DE2512180A1

DE2512180A1 - Thermisches aufbereitungsverfahren fuer laugenrueckstaende aus der nassmetallurgischen zinkgewinnung

Info

Publication number: DE2512180A1
Application number: DE19752512180
Authority: DE
Inventors: Froeystein Dyvik; Tor Lindstad; Stig Arvid Petersson; Georg Steintveit
Original assignee: Norske Zinkkompani AS
Current assignee: Norske Zinkkompani AS
Priority date: 1974-03-21
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1975-10-09
Also published as: FI60240C; SE403383B; FR2264879A1; NO135428B; NL7503449A; YU69775A; FI60240B; BE826939A; FR2264879B1; NO741026L; YU36994B; FI750851A; ES435817A1; AU7935875A; US4072503A; NO135428C; GB1485911A

Description

PATENTANWALTS
DIPL.-ING. C. STOEPEIi · DIPL.-ING. ^T.V. GOLITWITZER · T>IPL.-ING. Έ. W. MOLL

674 LANDAU/PFALZ · AM βΟΙιϋ

ISX.. 0 6341/3000,6035 ■ TEISX 453333

19. März 1975

Va.

Det Norske Zinkkorapani A/s, Eitrheim ,Odda (Norwegen)

" Thermisches Auf bereit imgsverfahren für Laugenrückstände aus der nassmetallurgischen Zinkgewinnung "

Die Erfindung bezieht sich auf ein pyronietallurgisches Verfahren zur Wiedergewinnung von Blei, Zink und Edel metallen aus Laugenriickstände η und Ausfällungen, die während der nassmetallurgischen Gewinnung von Zink an fallen.

Bei der nassmetallurgischen Gewinnung von Zink ist das Rohmaterial im allgemeinen ein Zinksulfidkonzentrat, das beispielsweise in einem konventionellen Röstofen oder auf Laufbändern geröstet wird. Das geröstete Produkt ent hält normalerweise 50 - 65$ Zink in der Form von Zinkoxyd, Zinksulfat und Zinkferriten, zusammen mit kleineren Mengen von Blei, Edelmetallen, Eisen, Kupfer, Arsen, Cadmium und Antimon. Zinkoxyd und Zinksulfat sind leicht löslich im normalerweise angewandten nassmetallurgischen Verfahren

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bei dent verdünnte Schwefelsäure als Auslaugeflüssigkeit verwendet wird, wogegen Zinkferrite praktisch un löslich sind. Die Röstverfahren werden dementsprechend normalerweise so ausgeführt, dass die Ausbildung von Ferriten vermieden wird. Es ist dagegen nicht möglich, die Gegenwart einer gewissen Menge von Zinkferrit im gerösteten Produkt zu vermeiden. Bei den früheren her kömnilichen Auslaugeverfahren liegt der Zinkanfall nor malerweise in der Grössenordnung von 87 - 95%, wenn das geröstete Material ca. 9-5% Eisen enthält. Die Zu sammensetzung des Laugenrückstandes variiert natürlich mit dem gerösteten Material, die folgenden Analysen sind jedoch repräsentativ für eine Vielzahl von Zink erzen: ·

Au Ag

Cu ■ Fe Zn Pb Cd SiO₂

CaO -

Der Zinkanteil am Laugenrüekstand ist also sehr hoch.

Bisher schien es nicht möglich, den Metallgehalt der Laugenrückstände in wirtschaftlicher Weise auszunutzen und dementsprechend wurden keine entsprechenden Schritte durchgeführt. Die Zinkverluste beim Auslaugen rühren teilweise von den während des Röstens ausgebildeten Zinkferriten und teilweise von Zinksulfät in der Laugenflüssigkeit, das nach dem Filtern im Rest material verbleibt. Der Laugenrückstand ist im allge - : meinen sehr teigig und klebrig, wodurch Auswaschen und Filtrieren schwer durchzuführen sind. Dementsprechend

509841/083 5

1	300	1%	g/t
28%	g/t
18%
6%
ο,
6%
6$	O/i/ 2%

wurden verschiedene Verfahren pyrometallurgischer Art zur Wiedergewinnung des Metalls erprobt, wie z.B. Ausschmelzen in Strahlungsöfen unter Reduktionsbedingungen, um Zink abrauchen zu lassen, ebenso wie das Blei, zusammen mit anderen flüchtigen Metallen. Die abgerauchten Metalle werden zu Metalloxyden oxydiert, die durch geeignete Filter getrennt werden. Nach einem weiteren Verfahren wird das Material in einem Rotationsofen zusammen mit Koks bei hoher Tempe ratur behandelt, wonach Zink und Blei ebenfalls aus getrieben werden. Dieses Verfahren ist z.B. in "Zink" von CH. Mathewson, Reinhold Publishing Corporation, New York, Seite 190 - 191 besehrieben.

