DE2459756B2

DE2459756B2 - Verfahren zum autogenen gewinnen und schmelzen von blei

Info

Publication number: DE2459756B2
Application number: DE19742459756
Authority: DE
Inventors: Stig Arvid Skelleftehamn Petefsson (Schweden)
Original assignee: Boliden AB
Current assignee: Boliden AB
Priority date: 1973-12-20
Filing date: 1974-12-18
Publication date: 1977-03-31
Also published as: PL91824B1; BE823607A; IE40554B1; YU39072B; CA1036830A; ES433117A1; YU340774A; US4008075A; FR2255386A1; FI60035C; IE40554L; FR2255386B1; DD115702A5; FI368274A; JPS5095123A; SE378849B; FI60035B; JPS5621059B2; DE2459756A1; AU7645474A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum autogenen Gewinnen und Schmelzen von Blei aus Bleisulfid enthaltenden Materialiea Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Erzeugung von Blei in einem nach dem Aufblasverfahren arbeitenden Drehkonverter (TBRC- oder Kaldokonverter), durch autogenes Schmelzen und Gewinnen von Blei aus

sulfidischen Bleikonzentraten oder komplexem Sulfidmaterial, das Blei enthält

Metallisches Blei wird normalerweise aus sulfidischen Konzentraten und in einem geringerer. Umfang aus Rohmaterialien erzeugt die oxydisches Blei mit sich führen. Zum Schmelzen und Reduzieren von Blei enthaltenden Materialien werden am häufigsten Schachtöfen benutzt Der Schachtofen wird mit den Bleimaterialien beschickt die vorher gesintert oder geröstet worden sind, bei gleichzeitiger Oxydation des

sulfidischen Schwefels durch in der Atmosphäre vorhandenen Sauerstoff auf einen Anteil des sulfidischen Schwefels von weniger als 2%.

Verschiedene Verfahren, zum Sintern und Rösten von sulfidisches Blei enthaltenden Materialien sind beispiels weise beschrieben in Tafel, »Lehrbuch der Metallhüt tenkunde«, Band 2, (1953), Seiten 35 bis 73. Diese Prozesse benötigen aufwendige Apparate, und die Sinter- und Röstverfahren sind in vielen Fällen schwierig durchzuführen. Während des Röstens wird das Blei im wesentlichen Umfang in eine oxydische Form überführt Das zugeführte Material muß verhältnismäßig grobkörnig sein, um einen Schachtofen damit beschicken zu können. Das gleiche gilt für das Verschlackungsmittel und den Koks, der zum Erwärmen und zum Reduzieren des Bleioxyds von wesentlicher Bedeutung ist Die Röstwärme, die beim Verbrennen des in dem Material enthaltenen sulfidischen Schwefels freigegeben wird, geht dabei weitgehend verloren. Die Funktion und die Arbeitsweise des Schachtofens sind in dem oben angegebenen Lehrbuch auf den Seiten 73-124 beschrieben. Obwohl die Produktionskapazität des Schachtofens groß ist haftet dem Schachtofen jedoch der Nachteil an, daß eine schwierige und teure Vorbehandlung der Charge erforderlich ist. Die Wärmeausnutzung des Schachtofens ist gering, und die Anlage selbst hat einen außerordentlich großen Platzbedarf. Zur Erzeugung von Blei wird auch der sogenannte

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Flammofen benutzt, der grundsätzlich aus einem großen Herd besteht, der mittels einer Luft-Brennstoff-Flamme beheizt werden kann, die normalerweise über die Oberfläche des Bades bzw. der Schmelze streicht oder unter einem kleinen Winkel gegen diese Oberfläche gerichtet ist Der Flammofen wird ebenfalls mit gesintertem, agglomerierten Rostmaterial beschickt, und zwar zusammen mit Koks und einem VerschlakkungsmitteL Die Wärmeausnutzung des Flamm- bzw. Reverberierofens muß als noch schlechter angesehen werden als diejenige des Schachtofens, siehe das obengenannte Lehrbuch Band 2, Seite 124.

