DE210459C

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Publication number: DE210459C
Application number: DE1905210459D
Authority: DE
Filing date: 1905-01-30
Anticipated expiration: 1925-01-31

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Das Verblasen von zinkischen Erzen und Hüttenerzeugnissen zwecks Austreibens der darin enthaltenen flüchtigen metallischen Stoffe, insbesondere des Zinks, und Gewinnung derselben in Form oxydischer Verbindungen ist bekannt. Bei dieser Verblasearbeit wird das Verblasegut (Erz - Brennstoff - Gemisch) durch Hindurchblasen eines Luftstromes in Glut versetzt, wobei die flüchtigen Metalle zunächstThe blowing of zinc ores and metallurgical products for the purpose of expelling the volatile metallic substances contained therein, especially zinc, and extraction of the same in the form of oxidic compounds is known. During this blowing process, the material to be blown (ore - fuel - mixture) is blown through Blowing a stream of air into embers, the volatile metals initially

ίο als solche reduziert, unmittelbar nach ihrer Reduktion jedoch wieder oxydiert und mit dem Gasstrom hinweggeführt werden.ίο reduced as such, immediately after their However, the reduction can be oxidized again and carried away with the gas stream.

Es ist hierbei wesentlich, daß so viel ■ Luft in den Verblaseraum eingeblasen wird, daß durch die gesamte Schütthöhe des Verblasegutes hindurch eine oxydierende Atmosphäre herrscht, d. h. daß der Gasstrom hauptsächlich aus Kohlensäure und überschüssiger Luft besteht, damit eine. vollständige Oxydation der durch den festen Brennstoff reduzierten Metalldämpfe stattfindet.- Zur Erzielung dieser Bedingung arbeitete man bisher nur mit so geringen Schütthöhen, wie sie etwa bei gewöhnlichen Rostfeuerungen (10 bis 20 cm) üblich sind. Es wird hierdurch bei entsprechender Bemessung der eingeblasenen Windmenge die Bildung von Kohlenoxyd möglichst verhindertIt is essential here that so much air is blown into the blower chamber that an oxidizing atmosphere through the entire bulk of the material to be blown prevails, d. H. that the gas flow consists mainly of carbon dioxide and excess air, so one. complete oxidation of the metal vapors reduced by the solid fuel takes place.- To achieve this condition one has worked so far only with so small Dump heights, as they are common with ordinary grate furnaces (10 to 20 cm) are. With an appropriate dimensioning of the blown amount of wind it becomes the Prevents the formation of carbon monoxide as much as possible

. und so eine vollkommene Oxydation der Metalldämpfe ermöglicht.. and thus enables complete oxidation of the metal vapors.

Die Notwendigkeit der Verwendung dünner Verblasegutschichten hat jedoch zur Folge, daß die Leistung eines Ofens nur sehr gering sein kann. Der Wind darf nur mit geringem Überdruck, 5 bis 10 cm Wassersäule, eingeblasen werden, weil bei höherer Pressung das Verblasegut mit dem Windstrom fortgerissen wird. Infolgedessen findet nur ein langsames Verglühen des Brennstoffes und eine träge Reduktion des Metalles statt. Die Dauer der Verblasearbeit ist eine unverhältnismäßig lange und der Brennstoffaufwand sehr groß, das Ausbringen infolge reicher Rückstände gering.However, the need to use thin layers of blown material has the consequence that the output of a furnace can only be very low. The wind is only allowed to be low Overpressure, 5 to 10 cm water column, can be blown in, because with higher pressure the Faded material is torn away with the wind power. As a result, only finds a slow one Burning up of the fuel and a slow reduction of the metal take place. The duration of the Blowing work is a disproportionately long and the fuel expenditure is very large, the discharge low due to rich residues.

Infolge dieser Nachteile konnte das bisherige Verfahren nur selten mit wirtschaftlichem Erfolge angewendet werden. Seine Anwendung ist insbesondere dann unmöglich, wenn es sich um die Verarbeitung von Erzen und Abfallerzeugnissen mit geringem Metallgehalt, wie Schlämme, Muffelrückstände u. dgl., handelt.As a result of these disadvantages, the previous method was rarely able to achieve economic success be applied. Its application is especially impossible when it is processing of ores and waste products with low metal content, such as Sludge, muffle residues and the like.