Andere bekannte Verfahren zur Wiedergewinnung des Metallwerts in LaugenrUckständen weisen zusätzlich zum konventionellen Auslaugen mit Säuren die Beimischung von Reduktionswirkstoffen, beispielsweise Koks oder Kohlenstaub in die Laugenrückstände auf, wonach Zink und Blei durch Reduktion abrauchen und ausgeschmolzen werden, wobei die Metalle danach oxydiert und in Par tikelfiltern getrennt werden. Siehe beispielsweise den Aufsatz im "Metal Bulletin Monthly", April 1971, Seite 8, die Deutsche Auslegeschrift 1.040.256 und «Joint Meeting MMIJ-AIME" 1972, Tokio (Vortrag von S. Sato). Entsprechend dem Artikel im "Metal Bulletin Monthly" werden die LaugenrUckstände mit pulverisiertem Koks gemischt, wonach das Material zerkleinert und in einem Drehofen auf 1100° C erhitzt wird, wonach Zink und Blei reduziert und ausgetrieben werden. Die Metalldämpfe werden zu ZnO und PbO oxydiert und die Teilchen werden dann später in einem Filter getrennt.

Entsprechend der Deutschen Auslegeschrift 1.040.256 wird der LaugenrUckstand mit Sodaasche behandelt, wobei ein Reduktionswirkstoff hinzugegeben wird, wo nach Schmelzen und Reduzieren in einem sogenannten 509841/0635

"Kurztrommelofen" erfolgt und Blei und Zink ausge trieben werden.

Nach S. Sato wird der Laugenrückstand in einem Elektro ofen geschmolzen, wobei die Hinzugabe von Koks nicht weniger als 45% der Materialzugabe ausmacht. Zink und Blei werden hier in ähnlicher Weise wie oben be schrieben ausgetrieben.

Die obenbeschriebenen Verfahren sind teuer, da sie einen hohen Energieaufwand erfordern. Ausserdem hängen sie auch von hochleistungsfähigen Partikelfiltern ab. Ein dritter Nachteil der genannten Verfahren liegt darin,dass Blei und Zink in der Form eines gemischten Oxyds gewonnen werden und mögliche Edelmetalle können nur schwierig erfasst werden, wenn der Laugenrückstand nicht einen gewissen Anteil an Kupfer enthält, der Edelmetalle lösen kann.

TJm die Zinkverluste zu reduzieren, kann das Rost material mit einer stärker konzentrierten Schwefelsäurelösung ausgelaugt werden, wobei das Äuslauger gebnis bei Zink auf 98 - 99% gesteigert werden kann, wobei jedoch gleichzeitig 80 - 90% des Eisengehaltes gelöst werden. Ein solches Verfahren wird in dem Norwegischen Patent 108.047 offenbart. Entsprechend diesem Verfahren wird ein nicht gelöster Laugen rückstand erhalten, der verhältnismässig hohe Anteile von Blei und Silber enthält.

Die eisenreiche Zinklösung wird durch Ausfällen des Eisens in Gegenwart von Kali, Natrium oder Ammonium Ionen gereinigt, wobei die sogenannte Jarosit -Aus fällung mit ungefähr folgender Formel

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NH, abläuft.

Die nicht gelösten und ausgefällten Produkte können die folgenden·Analysewerte haben:

Pb - Ag - La ugenr üokstände

Jarosit - Ausfällung

Zn	4 ^cfo	(Gewicht)	Zn	4 f₀ (Gewicht)
Pe	Λ Ο rf,		Fe	30 fo
so₄	- 35 %		SO₄	30 fo
Pb	- 15 fb		Pb	P f⁷
Ag	- 1000	g/t	NH₄	1, 5f₀
SiO₉ Ci	Ί s ei J.Xj JO		SiO₂	3 %
Der Rest hauptsächlich	As	0,3$
Sauerstoff	Sb	0,3$
	Ag	200 g/t
	Cu	0, 3$
	Cd	0,04$

Die Metallwerte in dem Blei - Silberlaugenrückstand können durch Erhitzen zusammen mit einem herkömmlichen Blei Rohmaterial in konventionellenBleiverfahren zurückge wonnen werden, jedoch ist das Material aufgrund des ge ringen Bleigehaltes nicht sehr attraktiv und der wirt schaftliche Ertrag wird niedrig sein. Die Ausfällungen aus dem Laugeverfahren wurden bisher immer beiseite ge lassen. Die Ausfällungen aus der Laugeflüssigkeit ent halten jedoch eine gewisse Menge von Kupfer, Arsen, Antimon und Kadmium (siehe beispielsweise Norwegisches

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I Z I OU

Patent 123.248) und eine Vernachlässigung von solchem Material bedingt ein Umweltrisiko, nachdem solche Schwermetalle zu einem gewissen Maß ausgelaugt werden können und so die Umwelt beeinträchtigen können.