Während der letzten Jahre sind auch Drehöfen in Benutzung genommen worden, insbesondere der sogenannte »Kurztrommelofen«, der iiu Verhältnis zu seinem Durchmesser nur eine geringe Länge aufweist; dieser Ofen rotiert während des Aufbereitungsprozesses mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 U/min. Auch der Drehofen wird mit gesintertem und geröstetem bleisulfidischem Material beschickt wobei der Drehofen, ähnlich dem Flammofen, mit einem etwas größeren Schwefelgehalt in der Charge arbeiten kann und zwar aufgrund der Reaktion:

PbS + 2 PbO -* 3 Pb + SO₂.

Hinsichtlich der Arbeitsweise des Drehofens wird auf »Metall und Erz« 32 (1935), S. 511 ff. hingewiesen. Die Wärmeausnutzung beim Drehofen ist größer als beim Flammofen, so daß der Drehofen insbesondere beim Aufbereiten von Akkumulatorschrott große Bedeutung erlangt hat

In neuerer Zeit ist man auf die Bleireduktion in Drehherdöfen übergegangen. Dieses Verfahren ist beschrieben in Symp. Met. Lead and Zinc. Seite 960, 1970 Band III und basiert auf der kontinuierlichen Zuführung von Bleisulfidpellets in den Drehherdofen, der die Form eines geschlossenen horizontalen Ringes hat; das metallische Blei wird wie bei üblichen Röstreaktionen dadurch freigesetzt daß Luft durch das Bleibad geblasen wird, wobei anschließend die Röstgase die auf dem Blei schwimmende Charge durchdringen und Schwefeldioxyd erzeugt wird.

Diese bekannten Verfahren mit Ausnahme des zuletzt beschriebenen Drehherdverfahrens, basieren mehr oder weniger auf der Tatsache, daß Bleikonzentrate vor der Reduktion und Gewinnung des Bleis einer Vorbehandlung unterworfen werden müssen, um den Schwefelanteil abzurosten, wobei das geröstete Material anschließend noch auf eine für die Bleigewinnung geeignete Größe gesintert werden muß. Dieses bedeutet, daß der größte Teil der während des Röstprozesses freiwerdenden Wärme nicht ausgenutzt bzw. verwendet werden kann.

Um die Wärmebilanz zu verbessern, sind Verfahren entwickelt worden, bei denen das sulfidische und oxydische Material in einem strudelähnlichen Wirbel bzw. in Wirbeln behandelt wird, die durch Einblasen von Reaktionsgasen erzeugt werden. Die sulfidischen und oxydischen Materialien werden dem Wirbel zusammen mit dem Reduziermittel zugeführt, das die Reduzierung in den metallischen Zustand bewirkt. Es wird in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die schwedische Patentschrift 213 084 hingewiesen Wenn als Reaktionsgas Luft benutzt wird, wird nicht genug Wärme erzeugt, um die Reaktionstemperatur aufrechtzuerhalten, so daß zusätzliche Wärme in Form von elektrischer Energie aufgebracht werden muß. Dieses Verfahren ist nicht für das autogene Schmelzen von Bleisulfiden geeignet, und zwar selbst dann nicht, wenn Sauerstoff oder stark mit Sauerstoff angereicherte Luft in dem Wirbel benutzt werden, da das Gastransportmuster dann nicht dafür geeignet ist, einen Wirbel aufrechtzuerhalten, der zu einer ausreichend langen Reaktionszeit führt Ein großer Anteil des zugeführten Bleimaterials wird daher unverändert in das Metallbad gelangen. Dieses Verfahren hat jedoch, verglichen mit früheren Verfahren, sowohl hinsichtlich der Wärmewirtschaft als auch aufgrund der Tatsache, daß ein fein zerteiltes Konzentrat direkt ohne vorherigen Sinterprozeß benutzt werden kann, beträchtliche Vorteile.

