DE2303902A1 - Verfahren zur verarbeitung von zinnund wismuthaltigen materialien - Google Patents

Verfahren zur verarbeitung von zinnund wismuthaltigen materialien

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Description

Institut "Gipronikel"' P 48 290/2
Leningrad/UdSSR, 26. Januar 197.
Nevskij pr. 30 BK/Kk
VERFAHREN ZUR VERARBEITUNG VON ZINN- UND WISMUTHALTIGEN MATERIALIEN
die/
Die Erfindung bezieht sich auf Buntmetallurgie, insbesondere auf thermometallurgisch.es Ausbringen von Zinn, Wismut
Metalle und entsprechender Buntmetalle wie Blei, Zink und andere aus armen sulfidischen Konzentraten, Halbprodukten der Aufbereitung von Buntmetallerzen, Schlacken, Steinen und anderen Materialien.
Es ist ein Verfahren zur Verarbeitung von zinn- und wismuthaltigen Materialien (Schlacken, Ferrosilizium, Quarz—
ab gangen) bekannt, welches darin besteht, daß man in den ofen/
Verblase- eine Portion des vorher gerösteten und geschmolzenen Ausgangsmaterials einfüllt. Außerden bringt man in
zu/
den Ofen bis 50% festes Ausgangsmaterial in Portionen jeweils von nicht mehr als 10% (die Berechnung wird auf das Gewicht der in dem Ofen befindlichen Schmelze bezogen) ein. Nach dem Einschmelzen der festen Komponente und der Überhitzung der Schmelze wird die Sublimation des Zinns und
3QStU *; / 102Ö
der anderen Begleitbuntmetalle durch Durchblasen der Schmel-
eines/ ze mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch unter Zugabe festen Desoxydationsmittels, von Kohle, " Koks, . SuIfidiermittels und Pyrit durchgeführt. Der Gehalt des Bren-
st off-Luft-Gemisches an Luft während des Schmelzens und des Durchblasens übersteige* im allgemeinen um das 1,7-fache den theoretisch notwendigen Luftverbrauch, wobei zum Schluß des Verarbeitungszyklus, während des Ausgarens, der Koeffizient des Luftverbrauches unterhalb 0,9 gehalten wird.
Die Dauer des gesamten Zyklus des Schmelzens, Durchblasens und Ausgarens der Schlacke bis zur Erzielung von Krätzschlacke beträgt im allgemeinen 2 bis 3 Stunden. Nach, dem Abstich der Krätzschlacke aus dem Ofen wird der technologische Zykiis der Verarbeitung des Ausgangsmaterials periodisch wiederholt.
Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist die praktische Unmöglichkeit,, dieses für die Verarbeitung sulfidischer zinn-und wismuthaltiger Materialien ohne vorhergehendes Rösten und Schmelzen derselben anzuwenden. Dies ist darauf zurückzufuhren, daß bei dem bekannten Verfahren die Schmelze mit einer Brennst off-Luft-Fackel bei einem Koeffizienten des Luft>^verbrauches von über 1,7 periodisch durchgeblasen wird, wobei die sulfidische Schmelze bis zur
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Erzielung von Schwefelspuren in derselben und bis zu einem. Gehalt der Schlacke an Magnetit von über 10% überoxydiert wird.
Beim Beschicken der __ Schmelze mit dem genannten
mit/
Magnet it gehalt der nächsten Portion der festen Komponente der zu verarbeitenden sulfidischen Materialien kommt es zum Aufschäumen der Schmelze, der Prozeß wird gestört, das Abdestillieren des Zinns, Wismuts und der anderen Metalle unterbrochen. Beim Durchblasen der Schmelze bei einem Koeffizienten des Xiuftverbrauches von weniger als 0,9 (Periode der Desoxydation und des Ausgarens) nach dem bekannten Verfahren kommt es zu einer Ansammlung von Metallsulfiden im Ofen unter Bildung von Steinbodenphase, was zu einer Zerstörung der wassergekühlten caissonierten Elemente
ofens/
des Verblase- und zur Betriebsstörung führen kann. Zu gleichen Folgen kann auch die gleichzeitige Beschickung größerer Portionen der festen Komponente des zu verarbeitenden sulfidischen Materials, d. h· von Portionen über 10% Gewv^zum Gewicht der im Ofen befindlichen Schmelze führen·
Somit ist das bekannte Verfahren, abgesehen von den genannten Nachteilen, recht langwierig, kostenintensiv und macht es nicht möglich, aus dem Ausgangsmaterial die wertvolle Komponente vollständig auszubringen.