Überraschenderweise wurde nun festgestellt, dass die genannten Nachteile dadurch beseitigt werden können, dass die Rückstände bei der nassmetallurgischen Zink gewinnung in einem Reaktor erhitzt werden, wobei die Rückstände im v?esentlichen aus. Laugenrückständen und/oder eisenreichen Ausfällungen aus der Laugen lösung bestehen, die Zink, Blei, Kupfer, Edelmetalle und Unreinheiten, im wesentlichen in Form von Sulfiden, Sulfaten, Oxyden und Ferriten enthalten und zwar unter Nichtreduktions-Bedingungen bei solchen Sauerstoff teildrücken, dass das vorhandene Blei Bleioxyd bildet, wobei dann das Material durch eine Zugabe eines Reduk tionswirkstoffes in einer solchen Menge reduziert wird, dass Blei und Zink im wesentlichen reduziert werden, während die Reduktion von Eisen vermieden wird. Zink wird in elementarer Form reduziert und verdampft und das Zink in den Abgasen wird danach oxydiert und abge trennt. Um die Bildung von Bleisulfid zu vermeiden, welches vergleichsweise flüchtig ist, muss der Sauer Stoffteildruck im Gas während des nichtreduzierenden Erhitzens und des Abtrennens des Sulfats und Sulfids, die dadurch erhalten werden, einen Druck überschreiten, der durch folgende Gleichung definiert wird.

^P0 =1,76-14,37 1000 , worin T in Kelvin angegeben

2 rp

wird. Die Gleichung beruht auf der Grundlage der Gleich gewichtsbedingung PbO + SO₀ = PbS/ _N + 1,5 0^, wobei so eine Gleichgewichtskonstante K erhalten wird, worin

509841/063S

³PbS · IV 1.5 ^ν ·~ ist, wobei die

^aPb/ · ^p so₂

Aktivität für PbS = 1 und für PbO = 0,1 (Erfahrungswert) und für P_CA ^- 0,2 atm angenommen viird, was das Maximum des vor -

bUp

stellbaren Schwefeldioxyddruckes darstellt, wobei P_n = (0,02K)

^υ2 2/3 bzw. der obenerwähnten angenähert linearen Gleichung ent spricht. Die Gleichung ist anwendbar für Temperaturen zwischen 900 - 1350 ° C. Wenn der Sauerstoffteildruck unter das Äquivalent dieser Beziehung fällt, wird Zinksulfid ausge bildet und zusammen mit Zink, das aus Metall ausgetrieben wird, verdampft. Dies bedeutet einen unerwünschten Blei verlust. Nachdem Sulfide und Sulfate gespalten wurden, wird das Material mit einem Reduktionswirkstoff bei einem Sauer stoffteildruck behandelt, der bei einem Maximalwert von log P = 5,7 - 16,7 1000 _{+ 2} log a _DT_ behandelt wird,

O m PbO

wobei PbO die Aktivität des Bleioxyds in der geschmolzenen Schlacke darstellt, die im Reaktor ausgebildet wurde. Das Bleioxyd in der Schlacke wird dadurch zu Blei reduziert und bildet eine Bleischmelze unter der Schlacke. Die Formel wurde auf der Basis von

2 PbO/^\ = ²Pb(^N + °2 erhalten, wobei K dann = (a_pb) 2 . P^

worin a , = 1 und P_Q = K . (apvn}²» ^und wobei ^{tei der} Temperatur von 1200 - 1350° C log K = 5,7 - 16,7 1000 wird.

Der Aktivitätswert, der für PbO eingesetzt wird, hängt na türlich von dem gewünschten Ausscheidungsgrad ab. Wenn davon ausgegangen wird, dass der Aktivitätskoeffizient für Blei -

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oxyd in der Schlacke zwischen 0,5 und 1 liegt und das Blei auf einen Anteil von 1$ reduziert wird, wird ein Aktivitätswert zwischen 0,0015 und 0,003 erhalten. Ein Einsetzen des Aktivitätswertes von 0,0015 ergibt folgende Beziehung: log P_n = 0,1 - 16,7 . 1000 .