Ein weiteres Wirbel- oder Direktschmelzverfahren ist in Journals of Metals, 106t», Seite 1298-1302 beschrieben; bei diesem Verfahren wird Blei aus Bleisulfid gewonnen, indem msn Bleisulfid mit Luft in einem Schachtofen oder Flammofen gemäß der Formel:

PbS+ O₂- Pb+ SO,

reagieren läßt; diese Reaktion ist in ausreichendem Umfang exotherm, um den Prozeß aufrechtzuerhalten, vorausgesetzt, daß erwärmte Luft zugeführt wird. Das Vorwärmen dir Luft wäre nicht notwendig, wenn reiner Sauerstoft benutzt würde; die Gaszufuhr würde in diesem Fall jedoch wahrscheinlich nicht ausreichen, um die benötigten Bewegungen in der Wirbelzone des Ofens aufrechtzuerhalten. Dieses Verfahren ist noch nicht in Benutzung genommen worden und wurde nur in Verbindung mit einer Pilotanlage angewendet, was den Schluß zuläßt, daß es sich für drn großtechnischen Maßstab nicht besonders eignet Das gleiche Verfahren wurde jedoch im großtechnischen Maßstab beim autogenen Schmelzen von Kupfer- und Nickelsulfiden angewendet, die sich leichter autogen schmelzen und reduzieren lassen, und zwar aufgrund der erheblich größeren Wärmemenge, die bei der Reaktion zwischen Sauerstoff und sulfidischem Schwefel erzeugt wird.

Ein Nachteil der langsam rotierenden Drehöfen besteht darin, daß es nicht möglich ist, das reduzierte Blei beispielsweise von As, Sb und Sn wirtschaftlich zu reinigen. Blei, das in langsam rotierenden Drehöfen, Schacht- und Flammöfen erzeugt worden ist, enthält diese Verunreinigungen weiter, wenn derartige Verunreinigungen in dem Rohmaterial vorhanden gewesen sind. Bei der Erzeugung von Blei, das auf diese Weise raffiniert bzw. erhalten werden ist müssen diese Metalle daher oxydiert werden, so daß sie in Form von Schlacke entfernt werden können. Dieses muß normalerweise auf üblichem Weg in einer gesonderten Anlage erfolgen, in der die Bleireinigung dadurch erfolgt, daß man Sn, Sb und As mit in der Atmosphäre vorhandenem Sauerstoff reagieren läßt so daß Oxyde gebildet werden, die auf der Oberfläche des Bades schwimmen und abgeschlackt werden können. Ein Aufbereitungs- bzw. Reinigungsprozcß dieser Art läßt sich durchführen, da Sn, Sb und As eine größere Affinität für Sauerstoff haben als Blei.

Bei der oben beschriebenen Methode unter Verwendung eines langsam rotierenden Ofens läßt sich dieses Absclilacken dadurch bewerkstelligen, daß in dem Brenner bei einer Temperatur von etwa 600 - 900° C mit Oberschußluft gearbeitet wird. Diese Arbeitsweise ist jedoch außerordentlich zeitaufwendig. Der Faktor, der die Geschwindigkeit und Selektivität des Aufbereitungs· bzw. Reinigungsprozesses bestimmt, ist die Diffusion der Verunreinigungen zur Metallbadoberfläche, ein der in diesem Fall die Oxydation stattfindet Die

2* 59

ReaktionsDäche zwischen dem Metall und dem Reaktionsgas ist in einem langsein rotierenden Drehofen nur sehr gering. Man hat bereits versucht, in langsam rotierenden Ofen für (Ue Oxydation Sauerstoffgas zu verwenden; dieses fuhrt jedoch zur Oxydation S von großen Bleimengen, unabhängig davon, ob der Sauerstoff aufgeblasen oder in das Bad selost einglasen wurde