Die Entzinkung derartiger Erzeugnisse durch Verblasen kann nur dann gewinnbringend sein, wenn möglichst große Mengen des Gutes in einem Arbeitsgange verblasen werden können, wenn die Verblasezeit möglichst kurz bemessen werden kann und wenn ein fast vollständig zinkfreier Verblaserückstand erhalten wird, d. h. wenn das Ausbringen an Zink möglichst hoch ist. Diese Bedingungen werden durch das den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Verfahren in vollkommener Weise erfüllt. The dezincification of such products by blowing can only be profitable if if the largest possible quantities of the goods can be blown in one operation, if the blowing time can be kept as short as possible and if it is almost complete zinc-free fume residue is obtained, d. H. if the application of zinc is possible is high. These conditions become the subject matter of the present invention forming processes fulfilled in a perfect way.

Gemäß vorliegender Erfindung, welche sich als eine besondere Ausführungsform des bekannten Verblaseverfahrens darstellt, wird das According to the present invention, which presents itself as a special embodiment of the known blowing method, this is

Verblasegut in Schichten bis zu I¹Z₂ m Höhe aufgeschüttet. Bei Verwendung so großer Beschüttungshöhen wäre es nun nicht möglich, ein genügendes Ausbringen an den zu gewinnenden Stoffen aus der Beschickung zu erzielen, wenn man die Windpressung nur etwa so bemessen wollte, daß die zur Verbrennung erforderliche Windmenge den Widerstand der Beschickungssäule gerade überwindet, wie dies bei der bisherigen Arbeitsweise mit niedrigen Schütthöhen der Fall ist. Bei Verwendung einer so niedrigen Windpressung wird nämlich die Verbrennung nur allmählich von unten herauf bis an die Oberfläche fortschreiten, wobei die Entwicklung der Metalloxyddämpfe zuerst in den unteren Schichten stattfindet. Bei ihrem Aufsteigen durch die Beschickungssäule kondensieren sich die in den unteren Schichten entwickeltem Dämpfe in den oberen kühler bleibenden und als Filter wirkenden Schichten und werden darin festgehalten. Die oberen Schichten der Beschickung reichern sich infolgedessen an dem zu gewinnenden Metall derart an, daß der darin enthaltene Brennstoff nicht mehr hinreicht, um alles Oxyd zu reduzieren und zu verflüchtigen. Es gelingt dann nicht mehr, selbst bei sehr langer Dauer der Verblasezeit, die in den oberen Schichten kondensierten Metalle auszutreiben. Man erhält daher an der Oberfläche der Beschickung eine mehr oder weniger dicke Schicht, deren Gehalt an den zu gewinnenden Stoffen bei Beendigung der Verblasearbeit ein außerordentlich hoher ist. Das Gesamtausbringen aus der Beschickung bleibt daher so gering, daß der Betrieb selbst bei Verwendung hochhaltiger Erze völlig unlohnend würde.Blown material heaped up in layers up to a height of ^{I 1} Z _{2 m.} With the use of such high dumping heights, it would not be possible to achieve a sufficient output of the substances to be extracted from the feed if the wind pressure was only to be measured in such a way that the amount of wind required for combustion just overcomes the resistance of the feed column, as in this case is the case with the previous method of working with low dump heights. If such a low wind pressure is used, the combustion will progress only gradually from the bottom up to the surface, the development of the metal oxide vapors taking place first in the lower layers. As they rise through the feed column, the vapors developed in the lower layers condense and are trapped in the upper layers, which remain cooler and act as filters. As a result, the upper layers of the charge accumulate in the metal to be extracted in such a way that the fuel contained therein is no longer sufficient to reduce and volatilize all the oxide. It is then no longer possible to drive out the metals condensed in the upper layers, even if the blowing time is very long. A more or less thick layer is therefore obtained on the surface of the charge, the content of which in the substances to be recovered is extremely high on completion of the blowing work. The total output from the feed therefore remains so low that the operation would be completely unprofitable even if high-grade ores were used.