^υ2 ~f

Schliesslieh ist es ein wesentliches Merkmal des Ver fahrens, dass Eisen nicht aus der Schlacke reduziert wird und dass der Sauerstoffteildruck über dem Material während der Reduktion nicht unter den Wert fallen darf, der mit der Beziehung log P_n = 4,0 - 23,4 1000 _er _

^U2 ~T

halten wurde, wobei also die Aktivität des Eisens in der Schlacke "berücksichtigt wird. Diese Formel wurde erhalten auf der Basis von 2 FeO = 2 Fe/ \ + O_n. woraus man erhält

lv = ι a„ ) . i r,

'2

= Ca_pe)

^v°Fe0^;

^Oder ■ ,· ,2

P = K . (a_Fe0)

Fe ₂ wohei a_p =1 und P_n = IC (a_F „) . Wenn K als eine

Ci

lineare Beziehung berechnet wird, dann ergibt sich log K = 4,3 - 23,4 1000 ^ _{Wßim weiterhin a} ^₀ ^ Q^_{7 als}

Erfahrungswert angenommen wird, ist die höchsterreich — bare Aktivität in der Schlacke gegeben und damit die Be — Ziehung erfüllt. Während der Reduktion wird angerauchtes Zink nach dem Verdampfen oxydiert und kann zusammen mit möglicherweise vorhandenem Arsen in einem geeigneten Filter ausgeschieden werden. Ausgeworfenes Schwefel — dioxyd wird in konventioneller Weise aus den Abgasen gewonnen und wird zur Herstellung von Schwefelsäure

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oder flüssigem Schwefeldioxyd verwendet. Das gebildete metallische Blei, das, kontinuierlich aus dem Reaktor abgezogen wird, löst den Silbergehalt des Laugen rückstandes. Die verbleibende Schlacke, die im wesent liehen Eisen, Silikon - Alkali - Erdmetalle und Sauer stoff enthält, wird abgezogen. Diese Schlacke kann ohne Lösungsgefahr auf Halde gekippt werden. Vorzugs weise werden schlackenbildende Materialien, die dann schmelzen, in den Reaktor vor dem Rückstandsmaterial eingegeben. Die Schlacke im Reaktor sollte beim Aus räumen eine Zusammensetzung von 20 - 70$ SiO₂, 30 - 75$ FeO₂ und 10 - 40$ MeO aufweisen, wobei mit Me der Kalzium-, Magnesium- oder Zinkanteil bezeichnet ist. Die Zusammensetzung sollte vorzugsweise sein: 37 - 40$ FeO, 30 - 33$ SiO₀ und 28 - 30 $ MeO. Wenn

dl

eine Mischung von Laugenrückständen und Eisen aus der Auslauglösung verwendet wird, werden Silikon Dioxyde und Oxyde der alkalischen Erdmetalle, wie z.B. Lehm, Lehmschlacke und Dolomit zugegeben, um eine wesentliche Änderung der Schlackenzusammensetzung während des Verfahrens zu vermeiden und um eine ge eignete Zusammensetzung der Schlacke sicherzustellen.

Der für das Verfahren verwendete Reaktor kann aus einem länglichen Ofen bestehen, in welchen das Material am einen Ende eingegeben wird und in dem es gespalten und geschmolzen wird zu einer Schlacke, die zum anderen Ofenende fliesst, wo die Reduktionswirk stoffe zugegeben und geeignete Bedingungen für die Reduktion des Bleis aufrecht erhalten werden. Der Ofen kann als elektrischer Widerstandsofen ausgebildet sein, der mit Elektroden, beispielsweise vom Söder berg-Typ, die in die Schmelze eingetaucht werden,