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Der _ Erfindung ließt die Aufgabe zugrunde,
den Prozeß der Verarbeitung von zinn- und wismuthaltigen Materialien derart durchzuführen, daß die Bildung der Bodenphase der Sulfide im Ofen und die Bildung von mehr
a
als 10% Mgnetit in der Schlackenschmelze verhindert werden, wodurch es möglich wird, als Ausgangsrohstoff arme sulfidische Konzentrate und Mittelprodukte der Erzaufbereitung unter Vereinfachung und Verbilligung des technologischen Zyklus ihrer Verarbeitung bei erhöhtem Ausbringen der wertvollen Komponente aus dem eingesetzten Ausgangsmaterial zu verwenden.
Verarbeitungvon J Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren"V^^ zinn- und
ch wismuthaltige^Materialien in einem Verblaseofen durch glei-.,.zeitiges Schmelzen des in den Ofen geförderten Ausgangmaterials und Durchblasen der Schmelze desselben mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß in jeder Minute nicht mehr als 10 Gew. % des festen Ausgangsmaterials, bezogen auf das Gewicht der in dem Ofen
wobei/
bedindlichen Schmelze,gefördert werden, die Beschickung des Ofens/
während einer Zeitdauer durchgeführt wird, die 40 bis 90%
der Dauer des technologischen Verarbeitungszyllus beträft und ein Brennstoff-Luft-Gemisch mit einem Koeffizienten ■ des Luftverbrauches von 1,7 bis 0,9 verwendet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren macht es möglich,
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einen schwefelreichen Rohstoff sowie einen Rohstoff zu verarbeiten, der früher nicht verarbeitet wurde, wobei die Technologie zur Verarbeitung nach dem erf indungsgemäßen Verfahren infolge des Ausschlusses des Röstvorganges und des vorhergehenden Einschmelzens des Einsatzgutes in einem besonderen Aggregat einfacher und billiger ist,Außerdem machte es das vorgeschlagene Verfahren mäglich, das Ausbringen aus dem Ausgangsrohstoff der wertvollen Komponente, des Zinns, Wismuts und der anderen wertvollen Begleitmetalle, zu erhöhen· So beträgt der Gehalt der Sublimate an Zinn nicht weniger als 50%·
V/eitere Ziele und Vorteile der _ Erfindung sind aus der folgenden _ detaillierten Beschreibung und den Ausführungsbeispielen ersichtlich.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verarbeitung von zinnhaltigen Materialien wird in einem Vorblaseofen durch gleichzeitiges Schmelzen des in den Ofen eingesetzten festen Ausgangsmaterials und Durchblasen der Schmelze desselben mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch in einem Aggregat durchgeführt.
Durch die Möglichkeit, bei der Verarbeitung des Ausgangsmaterials dieses in den Vorblaseofen in fester Form oK-
vorhergehendes Rösten und Einschmelzen zu beschicken, wird der Prozeß bedeutend einfacher und billiger..