Der Erfinder hat nun erkannt, daß dieser Übelstand vermieden wird, wenn man den Verblasebetrieb so leitet, daß die Entwicklung der Metalldämpfe auf der ganzen Höhe der Beschickung fast gleichzeitig beginnt und während der gesamten Entwicklungsperiode möglichst gleichmäßig in der ganzen Masse des Verblasegutes stattfindet. Zu diesem Zwecke wird gemäß der Erfindung nach dem Anheizen die Windpressung auf eine solche Höhe gebracht, daß die zur Reduktion erforderliche Temperatur in möglichst kurzer Zeit und möglichst gleichzeitig in der ganzen Beschickungssäule erreicht wird. In diesem Zustande wird die Beschickung so lange erhalten, bis die zu gewinnenden Stoffe aus allen Teilen . der Beschickung vollständig ausgetrieben und der Rückstand hinreichend von denselben befreit ist. Dadurch, daß während der ganzen Dauer des Verblasens gleichmäßig auf der ganzen Höhe der Beschickung eine Temperatur herrscht," bei welcher die zu gewinnenden metallischen Stoffe reduziert und verflüchtigt werden, wird die schädliche Kondensation der in den unteren Schichten entwickelten Metalldämpfe in den oberen Schichten verhindert. Die Entwicklung und das Austreiben der Metalldämpfe findet gleichmäßig in der ganzen Masse der Beschickung statt, und der nach Beendigung des Verblasens verbleibende Rückstand ist sowohl in den unteren als auch in den oberen Schichten fast vollständig von den zu gewinnenden Metallen befreit.The inventor has now recognized that this drawback is avoided if the Blowing operation so that the development of metal fumes at the entire height of the charge begins almost simultaneously and if possible during the entire development period takes place evenly in the whole mass of the material to be blown. For this purpose, according to the invention after heating brought the wind pressure to such a level that the temperature required for the reduction in the shortest possible time and as simultaneously as possible is achieved in the whole feed column. In this state the loading until the substances to be obtained are obtained from all parts. the loading completely driven out and the residue is sufficiently freed from the same. By that during a temperature uniformly over the entire height of the load for the entire duration of the blowing prevails, "in which the metallic substances to be extracted are reduced and volatilized the harmful condensation of the metal vapors developed in the lower layers prevented in the upper layers. The development and expulsion of metal fumes takes place evenly in the whole mass of the loading, and that after completion The residue remaining from the fading is in both the lower and the upper Layers almost completely freed from the metals to be mined.

Ein weiterer Vorteil dieser Arbeitsweise besteht darin, daß die entweichenden Zinkoxyddämpfe, da ihre Entwicklung auf einen kurzen Zeitraum zusammengedrängt wird, außerordentlich dicht sind, daher leicht und vollständig kondensiert werden können und ein Zinkoxyd von bester Qualität ergeben.Another advantage of this way of working is that the escaping zinc oxide vapors, since their development is condensed into a short period of time, extraordinary are dense, therefore can be easily and completely condensed and a zinc oxide of best quality.

Das Verblasen wird zweckmäßig in einem kippbaren Behälter (Konverter) vorgenommen. Ein derartiger, zweckmäßig aus Gußeisen bestehender und sich nach unten hin verjüngender Behälter ist an seinem unteren Teile mit einem Siebboden versehen, unterhalb dessen der Einlaß für den Gebläsewind vorgesehen ist.The blowing is expediently carried out in a tiltable container (converter). One such, suitably made of cast iron and tapering towards the bottom The container is provided at its lower part with a sieve bottom, below which the inlet is provided for the blower wind.

