DE2459756C3 - Verfahren zum autogenen Gewinnen und Schmelzen von Blei - Google Patents
Verfahren zum autogenen Gewinnen und Schmelzen von BleiInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum autogenen Gewinnen und Schmelzen von Blei aus Bleisulfid
enthaltenden Materialien. 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 Sulfidmaterip.l,
das Blei enthält.
Metallisches Blei wird normalerweise aus sulfidischen Konzentraten und in einem geringeren Umfang aus
Rohmaterialien erzeugt, die oxydisches Blei mit sich führen. Zum Schmelzen und Reduzieren von Blei
enthaltenden Materialien werden am häufigsten Schachtofen 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 beispielsweise
beschrieben in Tafel, »Lehrbuch der Metallhüttenkunde«, 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 ir
fto dem oben angegebenen Lehrbuch auf den Seiter 73-124 beschrieben. Obwohl die Produktionskapazitä
des Schachtofens groß ist, haftet dem Schachtofer jedoch der Nachteil an, daß eine schwierige und teun
Vorbehandlung der Charge erforderlich ist. Di< Wärmeausnutzung des Schachtofens ist gering, und dii
Anlage selbst hat einen außerordentlich großei Platzbedarf.
Zur Erzeugung von Blei wird auch der sogenannt
Zur Erzeugung von Blei wird auch der sogenannt
14.
Flammofen benutzt, der grundsätzlich aus einem großen
Herd besteht, der mittels einer Luft-Brennstoff-Fb^me
beheizt werden kann, die normalerweise übt die
Oberfläche des Bades bzw. der Schmelze streich ι oder unter einem kleinen Winkel gegen diese Oberfläche
gerichtet ist. Der Flammofen wird ebenfalls mit gesintertem, agglomerierten Röstmaterial 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 Drehofen in
Benutzung genommen worden, insbesondere der sogenannte »Kurztrommelofen«, der im 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 IH 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 2 13 084 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 dsm 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
ίο 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, 1066, Seite 1298-1302 beschrieben;
bei diesem Verfahren wird Blei aus Bleisulfid gewonnen, indem man Bleisulfid mit Luft in einem
Schachtofen oder Flammofen gemäß der Formel:
PbS + O2-- Pb + SO2
reagieren läßt; diese Reaktion ist in ausreichendem Umfang exotherm, um den Prozeß aufrechtzuerhalten,
vorausgesetzt, daß erwärmte Luft zugeführt wird. Das Vorwärmen der Luft wäre nicht notwendig, wenn reiner
Sauerstoff 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 den 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 Drehofen besteht darin, daß es nicht möglich ist, das reduzierte
Blei beispielsweise von As, Sb und Sn wirtschaftlich zu reinigen. Blei, das in langsam rotierenden Drehofen,
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 worden 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. Reinigungsprozeß 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 Abschlacken dadurch bewerkstelligen, daß in dem
Brenner bei einer Temperatur von etwa 600 - 900° C mit Überschußiuft 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,
an der in diesem Fall die Oxydation stattfindet. Die
Reaktionsfläche zwischen dem Metall und dem Reaktionsgas ist in einem langsam rotierenden Drehofen
nur sehr gering. Man hat bereits versucht, in langsam rotierenden Öfen für die Oxydation Sauerstoffgas
zu verwenden; dieses führt jedoch zur Oxydation voi; großen Bleimengen, unabhängig davon, ob der
Sauerstoff aufgeblasen oder in das Bad selbst eingeblasen wurde.
Für din 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 schnellrotiereside 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 sauerstoffreich^" Luft, der bzw. die
durch eine Lanze auf die Badoberfläche aufgeblasen wird. Verfahren dieser Art sind beispielsweise von
Daniele und Jaquay beschrieben in 101 Annual
Meeting AlME 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 €03 beschrieben. Die bekannten Verfahren haben
sich jedoch nicht als erfolgreich erwiesen, wenn es um das autogene Schmelzen von Bleisulfid ging, da Jei
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 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 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 denn Sulfidanteil in dem
Rohmaterial ab, und es ist demzufolge gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der
Sauerstoffanteil des zugeführten Gases über 40% gehalten wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Schmelz- und Reduktionsprozeß
lassen sich gegenüber den bekannten Verfahren beträchtliche Vorteile erzielen. Durch
Schrägstellen des Ofens gegenüber der Horizontalen 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 Höhe hochheben, bevor die Schmelze unter dem Einfluß der Schwerkraft
in Form von fein zerteilten Flüssigkeitstropfen nach unten fällt.