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Das Wesen des Verfahrens besteht darin, daß man das feste Einsatzgut in den Ofen auf das Bad der Schlackenschmelze, die von dem vorhergehenden technologischen Zyklus zurückgeblieben ist, in einer Menge von 15 bis 35/0 zum Nennwert fördert. Die Beschickung des Ofens mit •Material erfolgt portionsweise oder kontinuierlich mit einer mittleren Intensität in der Minute von nicht mehr als 10 Gewichtsprozent der festen Komponente, bezo-.gen auf das Gewicht der in Ofen bebindlichen Schmelze, während einer Zeitdauer, die 40 bis 90% der Dauer des gesamten technologischen Zyklus ausmacht. Das Brennstoff-Luft-Gemisch (man verwendet als Brennstoff Masut, Staubkohle oder Heizgas) wird in die Schmelze bei einem Koeffizienten des Luftverbrauches in der Periode Schmelzen/Dur ebb lasen von 1,2 bis 1,7 und beim Ausgaren der Schlacke von 0.9 bis 1,0 eingeblasen. Der genaue Wert des Koeffizienten des Luftverbrauches wira in Abhängigkeit von dem Schwefelgehalt in der Schmelze gewählt.
So findet in der Periode des Schmelzens des Einsatzgutes bei genügend hohem Gehalt der Schmelze an Zinn (über 1 bis 1»5%) eine erfolgreiche Sublimation desselben bereits bei einem Schwefel/Zinn-Verhältnis im Bereich von 2 bis 4 : 1 statt, was einem Schwefelgehalt von 3 bis 6 Gewichtsprozent entspricht.
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Bei diesem Schwefelgehalt bleiben die Sulfide in der Schmelze in Form von Suspension und bilden keine selbständige Bodenphase, wodurch deren korrodierende Einwirkung auf die kastenförmige Oi'enkonstrukt ionen ausgeschlossen wird·
In dieser Periode des Schmelzens hält man den Koeffizienten des Luftverbrauches " <a" auf einem Stand bis 1,7 (nach dem Brennstoff) aufrecht. Eine Steigerung von η<Λ " über diese Grenze führt zur Senkung des Schwefelgehaltes, zur Bildung von Mgnetit, Steigerung der Viskosität der Schmelze und Unterbrechung der Zinnsublimation.
Die Anwesenheit größerer Magnetitmengen (über 10%) in der Schmelze führt ebenfalls zum Aufschäumen der Schmelze bei der nächsten Beschickung des Ofens mit Einsatzgut.
Nach ■ Maßgabe der Verarmung der Schmelze an Zinn senkt man den absoluten Schwefelgehalt in der Schmelze auf 1%, was jedoch einem Schwefel/Zinn-Verhältnis von 5 bis 6 j 1 ( 1 bis 3% Schwefel bei einem Zinngehalt von 0,5 bis 0,2%) entspricht. Bei dieser Schwefelmenge in der Schmelze übersteigt der Magnetitgehalt 10% nicht.
Die Veränderung des Schwefelgehaltes in der Schmelze erfolgt durch Regelung von " o{ " von 1,7 in der Periode des Schmelzens des Einsatzgutes und der intensiven Zinnsublimation bis 0,9 in der Periode des Weiterausbringens der Zinnrückstände aus der Schmelze.
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Die genannte Größe " (Λ " "bewirkt die Beibehaltung der erforderlichen Schwefelmenge in der Schmelze und verhindert das Wachstum der Magnetitmenge in der Schmelze nach der Maßgabe de.r Senkung des Schwefeigehaltes in derselben.
Außerdem regelt man den Schwefelgehalt in der Schmelze
durch die Veränderung der Zeitdauer der Beschickung des Ofens
Ausgangsmaterial.
Bei einem Schwefelgehalt von 10 bis 15% wird vorgeschlagen, das Schmelzen des Einsatzgutes während einer Zeitdauer durchzuführen, die 40% der Dauer des technologische1 Verarbeitungszyklus ausmacht, während bei einem Schwefelgehalt von 18 bis 25% die Zeitdauer der Schmelzperiode auf 90%, bezogen auf die Gesamtdauer des technologischen Zyklus, erhöht wird.
Die betrachteten Verarbeitungsbedingungen sind durch folgendes bedingt.
