der verheerenden Wirkung der Schlacke zu widerstehen. Der Ofen ist durch eine mit Wassermantel versehene Scheidewand C in zwei Kammern D und E geteilt, wobei in der einen das Erz reduziert wird, während die andere als Kondensationskammer für den Zinkdampf dient. Die Reduktionskammer D wird durch eine mit Wassermantel versehene Scheidewand G geteilt, die von dem Dache der Kammer nach unten bis zu einem Punkte unterhalb der Oberfläche des in der Kammer enthaltenen geschmolzenen Materials reicht. Die Elektroden zur Zuführung des Stromes zum "Schlackenbade liegen auf jeder Seite der Scheidewand G, wodurch die Gase und Dämpfe, die an der einen Elektrode freigemacht werden, sich mit den Dämpfen von der anderen Elektrode nicht vermischen können. Die Elektroden können durch die Stoffe selbst gebildet werden, welche die Ofenbeschickung ausmachen, und zwar werden die Stoffe durch die Aufgeber M, N und L zugeführt, die aus Röhren bestehen, in welchen sich Schnecken zur Vorwärtsbewegung des Materials befinden.The electric furnace A is arranged so that an electric current can be passed directly through a molten slag bath to both generate a great deal of heat in the furnace and cause electrolytic decomposition of the ore dissolved in the slag. The walls B, B are made of refractory bricks and are kept quite thick to withstand the devastating effects of the slag. The furnace is divided into two chambers D and E by a water-jacketed partition C, in one of which the ore is reduced, while the other serves as a condensation chamber for the zinc vapor. The reduction chamber D is divided by a water jacketed partition G which extends down from the roof of the chamber to a point below the surface of the molten material contained in the chamber. The electrodes for supplying the current to the "slag bath" are on each side of the partition wall G, so that the gases and vapors released at one electrode cannot mix with the vapors from the other electrode. The electrodes can pass through the substances themselves which make up the furnace charge, namely the substances are fed through the feeders M, N and L , which consist of tubes in which there are screws for moving the material forward.

Die Rinne J dient zur Einbringung vonThe channel J is used to introduce

Kohlenstoff in Gestalt von zerkleinertem Koks in das Innere des Ofens und bildet die Anode, während das zu behandelnde Schwefelzinkerz, vorzugsweise in Gemisch mit zerkleinertem Koks, durch die Aufgeber M und N zugeführt wird, die die Kathode des Ofens bilden. Die durch das Zinksulfid gebildeten Elektroden können durch aus festem Kohlenstoff bestehende Verlängerungen der Elektroden M', N' ergänzt werden, die in das Schlackenbad ziemlich tief eintauchen.Carbon in the form of crushed coke into the interior of the furnace and forms the anode, while the zinc sulphide ore to be treated, preferably mixed with crushed coke, is fed through the feeders M and N , which form the cathode of the furnace. The electrodes formed by the zinc sulphide can be supplemented by extensions of the electrodes M ', N' made of solid carbon, which extend quite deeply into the slag bath.

In Fig. 2 ist O die Dynamo zur Lieferung des elektrischen Stromes für den Ofen, wobei ein Pol mit der Elektrode J und der andere mit den Elektroden M, N, M', N' verbunden ist. Wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, wird die Dynamo durch eine Gasmaschine P angetrieben, welche durch Rohr Q mit Schwefelkohlenstoffdampf aus der Kammer F des Ofens gespeist wird. Selbstverständlich kann auch der elektrische Strom aus einer anderen "Elektrizitätsquelle herstammen.In Fig. 2, O is the dynamo for supplying the electric current for the furnace, one pole being connected to electrode J and the other to electrodes M, N, M ', N' . As shown schematically in the drawing, the dynamo is driven by a gas engine P , which is fed through pipe Q with carbon disulfide vapor from the chamber F of the furnace. Of course, the electrical current can also come from another "source of electricity".

Der Ofen ist mit geeigneten Auslässen zur Entfernung der verschiedenen Reduktionsprodukte versehen. Die in den Zeichnungen gezeigten öffnungen Z, Z' in dem oberen Teile der Ofenkammer D dienen zum Entfernen von Ansammlungen, die sich an der Oberfläche des Schlackenbades gebildet haben. In der Nähe des Bodens der Kammer D sind Auslässe V, W vorgesehen zum Entfernen der schwereren Stoffe, beispielsweise geschmolzenes Blei, welches sich unterhalb der Schlacke absondern kann. Die Zinkkondensationskammer E enthält eine Auslaßöffnung T, durch welche das geschmolzene Zink von Zeit zu Zeit entfernt werden kann. Etwa am Boden der Kammer E befinden sich Auslasse X und Y, um die schwereren Verunreinigungen, die sich aus dem geschmolzenen Zink absondern, zu entfernen. Falls das zu behandelnde Erz außer Zink beispielsweise Blei enthält, so kann ein Teil desselben verflüchtigt und zusammen mit dem Zink in die Kondensationskammer E übergeführt werden. Dieses Blei sondert sich am Boden der Kammer ab und kann durch die Auslässe X und Y abgelassen werden.The furnace is provided with suitable outlets for removing the various reduction products. The openings Z, Z ' shown in the drawings in the upper part of the furnace chamber D serve to remove accumulations that have formed on the surface of the slag bath. In the vicinity of the bottom of the chamber D outlets V, W are provided for the removal of the heavier substances, for example molten lead, which can separate out below the slag. The zinc condensation chamber E contains an outlet opening T through which the molten zinc can be removed from time to time. At about the bottom of Chamber E are outlets X and Y to remove the heavier contaminants that separate from the molten zinc. If the ore to be treated contains lead in addition to zinc, for example, part of it can be volatilized and transferred into the condensation chamber E together with the zinc. This lead is secreted at the bottom of the chamber and can be drained through outlets X and Y.