Um hinsichtlich des Herabfallens der Flüssigkeilstropfen
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 + 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 werden.
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 t m3 benutzt. Der Ofen wurde mit der üblichen Hilfsausrüstung ausgestattet, u. a. mit Beschikkungseinrichtungen
für Bleikonzentrate, oxydische Zwischenprodukte, die Blei enthielten, Natriumhydroxyd
und ein Verschlackungsmittel. Die Beschickungseinrichtungen enthielten Förderschnecken zur genau
dosierten Zufuhr der einzelnen Stoffe. Das Bleikonzentrat wurde mittels einer Schnecke einem Injektor
zugeführt und mit einer genau eingestellten Luftmenge in den Konverter eingeblasen. 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% Zn und 5% SiO, wurde den Konverter, nachdem es mittels eines Brenners auf etwa 8000C 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 1000° C 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 S1O2 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 Schwefelgehaltes 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 12,5 kg je Tonne Bleikonzentrat
zusammen mit dem Bleikonzentrat zugeführt. Dieses führte zu einer gut fließfähigen Schlacke, wobei die
zugesetzte Soda auch dazu beitrug, den Schwefelgehall des Metalls ohne Schwierigkeit bei etwa 0,14% zi
halten. Um die Soda zu schmelzen, wurde die Schlack« mit einem dem Ofen zugeordneten Brenner erwärmt
Die dafür benötigte Zeit lag bei etwa 20 Minuten.
Um den Bleigehalt der Schlacke weiter auf einei Gehalt von etwa 5% herabzusetzen, wurde jetzt Kok
zugesetzt. Der Bleigehalt verringerte sich innerhall eines Zeitraumes von 25 Minuten von 10% auf 5%.
Eine weitere Verringerung des PbO-Gehaltcs in de
Schlacke hätte dazu geführt, daß Zink reduziert un aufgrund seiner Flüchtigkeit verdampft worden wäre.
Ein wichtiger Faktor beim autogenen Schmelzen ii die Menge des zugeführten Sauerstoffs relativ zu d<
zugeführten Konzentratmenge. Wenn die Sauerstof menge unterhalb der stöchiometrischen Menge lief
wächst die Staubmenge beträchtlich an, da die Schmek das zugeführte PbS enthält, welches sehr leicht flucht
ist. Experimente mit verschiedenen Sauerstoffgasme gen führten zu den folgenden Ergebnissen:
709 545/3
Nr. | MoICh | Menge an | Temp. 0C | Staub |
Mol Pbs | Pb-Konzentrat | menge | ||
(kg) | (kg) | |||
1 | 0,4 | 4000 | 1110 | 1862 |
2 | 0,8 | 4000 | 1180 | 1120 |
3 | 0,95 | 4000 | 1200 | 571 |
4 | 0,80 | 4000 | 1000 | 321 |
5 | 1,2 | 4000 | UOO | 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 Sauerstoffmenge, 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
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 Gasreinigungssystem
abgeschieden und nicht wieder in den Prozeß zurückgeführt. Dieser Staub kann gesondert behandelt
werden, um das Zink wiederzugewinnen. Das erhaltene Blei kann in üblicher Weise raffiniert oder direkt in den
Handel gebracht werden.
Claims (16)
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 gekennzeichnet, 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 Bleisulfides 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. Verfahren 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
weiterreduziert 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 Ί0,
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehofen auf eine Temperatur über 800°C 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 ziisrst 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 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.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7317219 | 1973-12-20 | ||
SE7317219A SE378849B (de) | 1973-12-20 | 1973-12-20 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2459756A1 DE2459756A1 (de) | 1975-06-26 |
DE2459756B2 DE2459756B2 (de) | 1977-03-31 |
DE2459756C3 true DE2459756C3 (de) | 1977-11-10 |
Family
ID=
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