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- 10 -

hillllLiDi inIHI mu nkiMiHll ,1IiIII i,

Säuerstoff-Brennstoff-Flamme erfolgen, was zur Aus bildung von grösseren Mengen von Abgasen führt, so dass sich das Problem der Gasreinigung demtentsprechend stellt. So kann das erfindungsgemässe Verfahren in geeigneter Weise in einem Elektroofen durchgeführt werden, der im Verhältnis zu seiner Breite lang ist und bei dem die Elektroden nacheinander in einer Reihe angeordnet sind. Eine geeignete Zahl von Elektroden ist Drei oder mög lich'erweise Vier und sie können mit 3-Phasen-WechseIstrom gespeist werden. Eine solche Ofenkonstruktion erleichtert das Einführen des Materials, so dass das Schmelzen des eingeführten Materials unter den obenbeschriebenen Oxydierbedingungen ablaufen kann und zwar beispielsweise auf einer halben Ofenlänge,während die Reduktion von Blei und Zink auf der Restlänge des Ofens nach Hinzugabe von Koks er folgen kann. Das Gas wird vorzugsweise durch Absaugen aus dem Ofen entfernt, und zwar auf der Materialeingabe. Die für die Oxydation notwendige Luft wird in einer ent sprechend gesteuerten Weise durch Öffnungen zugeführt, die im wesentlichen im ersten Teil des Ofens liegen. Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit kann die Luft vorge — heizt werden. Die Metallsulfate und die Ausfällprodukte, die dem Laugenrückstand zugegeben werden, werden in Oxyd und Schwefeloxyd gespalten, um die Bildung von Bleistein (PbS) zu verhindern. Es ist notwendig, einen guten Kontakt zwischen dem eingeführten Material und der sauerstoff reichen Atmosphäre im Ofen aufrecht zu erhalten. Dieser Kontakt kann dadurch verbessert werden, dass mindestens ein Teil der Luft dem eingeführten Material beige mischt wird. Es ist dementsprechend möglich, den Fluss des eingeführten Materials mit deraGasfluss im Ofen

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- il -

auszurichten j lvodurch ein stark verbesserter Kontakt zwischen der Ofenatmosphäre und den eingeführten Mate — rial erzielt wird. Bas Material kann in geeigneter Weise in den Ofen durch Versorgungsöffnungen eingeführt wer — den, die um die Elektrode in der Aufspaltzone herum angeordnet sind, Im Hinblick auf das kontinuierliche Arbeitsprinzip des Ofens sollten die Zuführungsyor — richtungen so ausgebildet sein, dass es möglich ist, die Zusammensetzung des eingegebenen Materials an ver schiedenen Punkten im Ofenkoks zu ändern, beispieIs — weise durch Zugabe nur bei der letzten Elektrode, Nachdem das Sulfat, *vie bereits ausgeführt, zur Spaltung starker Erhitzung bedarf, muss eine gute Wärmeübertragung auf das zugeführte Rüekstandsmaterial siehergestellt sein. Die Erhitzung erfolgt teilweise durch Strahlung aus dem Bad und teilweise durch ab brennendes CO, das sich in der Reduktionszone bildete. Um eine ausreichende Wärmezufuhr im Ofen zu erhalten, kann auch ein Öl - oder Gasbrenner eingebaut werden. Die Brennst off-F lamme kann auf den zugeführten Laugen rückstand so gerichtet werden, dass das Erhitzen des zugeführten Materials so schnell wie möglich erfolgt, nachdem das Aufspalten des enthaltenen Sulfats vorzugsweise erfolgen sollte, bevor es die Badoberfläche erreicht, Sin weiterer Ofentyp, der sich für das erfindungsgemasse Verfahren sehr gut eignet, ist der sogenannte Kaldo - Ofen, der aus einem Reaktor besteht ^ der sich um eine Achse in einen Winkel sowohl zur horizontalen als auch zur vertikalen Ebene dreht. Eine Schlacke der obenerwähnten Zusammen — Setzung wird im Ofen mittels eines Ölbrenners ge schmolzen, wonach das Material in den Ofen eingeführt wird, und wobei der Sauerstoffteildruck gleich-

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zeitig entsprechend, den obenausgeführten Werten eingestellt wird. Das eingegebene Sulfid und Sulfat wird dadurch sehr wirksam gespalten und eine; blei — haltige Schlacke erhalten. Nachdem eine ausreichende Menge von Material dem Ofen zugeführt wurde, wird der Sauerstoffteildruek auf die gewünschten Reduk — tionswerte eingestellt und ein Iteduktionswirkstoff, wie z.B. Koks wird gleichzeitig zugegeben. Es bildet sich demnach in dem öfen eine BIe!schmelze, während gleichzeitig der Zinkanteil des Materials abgedampft wird. Wenn ein Drehofen verwendet wird, wird das Ver fahren selbstverständlich diskontinuierlich sein, auf der anderen Seite werden sehr schnelle Reaktionszyklen erhalten. Aus diesem Grunde ist das Verfahren auch sehr gut geeignet für die Behandlung von grossen Mengen vonLaugenrüekständen. Dieser Ofentyp ergibt eine sehr gute Wärmewirtschaftlichkeit während des Verfahrens und erlaubt gleichzeitig eine verhältnismässig ein — fache Steuerung der einzuhaltenden Bedingungen» Andere Ofentypen können ebenfalls vorteilhaft eingesetzt werden, beispielsweise Fluidieröfen und Induktionsöfen, Weitere geeignete Öfen sind konventionelle Drehöfen, wie z.B. Kürztrommelöfen. Koks ist als Reduktionswirkstoff ge — eignet, jedoch können auch andere Feststoffe als Reduk— tionswirkstoffe verwendet werden, wie z.B. Kohle, Torf, sowie flüssige oder gasförmige Reduktionswirkstoffe, wie z.B. Erdölprodukte.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter verdeutlicht, in Beispiel i) wird ein Verfahren zum Schmelzen von gemischten Silber-Blei—Laugenrüekständen und einer direkt nach dem Auslaugen vor der Abtrennung des Laugenrückstandes erhaltenen Jarosit-Ausfällung h& —