Die Kondensationskammer E wird durch eine mit Wassermantel versehene Scheidewand U geteilt, welche vom Dache der Kammer nach unten bis zu einem Punkte unterhalb der Oberfläche des darin enthaltenen geschmolzenen Zinkes reicht und dazu dient, den Zutritt der Luft von dem Teil der Kammer abzuschließen, welcher das verflüchtigte Zink aufnimmt.The condensation chamber E is divided by a water-jacketed partition U , which extends from the roof of the chamber down to a point below the surface of the molten zinc contained therein and serves to block the entry of air from the part of the chamber which the absorbs volatilized zinc.

Die Arbeitsweise bei diesem Ofen ist wie folgt: Die Aufgeber M, N werden mit dem zu behandelnden sulfidischen Erz gemischt, mit zerkleinertem Koks und Flußmitteln gespeist, und durch den Aufgeber J wird zerkleinerter Koks zugeführt. Der elektrische Strom wird von der Dynamo O unter Vermittelung des in den Aufgebern enthaltenen, als Elektroden dienenden Materials durch die geschmolzene Schlacke F hindurchgeleitet. Der Strom soll stark genug sein, um in der Schlacke eine Temperatur aufrechtzuerhalten, die über dem Verdampfungspunkt des Zinkes liegt, also über 1000 ° C. bis 1200 ° C. Unter diesen Bedingungen wird die Beschickung reduziert, so daß metallischesThe operation of this furnace is as follows: the feeders M, N are mixed with the sulfidic ore to be treated, fed with crushed coke and fluxes, and through the feeder J crushed coke is fed. The electric current is passed through the molten slag F by the dynamo O by means of the material contained in the feeders and serving as electrodes. The current should be strong enough to maintain a temperature in the slag which is above the evaporation point of the zinc, i.e. above 1000 ° C. to 1200 ° C. Under these conditions, the charge is reduced so that metallic

Zink in Dampfform freigemacht wird, das über die Scheidewand C in die Kondensationskammer strömt, während der Schwefel sich mit dem Kohlenstoff zu Schwefelkohlenstoff verbindet, welcher durch die Röhre Q. fortgeführt wird, um als Kraftquelle für die Maschine P zu dienen. Da die Kondensationskammer E nahe bei der Reduktionskammer liegt und durch dieselben Ofenwan- Zinc is released in vapor form, which flows through the partition C into the condensation chamber, while the sulfur combines with the carbon to form carbon disulfide, which is carried on through the pipe Q. to serve as a power source for the machine P. Since the condensation chamber E is close to the reduction chamber and through the same furnace walls

to düngen eingeschlossen ist, so herrscht in der Kondensationskammer eine so hohe Temperatur, daß der Zinkdampf sich in flüssiger Form kondensiert und durch den Auslaß T abgezogen werden kann, während etwaiges in der Schmelze reduziertes Blei sich am Boden der Kammer D unter dem Schlackenbade ansammelt, wo es bei V und W abgezogen wird. Zusammen mit dem Zink in die Kammer E übergehender Bleidampf wird auch kondensiert und setzt sich am Boden der Kammer ab, \^ron wo er bei den Auslässen X und Y abgezogen werden kann. Die Schlacke, welche beim Schmelzen gebildet wird, erhöht die Menge des geschmolzenen Bades F, und der Überschuß wird von Zeit zu Zeit bei Z, Z' fortgeführt.to fertilize is included, the temperature in the condensation chamber is so high that the zinc vapor condenses in liquid form and can be drawn off through outlet T , while any lead reduced in the melt collects at the bottom of chamber D under the slag bath, where it is deducted at V and W. Together over continuous with the zinc in the chamber E lead vapor is also condensed and settles to the bottom of the chamber from, \ ^r on where it can be removed at the outlets of X and Y. The slag which is formed on melting increases the amount of the molten bath F, and the excess is carried over from time to time to Z, Z ' .

Claims

Patent claim:

Process for the processing of sulphidic zinc ores carried out in the absence of air Electrolysis by means of a slag bath produced with the addition of carbon and absorbing the ores characterized in that one by immersing in the bath partition walls caused by the electrolysis at the electrodes keeps the resulting substances separated, so that zinc vapors are obtained in an almost undiluted state at one electrode and on the other electrode due to the action of sulfur Carbon in the nascent state carbon disulfide is formed and the products of both kinds are obtained for themselves can be.

1 sheet of drawings.