Für die Behandlung von Kupfer- und/oder Nickelsulfiden sind in der letzten Zeit Verfahren entwickelt worden, bei «denen ein sogenannter Kaldokonverter benutzt wird, der eine Weiterentwicklung der oben beschriebenen Drehofen darstellt Der Kaldokonverter kennzeichnet sich durch seine hohe Rotationsgeschwindigkeit aus, bis zu 40 U/min., und außerdem noch dadurch, daß er derart auf Lagern montiert ist, daß er um eine Achse rotieren kann, die gegenüber der Horizontalen geneigt ist Derartige Konverter sind in der Stahlindustrie seit langem bekannt siehe beispielsweise die schwedischen Patentschriften 1 37 382 und 1 62 036. In diesen Druckschriften sind Verfahren zum Aufbereiten von Roheisen beschrieben, indem Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft durch eine wassergekühlte Lanze bei rotierendem Konverter auf die Badoberfläche aufgeblasen wird.

In neuerer Zeit sind schnellrotierende Konverter auch zur Behandlung von sulfidischem Material, beispielsweise bei der Erzeugung von Kupfer und Nickel, angewendet worden. Bei den entsprechenden Verfahren erfolgt das Schmelzen und Reduzieren mit Sauerstoff oder mit sauerstoffreicher Luft, der bzw. die durch eine Lanze auf die Badoberfläche aufgeblasen wird. Verfahren dieser Art sind beispielsweise von Daniele und J a q u a y beschrieben in 101 Annual Meeting AIME 1972. Die Behandlung von Kupferschlacke mit sulfidischem Material zum Reinigen der Schlacke und dadurch zum Wiedergewinnen des Kupfergehaltes ist in der schwedischen Patentschrift 3 69 734 beschrieben. Ein Verfahren zur Erzeugung von Kupfer durch Behandlung von Kupfersulfid enthaltendem Nickel ist in der schwedischen Patentschrift 3 55 603 beschrieben. Die bekannten Verfahren haben sich jedoch nicht als erfolgreich erwiesen, wenn es um das autogene Schmelzen von Blcisulfid ging, da der Wärmegehalt von Bleisulfid zu niedrig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber den bekannten Verfahren verbessertes Verfahren zum autogenen Gewinnen und Schmelzen von Blei zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß man das Bleisulfidmaterial in einem heißen, schräg gelagerten und mit einer Drehzahl von 10 bis 60 U/min rotierenden Drehofen mittels Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft umschmilzt wobei die Schmelze von der Ofenwand mitgenommen wird und tropfenformig nach unten fällt daß man bei weiterhin rotierendem Drehofen Sauerstoff und Bleisulfid zusetzt und die Bleischmelze und die Schlacke mit einem Reduktionsmittel behandelt so daß der Bleigehalt in der Schlacke unter 10% gehalten wird, und daß man die Schlacke und die Bleischmelze mit einem Schwefelgehalt von höchstens 2% aus dem Ofen entfernt

Gemäß einer bevorzugten Verfahrensweise wird der Schwefelgehalt des Bleibades unter 2% gehalten.

Der Sauerstoffgehalt des zugeführten Gases bzw. der zugeführten Luft hängt von dem Sulfidanteil in dem Rohmaterial ab, und es ist demzufolge gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Sauerstoffanteil des zugeführten Gases über 40% ^geifit dem erfindungsgemäßen Schmelz- und Reduktionsprozeß lassen sich gegenüber den bekannten Verfahren beträchtliche Vorteüe erzielen. Durch Schrägstellen des Ofens gegenüber der Honzontalen und durch Auswahl einer bestimmten Drehzahl des Ofens je Minute läßt sich die Schmelze durch Reibungskräfte und Zentrifugalkräfte an der Innenseite des Ofens bis zu einer maximalen Hohe hochheben, bevor die Schmelze unter dem Einfluß der Schwerkraft in Form von fein zerteilten Flüssigkeitstropfen nach