Auf das Sieb wird zu Beginn der Verblase-. arbeit glühender Brennstoff gebracht und der Wind angelassen. Daraus wird der Behälter mit dem Verblasegut angefüllt und zunächst mit mäßigem Winddruck geblasen. Hierbei werden in dem. Gut enthaltene Feuchtigkeit und flüchtige Gase ausgetrieben. Diese erste Periode ist für den Erfolg des Verfahrens insofern von einer gewissen Bedeutung, als durch die entweichenden Dämpfe das Gut aufgelockert und porös gemacht und vorgewärmt wird, so daß es leichter gelingt, in der nachfolgenden Periode die Reduktionstemperatur auf der ganzen Höhe der Beschickung zu erreichen. Es ist daher zweckmäßig, das Gut mit einem gewissen Feuchtigkeitsgehalt in den Behälter einzubringen.On the sieve is at the beginning of the blowing. work brought glowing fuel and the Wind left on. The container is then filled with the material to be blown and initially blown with moderate wind pressure. Here are in the. Well contained moisture and expelled volatile gases. This first period is important for the success of the procedure of a certain importance as loosened up by the escaping vapors and is made porous and preheated so that it is easier to succeed in the subsequent Period to reach the reduction temperature at the full height of the feed. It is therefore advisable to put the material in the container with a certain moisture content bring in.

Nachdem das Gut hinreichend vorgewärmt und winddurchlässig geworden ist, gelingt es durch wesentliche Verstärkung des Winddruckes (bis zu 150 cm Wassersäule) in kurzer Zeit die Beschickung in ihrer ganzen Masse auf die zur Reduktion und Verflüchtigung des Zinks erforderliche Temperatur zu bringen. Ein plötzliches Aufflammen und eine dichte Rauchentwicklung lassen erkennen, daß die erstrebte »thermische Massen wirkung« eingetreten ist und daß die Reduktion und Verflüchtigung des Zinks durch die ganze Masse der Beschickung hindurch begonnen hat. Unter fortgesetztem Einblasen der Preßluft wird der Betrieb nunmehr so lange fortgesetzt, bis 115. praktisch alles Zink ausgetrieben ist.After the material has been sufficiently preheated and has become wind-permeable, it succeeds by significantly increasing the wind pressure (up to 150 cm water column) in a short time Time the charge in its entirety to reduce and volatilize the Bring zinc to the required temperature. A sudden flare-up and a dense one The development of smoke shows that the desired "thermal mass effect" has occurred and that the reduction and volatilization of the zinc through the whole mass charging has started through. With continued blowing in of the compressed air, the Operation continued until 115th practically all of the zinc was expelled.

Von einer gewissen Beschüttungshöhe ab ist. es wegen des Widerstandes, den die Beschickung dem Durchtritt des Gasstromes entgegensetzt, schwierig, durch die Druckluft allein die erstrebte Wirkung — Erzielung der zur Reduktion und Verflüchtigung des ZinksFrom a certain dumping height. it because of the resistance that the charging opposed to the passage of the gas flow, difficult, through the compressed air only the desired effect - achievement of the reduction and volatilization of the zinc

erforderlichen Temperatur in kürzester Zeit und gleichzeitig durch die ganze Masse der Beschickung hindurch — so vollkommen, wie erwünscht zu erreichen. Um diese Schwierigkeit zu verringern, wird daher gemäß vorliegender Erfindung oberhalb der Beschickung mittels eines Exhaustors o. dgl. eine Saugwirkung hervorgerufen. Hierdurch findet eine Entlastung des Druckluftstromes statt, so daß die eingeblasene Luft und die erzeugten Verbrennungsgase leichter und schneller bis an die Oberfläche der Beschickung vordringen können. Auf diese Weise wird es ermöglicht, das Eintreten der »thermischen Massen wirkung« zu beschleunigen und einen günstigen Verlauf der Verblasearbeit noch bei höherer Schüttung zu erzielen, als bei alleiniger Verwendung eines Druckgebläses.required temperature in the shortest possible time and at the same time through the whole mass of the Loading through - as complete as desired to be achieved. To this difficulty to reduce, is therefore according to the present invention above the loading means an exhaustor o. The like. Caused a suction effect. This is a relief of the compressed air flow instead, so that the blown air and the combustion gases produced reach the surface more easily and quickly the loading can advance. In this way it is made possible for entry the "thermal mass effect" to accelerate and a favorable course of the Blowing work can still be achieved with a higher bulk than when using one alone Pressure blower.