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schrieben. In Beispiel 2) wird das Schmelzen einer Mischung aus Blei-SilberrUekständen mit einer Jarosit-Ausfällung in einer etwas anderen Mischungszusanimen Setzung beschrieben. In Beispiel 3) wird eine Schmelze aus einer Mischung von Blei-Silberrüclcständen aus einer Zinklauge und einer Sauerstoffausfällung be schrieben und in Beispiel 4) wird die Behandlung eines Rückstandes aus einer neutralen Lauge oder einer Lauge mit geringem Schwefelsäuregehalt be schrieben. Alle Beispiele beschreiben Verfahren, die in einem Elektroofen mit drei Soderberg-Elektroden durchgeführt wurden. Die Länge des Ofens in Bezug auf seine Breite betrug 14 χ 4 m bei Beispiel 1) und 3) und 8 χ 2,5 bei den Beispielen 2) und 4). Das Material wurde zwischen der ersten und zweiten Elektrode eingeführt und bildete in allen Fällen das oben erwähnte Rückstandsmaterial aus Zinkaus la ugever fahren zusammen mit Schlacke, Quarz und Oxyden von alkalischen Erdmetallen. Koks wurde zwischen der zweiten und dritten Elektrode zugegeben. Die Schlacke wurde am Entnahmeende des Ofens abgeführt und die Abgase wurden am vorderen Ende abgeführt. Die Bei spiele bedeuten selbstverständlich keine Einschränkung.

Beispiel l)

Bei dem Experiment wurde ein Elektroofen mit 9350 kg h~ eines Luagenmischrückstandes und einer Jarosit-Aus fällung beschickt. Die Mischung enthielt 90 kg h " Wasser. Der Ofen wurde weiter mit 3250 kg h " Schlacke

beschickt, die 80 kg h Wasser mit einem geringen

-1 -1

Gehalt von FeO, 380 kg h Quarz und 440 kg h Koks enthielt. Dem Ofen wurden 3000 Nm ³ h -*¹ Luft an verschiedenen Punkten längs des Ofens zugeführt. Vom Ofen wurden 5700 Nm ³ h "³^ Gas abgenommen und mit diesem Gas 82O₁ICg h Partikel, 800 kg h"¹ _Schi_acke und 440 kg h

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Rohblei. Das Ergebnis kann der folgenden Analyse ent nomraen werden. Der elektrische Effekt war 8400 IQV.

Analysen:

	La ugenriickstand und Ausfällung	Fe O²) Magersehlak- kenzugabe	Rohblei	Partikel im Abgas	.	Erzeugte Schlacke
Pbf₀	5,5		96	20	14	0,9
Znfo	5			20		4
Cdf_a	0,06			0,6	1
Cufi	0,4		0,8
Agfa	0,033		0,55
A sf₀	0,25			12
Sbf₀ Fe?,³)	0,2 26		2,5
Fe 0%		2		38
SiOp CaOf₀	6 1	38 43		27 18
MgOf₀	0,3	7		3
^A12°3	2	10		6
g insges. 12			1
Diffe renz
" 41,2 *)

1) Die Differenzen betreffen im wesentlichen N,H und 0, gebunden im Jarosit. Sulfate und Oxyde.

2) Mit der Eingabe dieser Schlacke ist die Absicht ver bunden, das Verfahren mit CaO, MgO und SiO₂ zu versorgen.

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Es ist jedoch auch möglich, Sehlackenlehra, Schlacken dolomit und Quarz zu verwenden.