""um hinsichtlich des Herabfallens der Flüssigkeitstropfen optimale Bedingungen zu erhalten, ist die Rotationsachse des Drehofens gegenüber der Horizontalen vorzugsweise um 15-30° geneigt und die Drehgeschwindigkeit liegt vorzugsweise zwischen 10-60 U/min. Der Ofendurchmesser kann zwischen 0,5-1Om variieren und liegt vorzugsweise bei 2-4,5 m. Während des oben beschriebenen Reduktions- und Aufbereitungsprozesses wird der Ofen vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 0,5 - 7 m/sec angetrieben, und zwar gemessen am Innenumfang des zylindrischen Teiles des Ofens. Eine bevorzugte Geschwindigkeit liegt bei 2 - 5 m/sec. Dieses entspricht bei einem Ofendurchmesser von 3 m einer Drehzahl von 13 -32 U /min. Die dadurch hervorgerufene Bewegung der Schmelze führt zu einer guten Durchmischung der Charge, so daß die Schmelze hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung homogen wird, wobei gleichzeitig Temperaturgradienten schnell ausgeglichen werden. Indem die Schmelze auf diese Weise in der Gasphase dispergiert wird, erfolgen die chemischen Reaktionen sehr schnell und es wird praktisch unmittelbar ein Gleichgewicht erzeugt. Der unveränderte sulfidische Schwefel wird sich wiederum in dem Schmelzenbad wiederfinden, wobei die Schwefelmenge von der Zuführungsgeschwindigkeit des Konzentrates und der in den Ofen eingeblasenen Sauerstoffmenge abhängt Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Menge des sulfidischen Schwefels in der Schmelze während des Schmelzprozesses 5% nicht überschreiten soll, wobei der Gehalt an sulfidischem Schwefel vorzugsweise unter 2% liegen soll. Die Lanze wird so in den Ofen eingeführt daß der Sauerstoffstrom gegen die Badoberfläche gerichtet ist wodurch der sulfidische Schwefel in dem Schmelzenbad mit dem Sauerstoff im Bereich der Übergangszone von Metalloberfläche zur Gasphase reagieren wird, und zwar insbesondere im Bereich der herabfallenden Tropfen.

Indem die Zufuhr von Sulfidmaterial und die Zufuhr von Sauerstoff relativ zueinander eingestellt werden, und indem die Sauerstoffanreicherung der eingeblasenen Luft reguliert wird, läßt sich in einfacher Weise eine bevorzugte Verfahrenstemperatur zwischen 900 und 1200°C einstellen.

Da sich Bleisulfid verhältnismäßig leicht verflüchtigt ist es wichtig, daß die Reaktion mit dem Sauerstoff schnell stattfindet wobei jedoch die Reaktionstemperatur nicht zu hoch sein soll. Es hat sich herausgestellt daß Stauprobleme, die stets dann, wenn fein zerteilte Materialien in metallurgischen Prozessen behandelt werden, durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden können. Ein Faktor, der dieses möglich macht besteht darin, daß der oben beschriebene »Regen« von Schmelze bzw. Flüssigkeitströpfchen, die bei der Rotation des Ofens erzeugt

werden, wahrscheinlich dazu beiträgt, die zugeführten Materialien zu benetzen bzw. zu befeuchten, so daß der Anteil an Staub, der mechanisch mit den Abgasen weggerissen wird, geringer ist als bei anderen Bleiverhüttungsverfahren.

Dieses eröffnet die Möglichkeit, das Material, das ganz oder teilweise aus sehr fein zerteilten Partikeln, beispielsweise Flotationskonzentraten, besteht, kontinuierlich zuzuführen, was bei der Zubereitung der Charge zu beträchtlichen finanziellen Einsparungen führt

Bei der Reduktion wird Silikate enthaltende Schlacke erzeugt, die hauptsächlich aus Bleioxyd und dem in dem Rohmaterial vorhandenen Zink in Form von Zinkoxyd und den die Bleikonzentrate enthaltenden Gangarten besteht Indem weiterhin Sulfide, wie beispielsweise Pyrite und Bleisulfid, zugeführt werden, kann der Bleigehalt von etwa 60% auf etwa 10% verringert werden. Eine weitere Verringerung des Bleigehaltes in der Schlacke kann dadurch bewirkt werden, daß gegebenenfalls Kohle und zusätzliche Wärme zugeführt werden. Wenn der Bleigehalt unter etwa 5% herabsinkt wird der Zinkanteil verdampft und gesondert mittels eines geeigneten Verfahrens wiederaufgefangen.

