DE2242351A1

DE2242351A1 - Verfahren zur entfernung von blei und zink aus huettenstaeuben der eisenindustrie

Info

Publication number: DE2242351A1
Application number: DE2242351A
Authority: DE
Inventors: Walter Koch; Hartmut Dipl Ing Dr Pietsch; Wolfang Tuerke; Fritz Dipl Ing Dr Woehler; Ottmar Zuegel
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1972-08-29
Filing date: 1972-08-29
Publication date: 1974-03-21

Description

Verfahren zur Entfernung von Blei und Zirik aus Hüttenstäuben der Eisenindustrie Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Blei und Zink aus Hüttenstäuben der Eisenindustrie.
Aus den Abgasen von Hochöfen wird im allgemeinen zunächst IM einer Trockenentstaubung - Zyklon und Elektrofilter - der größte Anteil des Feststoffgehaltes abgeschieden. In diesen Stäuben sind gewisse Mengen an Zink und Blei enthalten, die jedoch im allgemeinen nicht so hoch sind, so daß diese Stäube dem Hochofen über die Sinteranlage wieder zugeführt werden können. Irn Anschluß an die Trockenentstaubung erfolgt im allgemeinen eine Naßreinigung in Wäschern und Naß-Elektrofiltern. Die dabei anfallenden Schlämme sind wesentlich reicher an Zink und Blei als die Trockenstäube und können deshalb nicht in den Kreislauf zurückgeführt werden.
Vielerorts werden sie nach einer Eindickung oder Filtrierung in geeigneter Weise deponiert Weil jedoch gewisse Anteile des Zinks in wasserlöslicher Form vorliegen oder durch Verwitterung wasserlöslich werden können, stellen sie eine Quelle für die Umweltverschmutzung dar.
Dasselbe gilt auch für andere Stäube, die an verschiedenen Stellen in Hüttenwerken anfallen, so z.B. in Stahlwerken, in der Sinteranlage> im Walzwerk usw.
Die Ablagerung des Naß-Schlammes stellt also den einzigen Auslaß für den Zilikw und Bleigehalt dar, der durch Erze oder Schrott in den Kreislauf der Hüttenwerke eingeführt wird.
Eine Verarbeitung der Stäube in einer Zinkhütte ist nur dann rentabel, wenn der Zink- und Bleigehalt gewisse Mindestkonzentrationen nicht unterschreitet, um die Transuort- und Verarbeitungskosten zu tragen.
Die Stäube sind in ihrer Analyse nach weder rein oxydische noch rein sulfidische Zink- und Bleierze und können Zink und Blei in metallischer Form enthalten. Außerdem schwankt ihre Zusammensetzung stark.
In der NE-Metallurgie ist es bekannt, nicht-sulfidische Zinkerze mit schwefelsauren Lösungen zu laugen und so den Zinkgehalt zu lösen (Winnacker, Küchler: "Chemische Technologien, 1961, Band 5, Seite 334).
Aus derselben Literaturstelle ist es bekannt, bleihaltige Laugerückstände von der Zinkerzlaugung und Kiesabbrände mit heißer Salzsäure zu laugen und dadurch das Blei in Lösung zu bringen (Seite 333/334). Weiterhin ist es bekannt, daß wässrige Amonazetatlösungen Bleisulfat lösen und Bleisulfid in geringem Maße, und daß Essig- und Zitronensäure ein gewisses Lösungsvermögen für Bleisulfid besitzen (V. Tafel, Lehrbuch der Metailhüttenkunde", 1953, Band II, Seite 25). Versuche mit Hüttenstäuben ergaben jedoc, dan nur eine Extraktion bis zu 12 % des Metallgehaltes erfolg+e.
Aus "Engineering and Mining Journal", Vol. 154, No. 9, Seiten 84 - 90 ist es bekannt, daß niedrigprozentige Zn-Erze mit Ammoniak und Ammonkarbonat gelaugt erden können.
Weiterhin ist es aus V. Tafel, Seite 18 bekannt, daß die Löslichkeit von PLO in Ammoniumhydroxyd und ammoniakalischen Ammonkarbonatlösungen selir gering und dadurch eine Trennung von ZnO möglich ist.
Eine Behandlung mit Salpetersäure ergibt zwar eine gute Ausbeute, jedoch ist die Regenerierung sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus komplexen Stäuben der Eisenhüttenindustrie Zink und Blei mit wirtschaftlichem Aufwand weitgehend zu entfernen, wobei die Nachteile der bekannten Möglichkeiten vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß durch Laugung mit ammoniakalischer Ammonkarbonat-Lösung der Zinkgehalt weitgehend entfernt und anschließend durch Laugung mit essigsaurer Lösung unter Begasung mit sauerstoffhaltigen Gasen der Bleigehalt und ein Teil des restlichen Zinkgehaltes weitgehend entfernt wird.
Es wurde überraschend gefunden, daß nur mit der erfindungsgemäßen Kombination der beiden Laugungsschritte unter w Verwendung von Essigsäure in der zeiten Stufe eine gute Lösung des Metallgehaltes unter tragbarem Aufwand möglich ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin daß bei der Laugung mit ammoniakalischer Ammonkarbonat-Lösung eine Konzentration von 60 - 100 g NH3/l und 40 - 80 g C02/l eingehalten wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die Laugung mit ammoniakalischer Ammonkarbonat«-Lösung bei einer Temperatur von 40 - 60 °C erfolgte Die Laugung ist zwar auch kalt möglich, jedoch wird in diesem Temperaturbereich die Auflösung beschleunigt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß bei der Laugung mit essigsaurer Lösung die Konzentration an Essigsäure 50 - 150 g/l beträgt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die Langung mit der essigsauren Lösung bei inner Temperatur von 40 - 95 °C erfolgt. Die Laugung kann zwar auch kalt erfolgen, jedoch wird in diesem Temperaturbereich die Auflösung beschleunigt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß das Fest-Flüssig-Verhältnisbei den Laugungen 1 : 3 bis 1 : beträgt. In diesem Bereich werden gute Auflösungen erzielt.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß aus der Lösung, die aus der essigsauren Laugung im Anschluß an die Ab-trennung der Feststoffe verbleibt, die Essigsäure durch feste Ionenaustauscher oder durch Solventextraktion mindestens auf den Gehalt regeneriert wird, der für die Laugung erforderlich ist. Dadurch wird eine wirtschaftliche Rückgewinnung der teuren Essigsäure und damit eine Verbilligung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.
Die Erfindung wird an Hand von Ausfiihrungsbeispielen näher erläutert.
Es wurde ein Flugstaub folgender Zusammensetzung verwendet: 7,8 Gew.% Zn 4,0 " " " Pb 0,5 " " K20 10,3 " " CO2 17,6 " " CaO 20,5 " " Fetotal 16,2 " " Fe-II 13,2 " " C (Ruß bzw. Koks) Ausführungsbeispiel 1: Es wurden 125 g Flugstaub bei 40 OC eine Stunde lang in 500 cm3 ammoniakalischer Ammonkarbonat-Lösung mit 80 g/l NH3 und 45 g/l CO2 gelaugt.
Dabei wurden 79 Gew.% des Zn-Inhaltes in Lösung gebracht, während kein Pb in Lösung ging.
50 g des Rückstandes wurden in 200 cm3 essigsaurer Lösung mit 150 g/l Essigsäure bei 80 0C eine Stunde lang unter Begasung mit Luft gelaugt.
Dabei wurden 83 Gew.% des Pb-Inhaltes und weitere 15,6 Gew.% des ursprünglichen Zn-Inhaltes in Lösung gebracht, so daß in beiden Stufen zusammen 96,5 Gew.% des Zn-Inhaltes in Lösung gebracht wurden.
Ausführungsbeispiel 2: Es wurden 125 g Flugstaub bei 80 °C eine Stunde lang in 500 cm3 essigsaurer Lösung mit 150 g/l Essigsäure unter Begasung mit Luft gelaugt.
Dabei wurden 69 Gew. des Zn-Inhaltes und 45 Gew.% des Pb-Inhaltes in Lösung gebracht.
Das Ausbringen ist ohne die erfindungsgemäße Kombination trotz Verwendung von mehr Essigsäure wesentlich geringer.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Hüttenstäube so weitgehend von Blei und Zink befreit werden können, daß der Rückstand ohne weiteres wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden kann. Dadurch wird eine Umweltverschmutzung vermieden, gleichzeitig der in den Rückständen enthaltene Eisengehalt zurückgewonnen und der im Rückstand enthal-rene Wärmeinhalt in Form von Kohlenstoff für den Prozeß nutzbar gemacht. Der Metallinhalt der in beiden Laugungsstufen erzeugten Lösungen kann in bekannter Weise ausgefällt bzw.
weiterverarbeitet werden.
Patentansprüche