Im ersten · Falle macht es die verkürzte Periode des Schmelzens des Einsatzgutes bei oi ^ 1,7 möglich, unter Beibehaltung der spezifischen Gesamtleistung des Prozesses die notwendige Schwefelmenge für eine längere Periode der Nachverarbeitung der an Zinn reichen Schmelze bei einem niedrigeren H cn " zum Vermeiden der übermäßigen Magnetitbildung beizubehalten.
In dem zweiten Falle macht es der bedeutende Schwefel-
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—. Q _
Überschuß möglich, die Sublimation von Zinn beim Blasen bei gC <C 1,7 im Prozeß des Schmelzens des Einsatzgutes erfolgreich durchzuführen und am Ende der Beschickung des Einsatzgutes eine Schlacke zu erzielen, die nach dem Zinngehalt der Krätzschlacke nahesteht (0,1%).
Sine andere Maßnahme zur Regelung des Schwefelgehaltes in der Schmelze ist die Art der Beschickung des Ofens mit/
Einsatzgut. So wird bei einem hohen
Schwefelgehalt in dem Ausgangsrohstoff von 18 bis 25% eine minimale Beschickungsintensität angewandt. Man beschickt z.B. pro Minute 1 bis 2 Gewichtsprozent festes Material, bezogen auf das Gewicht der Schmelze im Ofen.
Bei einem Schwefelgehalt im Eohstoff von 10 bis 15% kann die Beschickungsintensität des festen Materials auf 3 bis (5 Gewichtsprozent feste Komponente, bezogen auf das Gewicht der zum Zeitpunkt der Beschickung im Ofen befindlichen Schmelze, pro Minute erhöht werden.
Hit diesen Parametern - - - - -^.^ $±e Bildung einer selbständigen Steinbodenphase ausgeschlossen und das Aufschäumen der Schmelze verhindert. Das Ausbringen z.B. von Zinn in die Sublimate mit einem Zinngehalt von über 50% erreicht nicht weniger als 90% unter Erzielung von Krätzschlacken, die 0.1% Zinn enthalten. Mit einem so hohen Grad werden in die Sublimate auch Begleitbuntmetalle wie Blei, Zink und andere ausgebracht.
des Ofens mit/
Bei der Beschickung Einsatzgut konstanter
chemischer Zusammensetzung bei der Zuführung des Brennstoff- -Luft-Gemisches ist es möglich, die Periode
der Nachverarbeitung der Schmelze auszuschließen und einen kontinuierlichen Prozeß«des ^Scfeiftslzens/Sublimierens von
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Zinn oder Wismut unter Erzielung von Krätzschlacken durchzuführen«
Zum Unterschied von . gekannten Verfahren kann
eines/ das erfindungsgemäße Verfahren ohne Zugabe festen Desoxydationsmittels durchgeführt werden.
Beispiel. Das erf indungsgemäße Verfahren wird wie folgt durchgeführt.
Als zinnhaltigen Ausgangsrohstoff verwendet man armes sulfidisches Konzentrat, welches- 3,4% Zinn, 22 bis 25% Schwefel, 22 bis 24% Eisen, 0,8% Arsen, 30% Kieselerde^ 0,7% Zink und 0,2% Blei enthält. Die Verarbeitung des armen Konzentrates wird in einem kastenförmigen Verblaseofen mit einer Herdfläche von etwa 4 m , der auf Luft-Mazut-Gemisch betrieben wird, durchgeführt. Die Zuführung des Konzentrates in den Ofen nimmt man nach dem jeweils erfolgten Abstich der Krätzschlacke aus dem Ofen bis zum Stand des oberen Schlackenstichloch.es vor (d.h. es blieb im Ofen etwa 1/3 der Schlacke von der vorhergehenden Schmelze mit einem Gewicht von 3 bis 4 t zurück) · Das Konzentrat bringt man in den Ofen unter Blasen auf die zurückgebliebene Schmelze durch das Beschickungs— loch mittels eines Telleraufgebers ein. Die Zufuhr des Konzentrates erfolgt ungefähr während einer Stunde gleichmäßig in kleinen Portionen jeweils mit einem Gewicht