3) Gebundenes Fe als Oxyd, Sulfat und Jarosit. Abgasanalyse

so₂	- 11,	2	5$	^Π2	4-°6	CO	und 0,	, alle	nahe 0$
CO₂	14,	Sf₀	As		(g)	4,1	g/Nm³
H₂O	3Of₀
^N2	44$
Beispiel

Bei diesem Versuch wurde ein Laugenrückstand in einer

—1 —i

Menge von 2120 kg h verwendet, zusammen mit 1060 kg h

Jarosit - Ausfällungen, die insgesamt 30 kg Ii " Wasser enthielten. Weiter wurden dem Ofen 190 kg h calcinier —

ter Dolomit, 190 kg h " ⁱ Koks und 1950 Nm ³Ii""¹ Luft

3—1

zugeführt. Aus dem Ofen wurden entnommen 3050 Nm h Abgase bei 1000° C zusammen mit 360 kg h ~ Partikeln, 1490 kg h ~ ¹ Schlacke und 270 kg h "" ¹ Rohblei'. Die Ergebnisse können aus der folgenden Analyse entnommen werden.

Elektrischer Effekt 2750 EtT.

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Analysen:	Blei-Silber La ugenr Uc le st and	Jarosit- ausfällung	Rohblei	Partikel im Abgas	14	Erzeugte Schlacke
	16	2	95	27		0,9
	5	5		18	1	6
Pbf₀	0,06	0,04		0,5
Znf₀	0,3	0,3	0,5
Cdf₀	0,07	0,02	0,55
C uf₀	0,2	0,3		*	12
Ag?*	0,4	0,4	3,9
Asfo	12	28
Sbfc					43
Fef₀ ²	15	4		24
FeOf₀	3,5	0,5		13
Si0₂f₀	0,5			6
CaOf₀	3	0,5		5
MgOf₀	S 12	11		1
Al₂O₃ %	32,0°)	48¹)
insges
Diffe renz <fo

1) Die Differenzen betreffen im wesentlichen N,H und 0, ge bunden im Jarosit, Sulfate und Oxyde.

2) Gebundenes Fe als Oxyd, Sulfat und Jarosit.

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-it-

Abgasanalyse: SO₀ CO₀

H₂O N_n

2Sf₀
52f₀

H₉, CO und O₂ alle nahe Oy₀ As.o (g) 2,8 g/Nm³

Beispiel 3

Für diesen Versuch wurde der Ofen mit einer gemischten Blei - Silberlaugenrüclcstandsmenge zusammen mit einer Sauer stoffausfällung in einer Gesamtmenge von 6300 kg h " zu -

— 1
sammen mit 600 kg h Wasser beschickt. Der Ofen wurde weiter beschickt mit 600 kg h "~ Lehmschlacke, 608 kg h ~"

— 1 ^ — 1

Dolomitschlacke, 400 kg Koks und 2900 Nm h Luft.

3 —1 Aus dem Ofen wurden entnommen 3700 Nm h Abgase mit

650 kg h " ^± Partikeln, 6800 kg h ^-i Schlacke und 310 kg h Rohblei. Das Ergebnis kann aus der folgenden Analyse ent noinmen werden.

Der elektrische Effekt betrug 5600 KW. Analysen:

	Blei/Laugen rückstand und Säuerst off a us-, fällungen	Rohblei	Partikel im Abgas	Erzeugte Schlacke
	7	96,5	20	0,8
Pbf₀	6		20	3,5
Znf₀	0,05	0,6
Agf₀	0,25
A sf₀	0,3	2,8
Sbf₀	39		16
Fef₀ ²^				45
FeOf₀	S		1	30
SiO₂	1,5			16
CaOy₀	0,5 2			4 2
MgOf₀	4,5 ', 30,9 ^}		14	0,5
^s insges.
Differenz %

^ 509841/0635

1) Die Differenz betraf im wesentlichen in Sulfaten Oxyden und Hydrooxyden gebunden H und O.

2) Als Oxyd und Sulfat gebundenes Fe.

Abgasanalyse

so

CO

H₉O

2Of₀ 15% 62f₀

, CO und O₂ alle nahe Qffo _L0_fi (g) 4,3 g / Nm³

Beispiel 4

Bei diesem Versuch wurden in den Ofen 200 kg h ~ Laugen rückstände aus einer leicht basischen Lauge von reduziertem Material eingegeben. Verhältnismässig grosse Mengen Zink ■waren in diesen Rückständen enthalten. Der Ofen wurde weiter hin versorgt mit 340 kg h ~ Quarz, 160 kg h ~ Lehmschlacke,

1 3—1

100 kg h Koks und 500 Nm h . Luft. Aus dem Ofen wurden

3—1 — 1

entnommen 800 Nm H Abgas zusammen mit 510 kg h Par -

tikeIn, 1350 kg h Schlacke und 80 kg h Rohblei. Der

elektrische Effekt betrug 800 KW. Das Ergebnis kann den fol genden Analysen entnommen werden.