Claims

P a t e n t a n s p r ü c ti e 1. Verfahren zur Entfernung von Blei und Zink aus Hüttenstäuben der Eisenindustrie, dadurch gekennzeichnet, d durch Laugung mit ammoniakalischer Ammonkarbonat-Lösung der Zinkgehalt weitgehend entfernt und anschließend durch Laugung mit essigsaurer Lösung unter Begasung r,it sauerstoffhaltigen Gasen der Bleirehal-t und cln Teil des restlichen Zinkgehaltes weitgehend entfernt wird.
2. Verwahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Laugung mit ammoniakalischer Ammonkarbonat-Lösung eine Konzentration von 60 - 100 g NH3/l und 40 - 80 g C02/l eingehalten wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laugung mit ammcniakalischer Ammonkarbonat-Lösung bei einer Temperatur von 40 - 60 CC erfolgt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Laugung mit cssigsaurer Lösung die Konzentration an Essigsäure 50 - 150 g/l beträgt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laugung mit der essigsauren Lösung bei einer Temperatur von 40 - 95 °C erfolgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fest-Flüssig-Verhältnis bei den Laugungen 1 : 3 bis 1 : 5 beträgt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Lösung, die aus der essigsauren Laugung im Anschluß an die Abtrennung der Feststoffe verbleibt, die Essigsäure durch feste Ionenaustauscher oder durch Solventextraktion mindestens auf den Gehalt regeneriert wird, der für die Laugung erforderlich ist.