Da während des Prozesses durch die Reaktion

PbS+ O₂- Pb-I-SO₂

ausreichend Wärme erzeugt wird, ist es überflüssig. Wärme von außen her zuzuführen. Eine Wärmezufuhr von außen ist nur zum Ingangsetzen des Prozesses notwendig, um den Ausgangspunkt für die Reduktion, etwa 800⁰C zu erreichen, und zur oben beschriebenen Reduktion des Bleianteils der Schlacke.

Um das erhaltene Rohblei von gegebenenfalls vorhandenen Verunreinigungen in Form von Zinn, Antimon und Arsen in der gleichen Anlage zu befreien, in der die Bleigewinnung und das Bleischmelzen erfolgt ist das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet daß die Verunreinigungen der Bleischmelze durch Zusatz von Sauerstoff enthaltenden Gasen oxydiert werden, und daß die gebildete Schlacke abgezogen wird.

Gemäß einer bevorzugten Verfahrensweise wird das Rohblei von Zinnverunreinigungen gereinigt indem im wesentlichen zuerst der Zinnanteil oxydiert und die dadurch gebildete Zinn enthaltende Schlacke abgezogen wird, und daß anschließend im wesentlichen die Antimon- und Arsenanteile oxydiert und die gebildete. Antimon und Arsen enthaltende Schlacke abgezogen werdea

Beispiel

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde ein rotierender Konverter, bei dem die Luft bzw. der Sauerstoff von oben aufgeblasen wurde, mit einem Gesamtvolumen von 3 m³ und einem effektiven Volumen von 1 m³ benutzt Der Ofen wurde mit der üblichen Hilfsausrüstung ausgestattet, u. a. mit Beschikkungseinrichtungen for Bteikonzeatrate, oxydische Zwiädicsprcäskte, <Se BM enthielten. Natriumhydroxyd und ein Verpackungsmittel. Die Beschickungseairichtungen entbieten Förderschnecken zur genau dosierten Zufuhr der einzelnen Stoffe. Das Bieikonzen- 6s trat wurde mittels einer Schnecke einem Injektor zugeführt und nrit einer genau eingestellten Luftmenge in den Konverter emgeblasen. Die Förderschnecke für das Verschlackungsmittel und das Natriumhydroxyd mündete in den Injektor, so daß diese beiden Stoffe dem Ofen zusammen mit dem Bleikonzentrat zugeführt werden konnten.

Das Bleikonzentrat mit der Analyse: 72% Pb, 13% S, 3,5% Zm und 5% SiO, wurde den Konverter, nachdem es mittels eines Brenners auf etwa 800° C vorerwärmt worden war, mit einer Geschwindigkeit von 50 kg/min zusammen mit einer stöchiometrischen Sauerstoffmenge zugeführt Das Sauerstoffgas wurde während der Zufuhr des Konzentrats zusammen mit Luft durch den Injektor zugeführt und enthielt 58% Sauerstoff, während der Rest hauptsächlich Stickstoff war.

Unter diesen Bedingungen erfolgt das Schmelzen und die Reduktion des Bleis autogen. Die Temperatur betrug etwa 1000⁰C und der Schwefelgehalt der Schmelze wurde auf etwa 2% gehalten.