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von 400 kg bis 2 t (nicht mehr). Insgesamt bringt man während einer Schmelze in den Ofen der genannten Abmessungen δ bis 10 t Konzentrat ein. Zur Senkung der Viskosität der Schmelze und Verbesserung der Bedienung der Formen "bringt man zusammen mit dem Konzentrat Kalk bis zur Erzielung eines Kalziumoxidgehaltes in der Schmelze von 10% ein. (Ss kann auch ohne Kalkzugabe durchgeführt werden)· Während der Beschickung und ungefähr während 30 Minuten nach beendeter Beschickung kommt es zum Einschmelzen des &onzem;rats, zur allmählichen Oxydation der Eisensulfide, zum Verschlacken der gebildeten Eisenoxide und zum Ab treiben des Zinns und anderer Metalle wie Blei, Zink u· a. m. Dabei erreicht der Verbrauch der in den Ofen eingeblasenen Luft die maximal
von/ -a
mögliche Menge 65ΟΟ bis 7500 nnr/Stt der MasUtverbrauch gegen 500 l/St, d. h· der Koeffizient des Luftverbrauches zum Verbrennen von Masut beträgt 1,3 bis 1,4. !fach dem Erreichen des dünnflüssigen Zustandes der Schmelze und der Oxydation der Hauptmasse der Sulfide wird das Ausgaren der Schlackenschmelze bis zum Erzielen eines Zinngehaltes
von 0,1% durchgeführt. Diese^. Vorgang dauert 30 Minuten und nimmt 25% der Gesamtdauer des Schmelzens in Anspruch. In dieser Periode erhöht man beim konstanten oben genannten Luftverbrauch den Masutverbrauch auf 650 l/st, was einem Koeffizienten des Luftverbrauches von 1
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entspricht.
Bei der Beendigung des Ausgarens, d.h.. bei der Senkung des Zinngehaltes in der Schmelze auf 0,1% und des Schv/efelgehaltes auf 3 "bis 1% werden 2/3 der Schmelze aus den Ofen durch, das obere Schlackenabstichloch entfernt und zur Halde geleitet, wonach der technologische Zyklus wiederholt wird. Die Überwachung des Prozesses der Oxydation der Sulfide und des Abtreibens von Zinn erfolgt durch Entnahme der Schlacke-npr ob en aus dem Ofen im Laufe des Schiaelzens und deren Expreßanalyse auf den Gehalt an Zinn, k%netit- und Sulfidfraktion.
Durch das Durchblasen der Schmelze erhält man 55 bis 60% Zinn enthaltende Sublimate, die dann in den Elektrofiltern aufgefangen werden und die das Endprodukt des Prozesses sind.
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Claims (1)

  1. Verfahre» aar Verarbeitung von sinn- und y/isnuthal-
    e τ igen iiaterialien in eines Yorbläseofen durch glichgeitit5es Schneisen des in dan Ofen geforderten Ausgang materials und Durchblasen der Scixselse demselben mit einem B Luft-Gemiscä, DiDIiHGH Ο3Σ31β<ΖΕΙ03ΗδΤ, daB in ce der Ei nicht mehr als 10 Gev/ichtsproaent des festen Ausgangssiaterials, bezo-.gen auf das Gewicht der iß Ofen befindlichen
    'werden/ des Cf ens/
    Schmelze, gefordert _ ,v/obei die .Beschießung während einer Zeitdauer durchgeführt v/xrd, die 40 bis SQ^ der Dauer des technologischen Yerarbeitung3ziyklus.beträgt und ein Brennstoff-Luft-Geniisch bei einem Koeff iaienten des JJuf tverbrauches von 1,7 his 0,9 verwendet wird.
    30983 1/1020
DE2303902A 1972-01-28 1973-01-26 Verfahren zur Gewinnung von Sublimaten aus Zinn und gegebenenfalls weitere Buntmetalle enthaltenden Erzkonzentraten Expired DE2303902C2 (de)

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