Es sei bemerkt, daß es schon bekannt ist, beim Verschmelzen von zinkischen Erzen in Schachtöfen in die Gasleitung einen Exhaustor einzuschalten. Man verfolgte hiermit den Zweck, die Bildung von Zinkschwammansätzen in den kühlen Räumen, oberhalb der Beschickungssäule und die dadurch bedingte Verstopfung des Ofens durch, eine Beschleunigung der Abführung der Zinkdämpfe zu verhüten. Der Zweck des Exhaustors bei vorliegendem Verfahren ist hiervon wesentlich verschieden. Es handelt sich bei vorliegendem Verfahren nicht darum, die Bildung von Zinkschwammansätzen zu verhüten. Denn die Bildung derartiger Ansätze ist auch ohne Anwendung des Exhaustors nicht zu befürchten, da infolge der speziellen Arbeitsweise, die den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet, die Temperatur auch an der Gicht eine derart hohe ist, daß eine Kondensation der entweichenden Dämpfe dort nicht stattfinden kann. Der Zweck des Exhaustors besteht bei vorliegender Erfindung lediglich darin, oberhalb der Beschickungssäule einen Unterdruck hervorzurufen und dadurch eine schnellere Verteilung . der eingeblasenen Luft durch die ganze Masse der Beschickung hindurch, infolgedessen ein schnelleres Ein-. treten der erstrebten thermischen Massenwirkung, zu erzielen.It should be noted that it is already known in the melting of zinc ores in Shaft furnaces turn on an exhaustor in the gas line. The aim here was the formation of zinc sponge deposits in the cool rooms above the charging column and the resulting clogging of the furnace by accelerating the discharge to prevent zinc fumes. The purpose of the exhaustor in the present method is significantly different from this. It The present process is not concerned with the formation of zinc sponge deposits to prevent. Because the formation of such approaches is also possible without the use of the exhaustor not to be feared because of the special procedure which forms the subject of the present invention, the temperature also in the gout it is so high that condensation of the escaping vapors there cannot take place. The purpose of the exhaustor is in the present invention only in creating a negative pressure above the charging column and thereby faster distribution. of the blown air through the whole mass of the feed through it, resulting in a faster entry. occur the desired thermal mass effect, to achieve.

Gegen Ende der Verblasearbeit tritt gewöhnlich eine Sinterung des Verblasegutes ein.Towards the end of the blowing process, the material to be blown is usually sintered.

In vielen Fällen ist das Gut beim Eintritt der Sinterung schon genügend entzinkt, so daß man nunmehr den Wind abstellen kann.In many cases the material is already sufficiently dezincified when sintering occurs, so that one can now turn off the wind.

Beim Verblasen von Erzen, welche eine leichtschmelzige Schlacke bilden, tritt jedoch die Sinterung häufig schon, ein, bevor der Rückstand genügend arm an Zink ist. Die Sinterung setzt aber dem ungehinderten Durchtritt des Windes und dem Austritt der entwickelten Dämpfe ein Ziel. Um. nun bei solchen leicht sinternden Erzen dennoch eine vollständige Entzinkung zu erzielen, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der Verblasebetrieb, sobald die Sinterung beginnt, plötzlich derart beschleunigt, daß der gesamte Inhalt des Konverters in flüssigen Zustand übergeführt wird. Durch das flüssige Bad wird dann noch kürze Zeit hindurchgeblasen, um alles im Augenblick der Schmelzung reduzierte Zink noch auszutreiben.However, when ore is blown, which forms an easily melted slag, occurs sintering often begins before the residue is sufficiently low in zinc. The sintering but relies on the unhindered passage of the wind and the exit of the developed Steam a target. Around. now with such easily sintering ores a complete one To achieve dezincification, according to one embodiment of the present invention, the Blowing operation, as soon as the sintering begins, suddenly accelerated so that the entire Content of the converter is converted into a liquid state. The liquid bath will then blown through for a short time to reduce everything at the moment of melting Zinc still drive out.