Insgesamt wurden dem Konverter bei diesem Versuch 4000 kg Konzentrat zugeführt Saub, der den Ofen mit den Abgasen verließ, enthielt nur 8% (oder 321 kg) der dem Ofen zugeführten Konzentratmenge; der Staub bestand hauptsächlich aus PbO und PbSO₄. Dieser Staub wurde wieder in den Ofen zurückgeführt. Die Schlackenmenge betrug etwa 820 kg und bestand aus 7-8% Zink und 50% Blei. Das auf den Rest bezogene SiO₂ war in dem dem Konverter zugeführten Konzentrat als Gangart vorhanden. Um den Schwefelgehalt des Metallbades weiter zu verringern, wurde ein zusätzlicher Sauerstoffgasstrahl eingesetzt wobei der Konverter 20 min lang mit einer Geschwindigkeit von 25 U/min rotierte. Dieses führte zu einer Verringerung des Sthwefelgehaltes auf 0,1%. Der Bleigehalt der Schlacke betrug dann etwa 60% in Form von Bleioxyd. Zu diesem Zeitpunkt war die Schlacke außerordentlich fließfähig, und zwar aufgrund ihres hohen Bleioxydgehaltes. Um den Bleigehalt der Schlacke zu verringern, erfolgte eine Reduktion durch Zusatz von Bleikonzentrat Das Blei wurde dann reduziert gemäß der Formel:

2PbO + PbS- 3Pb + SO₂.

Die Temperatur betrug etwa 1100⁰C Durch Verringerung des PbO-Gehaltes der Schlacke auf einen Bleigehalt von etwa 10% wurde die Schlacke sehr viskos. Aus diesem Grunde wurde der Schlacke Soda in einer Menge von 12^ kg je Tonne Bleikonzentrat zusammen mit dem Bleikonzentrat zugeführt Dieses führte zu einer gut fließfähigen Schlacke, wobei die zugesetzte Soda auch dazu beitrug, den Schwefelgehalt des Metalls ohne Schwierigkeit bei etwa 0,14% zu halten. Um die Soda zu schmelzen, wurde die Schlacke mit einem dem Ofen zugeordneten Brenner erwärmt Die dafür benötigte Zeit lag bei etwa 20 Minuten.

Um den Bleigehalt der Schlacke weiter auf einet Gehalt von etwa 5% herabzusetzen, wurde jetzt KoIc zugesetzt Der Bleigehalt verringerte sich innerhaH eines Zeitraumes von 25 Minuten von 10% auf 5%.

Eine weitere Verringerung des PbO-Gehaltes in de Schlacke hätte dazu geführt, daß Zink reduziert um aufgrund seiner Flüchtigkeit verdampft worden wäre.

Ein wichtiger Faktor beim autogenen Schmelzen is die Menge des zugeführten Sauerstoffs relativ zu de zugefuhrien Kuiiicfiiralincngc. We™ »Se Saaw«*nfi menge unterhalb der stöchiometrischen Menge Beg wächst die Staubmenge betrachtlich an, da die Schmelz das zugeführte PbS enthalt, welches sehr leicht ftuchti ist Experimente nut verschiedenen Sauerstoffgasmei gen führten zu den folgenden Ergebnissen:

709513/2

Nr. MoIO?
Mol Pbs

Menge an
Pb-Konzentrat

(kg)

Temp. ⁰C

Staubmenge (kg)

0,4

0,8

0,95

0,80

1,2

4000
4000
4000
4000
4000

1110 1180 1300 1000

noo

1862

1120

571

321

310

Die Ergebnisse der Versuche 2 und 4 zeigen, daß die Temperatur während des autogenen Schmelzprozesses die Staubmenge ebenfalls beeinflußt. Dieses gilt insbesondere dann, wenn die SauerstofÜmenge, bezogen auf das Blei, gleichzeitig niedrig ist

Es zeigt sich, daß das Verhältnis zwischen der zugeführten Molmenge an Sauerstoff und der Molmenge von PbS zwischen 0,8 — 1,4, vorzugsweise zwischen 1,0-1,2 liegt

Es hat sich außerdem als möglich erwiesen, in einem Kaldo-Konverter eine Zinkausscheidung aus der Schlacke zu bewirken, indem der Bleigehalt weiter durch Kokszufuhr und zusätzliche Wärme verringert

wird, wodurch das Reduktionspotential für eine beträchtliche Reduktion der Zinkverbindungen zu metallischem Zink ausreichend hoch ist. Zink ist bei diesen Temperaturen flüchtig und geht daher mit den Abgasen weg.