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Analysen:

Rückstände

Rohblei Partikel im
Abgas

Erzeugte Schlacke

Pbfo

Agfa

Sb% Fe'i ie. 0%

6	,016
21	,04
O	,05
O	,4
O
22
3	,5
1	,3
1
0

insges.$ 10,5 Differenz fo 34,2

99,5
0,3
0,2

5
52

0,8 10

40 30 14

0,5

1) Die Differenz betrifft im wesentlichen in Sulfaten und Oxyden gebundenes 0 in den Partikeln.

2) Als Pe₂^s *^m Rückstand gebundenes und als Sulfat und Oxyd in den Partikeln vorhandenes Fe.

Abgasanalyse;

SO

CO , H₂O

300

3ffo

49$

, CO und O₂ alle nahe Of₀ (g) 0,7 g/Nm³

9 841/063 5

Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur thermischen Aufbereitung von Laugen rückständen aus der nassmetallurgischen Zinkgewinnung, bestehend aus Laugenrückständen und/oder eisenreichen Ausfällungen aus der Laugenlösung, die Zink und geringere Mengen von Blei, Kupfer
Edelmetallen so\vie Unreinheiten enthalten, die im wesentlichen in Form von Sulfiden, Sulfaten, Oxyden und Ferriten vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstände einem Reaktor zugeführt und unter nicht reduktiven Bedingungen und hei solchen Sauerstoffteildrücken erhitzt werden, dass das vorhandene Blei Bleioxyd Mldet, wonach das Material reduziert wird durch Zu gäbe eines Reduktionsmittels in einer solchen Menge, dass Blei und Zink in wesentlichem Umfang reduziert werden, wobei die
gleichzeitige Reduktion von Eisen vermieden wird und weiterhin Zink in Elementarforjn ausgetrieben wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffteildruck zum Spalten der Schwefelverbin düngen einen Druck überschreitet, der durch folgende Gleichung definiert wird: log P_Q =1,76-14,37 1000 _t wobei T in Kelvin

2 _T

angegeben ist.

3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffteildruck in der Atmosphäre im Ausgleich
mit der Schlacke während der Reduktion bei einem maximalen
Wert eines Sauerstoffteildruckes gehalten wird von:

^P0₂ = ⁵'⁷ - ¹⁶>⁷ i^£ + 2 log a ^{W0l3ei a}P*n ^die

Aktivität des Bleioxyds in der Schlacke oberhalb der Blei schmelze angibt.

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4.) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffteildruck während der Reduktion bei nicht mehr als log P_n = 0,1 - 16,7 1000

^υ2 "Τ

gehalten wird.

5.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Sauerstoffteildruck in der Atmosphäre im Ausgleich mit der Schlacke während der Reduktion hei nicht weniger als .log P =4,0-23,4 1000

^υ2 ~Τ

gehalten wird.

6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Rückstandsmaterial aus einem Teil Laugenrückstand auf 0,5-5 Teile Eisenausfällung aus der Laugenlösung besteht.

7.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass das Rückstandsraaterial einen Teil Laugenrückstand auf 0,5-1 Teile Eisenausfällungen bildet.

8.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Rückstandsraaterial in ein Ende eines länglichen Ofens eingeführt wird, wo das Material zunächst gespalten wird und danach mit der Schlacke zum anderen Ende des Ofens fliesst, wo ein Reduktions mittel zugegeben wird, wobei Luft vorzugsweise an dem Beschickungsende des Ofens zugeführt wird.

9.) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass das Rückstandsmaterial in einem läng liehen Ofen geschmolzen wird, der beispielsweise durch Elektroden vpm Typ Soderberg, die in die Schmelze ge taucht werden, erhitzt wird.

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10.) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche Ofen mittels einer Luft-Brennstoff-Flamme geheizt wird.

Ii.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in zwei Schritten in einem Drehofen durchgeführt wird, wobei Sulfide und Sulfate zunächst während der Sauerstoffzugabe gespalten werden, wonach die Blei- und Zinkoxyde durch Zugabe eines Reduktionsmittels reduziert werden.

12.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Reduktionsmittel Koks zu gegeben wird.

13.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion bei einer Temperatur zwischen 1200 und 1350 C, vorzugsweise zwischen 1275 und 1325° C durchgeführt wird.

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