Nach Beendigung der Verblasearbeit wird der Verblasebehälter ,durch Kippen entleert. Falls die Schlacke, die, soweit das vorliegende Verfahren in Betracht kommt, als Abfallerzeugnis zu betrachten ist;' bei der erzielten Verblasetemperatur nichtflüchtige Metalle in hinreichender Menge, wie z. B. Kupfer oder Eisen enthält, so kann dieselbe natürlich auch sonstwie, ζ. B. im Schachtofen, auf diese Metalle verarbeitet werden.After finishing the blowing work, the blowing container is emptied by tilting it. If the slag, which, insofar as the present process comes into consideration, is a waste product is to be considered; ' non-volatile metals in sufficient amount, such as B. contains copper or iron, the same can of course also otherwise, ζ. B. in the shaft furnace, are processed on these metals.

Das Verfahren ist in seiner Anwendung nicht auf rein oxydische Zinkerze und Hüttenerzeugnisse beschränkt, es läßt sich vielmehr danach auch schwefelhaltiges Gut mit Vorteil verblasen. Wenn schwefelreiche Erze zur Verarbeitung gelangen, aus denen man Zinkoxyd gewinnen will, so setzt man dem Verblasegut zweckmäßig so viel Kalk, Dolomit oder Kalkstein in feiner Form zu, daß alles Schwefeldioxyd an diese stärkeren Basen (Ca O und MgO) unter gleichzeitiger Oxydation zu SuI-faten gebunden wird. Wird dagegen Zinksulfat (Zn S O_i) als Enderzeugnis gewünscht, so führt man hinter der Verblasevorrichtung in die Gasleitung Wasser in Staubform ein, wobei die schweflige Säure mit dem Zinkoxyd in Zinksulfat übergeführt wird.The method is not limited in its application to purely oxidic zinc ores and metallurgical products, it can also be used to blow sulfur-containing material with advantage. If sulfur-rich ores are processed, from which zinc oxide is to be obtained, it is advisable to add so much lime, dolomite or limestone in fine form to the blown material that all the sulfur dioxide on these stronger bases ( CaO and MgO) with simultaneous oxidation to suI -faten is bound. If, on the other hand, zinc sulphate (Zn SO _i ) is desired as the end product, water in the form of dust is introduced into the gas line downstream of the blowing device, the sulphurous acid being converted into zinc sulphate with the zinc oxide.

Die Vermischung des Verblasegutes mit den genannten Erdalkaliverbindungen hat bei Erzen, deren Gangart eine zu leichtflüssige Schlacke bildet,, gleichzeitig für den ersten Teil des Prozesses die Wirkung, die Beschickung etwas anzusteifen.The mixing of the blown material with the mentioned alkaline earth compounds has to do with ores, whose gait forms a slag that is too easily flowing, at the same time for the first part of the Process has the effect of stiffening the load somewhat.

Handelt es sich um die Verarbeitung sehr staubigen Gutes, so empfiehlt sich die Vermengung' des Erz - Kohle - Gemisches mit fein gemahlenem Kalk oder Dolomit oder anderen geeigneten Bindemitteln auch zum Zwecke des Anbatzens zu Klumpen oder Stücken von beliebiger Form.If it is a matter of processing very dusty goods, we recommend mixing ' of the ore - coal mixture with finely ground lime or dolomite or other suitable binders also for the purpose of Attachments to lumps or pieces of any shape.

Claims

Patent Claims:

i. Process for vitrifying zinc ores mixed with fuel and Metallurgical products for the purpose of expelling the volatile metallic substances contained therein Substances, especially zinc, and their extraction in the form of pyydian compounds, characterized in that when using the highest possible charging column (up to 150 cm high) the blown material (ore-fuel mixture)

Wind current of such high pressure passed through it from below is exposed that the charge in the shortest possible time through its entire mass is brought to glow as evenly as possible and that required for the reduction and volatilization of the zinc Temperature reached, after which this state is maintained until the Volatilization of the zinc has ended.

2. Embodiment of the method according to claim i, characterized in that achieving uniform glow

the charging by creating a negative pressure in the gas line 'above the charging column is favored.

3. Embodiment of the method according to claim 1 and 2, characterized in that the blowing operation following the main development period is accelerated so that the charge melts, wherein the wind with increased pressure for a short time through the melted charge is passed through to all zinc reduced at the moment of melting to drive out.