Im vorliegenden Fall wurden bei Durchführung des Prozesses 164 kg Koks zugesetzt. Die Schlacke wurde in der erfindungsgemäßen Weise behandelt, und es wurde eine Staubmenge erhalten, die etwa 8% des zugeführten

ίο Materials entsprach. Der Staub wurde in den Ofen zurückgeführt, bis der Pb-Gehalt in der Schlacke auf etwa 5% zurückgegangen war, da der Staub dann hauptsächlich aus PbO und PbSO₄ bestand. Wenn der Pb-Gehalt der Schlacke unter 5% absank, begann der ZnO-Anteil der Schlacke sich zu metallischem Zn zu reduzieren, das verflüchtigt wurde. Der dadurch erhaltene Staub wurde aus dem Gasreinigungssysterr abgeschieden und nicht wieder in der. Prozet zurückgeführt. Dieser Staub kann gesondert behandel werden, um das Zink wiederzugewinnen. Das erhaltem Blei kann in üblicher Weise raffiniert oder direkt in dei Handel gebracht werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum autogenen Gewinnen und Schmelzen von Blei aus Bleisulfid enthaltenden Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß man das Beisulfidmaterial in einem heißen, schräg gelagerten und mit einer Drehzahl von 10 bis 60 U/min rotierenden Drehofen mittels Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft einschmilzt, wobei die Schmelze von der Ofenwand mitgenommen wird und tropfenförmig nach unten fällt, daß man bei weiterhin rotierendem Drehofen Sauerstoff und Bleisulfid zusetzt und die Bleischmelze und die Schlacke mit einem Reduktionsmittel behandelt so daß der Bleigehalt in der Schlacke unter 10% gehalten wird, und daß man die Schlacke und die Bleischmelze mit einem Schwefelgehalt: von höchsten 2% aus dem Ofen entfernt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennieichnet daß der Schwefelgehalt des Bleibades unter 2% gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Molmenge des zugeführten Sauerstoffes relativ zur Molmenge des Bieisulfides zwischen 0,8 und 1,4 gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das Molmengenverhältnis zwischen 1,0 und 1,2 gehalten wird.

5. Verfahrer, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Sauerstoffanteil des zugeführten Gases über 40% gehalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der während des Verfahrensablaufes erhaltene Staub wieder dem Ofen zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der Bleigehalt der Schlacke durch Zugabe von Sulfiden reduziert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß der Bleigehalt der Schlacke nach Behandlung mit Bleisulfid durch Reduktion in Gegenwart von zugesetztem Kohlenstoff weiterreiuziert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß der Staub, der gebildet wird, nachdem der Bleigehalt der Schlacke durch Reduktion mit Kohlenstoff unter 5% gefallen ist abgetrennt und zur Gewinnung von Zink verwendet wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet daß Koks als Reduziermittel verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß der Drehofen auf eine Temperatur über 800⁰C vorerhitzt wird, bevor er mit den Bleisulfidmaterilien beschickt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß das erhaltene Rohblei von gegebenenfalls vorhandenen Verunreinigungen in Form von Zinn, Antimon und Arsen befreit wird, indem die Verunreinigungen der Bleischmelze durch Zusatz von Sauerstoff enthaltenden Gasen oxydiert werden, und daß die gebildete Schlacke abgezogen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß das Rohblei von Zinnverunreinigungen gereinigt wird, indem im wesentlichen zuerst der Zinnanteil oxydiert und die dadurch gebildete Zinn enthaltende Schlacke abgezogen wird, und daß anschließend im wesentlichen die Antimon- und Arsenanteile oxydiert und die S gebildete, Antimon und Arsen enthaltende Schlacke abgezogen werden.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur während des Schmelzprozesses zwischen 900 und 1200° C gehalten wird.

ίο 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14,

dadurch gekennzeichnet daß der Drehofen mit einer Geschwindigkeit von 0,5-7 m/sec angetrieben wird, und zwar gemessen am Innenumfang des zylindrischen Ofenteiles während der Reduktions- und

Raffinierungsphase.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß der Drehofen mit einer Geschwindigkeit von 2-5 m/sec angetrieben wird.