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Pyrometallurgisches Verfahren zum Raffinieren an Blei Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum py@ometallungischen Raffinieren von Blei, bei dem durch
Sintert von Bleikonzentraten, insbesondere sulfidischen Mine@allen, wie Bleiglanz,
gewonnenes Bleioxid einer Reduktions- und Raffinierbehandlung unterzogen wird Wegen
der Schwierigkeit, Bleisulfid Zu metallirchem Blei zu reduzieren, besteht ein ubliches
Vorbehanalungsverfahren darin, daß Bleikonzentrat in die Form von Bleioxid umgewandelt
wird, indem das Bleikonzent@at gesintert oder geröstet und anschließend gesintert
wird um einen größeren Teil des darin enthaltenen Schwefels auszutreiben Soll das
gesinterte Erz in einem Schachtofen geschmolzen werden, ist die Ausbildung einer
zweckentsprechende. Menge einer Schlacke mit guter Fließfahigkeit erforderlich.
Das Schlackekonzentrat enthält auf Grund seines hohen Bleigehalts
im
allgemeinen eine unzureichende Menge an schlackebildenden Komponenten wie Eisen9
Siliciumdioxid und dergleichen. Um für ein stabiles Arbeiten des Ofens zu sorgen,
wird daher im allgemeinen so vorgegangen, daß Schlacke bildner unmittelbar in den
Ofen eingebracht oder dem Erz unmittelbar zugesetzt werden, beispielsweise indem
die Schlackebildner- während der Röst- und Sinterbehandlung dem Erz zugegeben wer-den.
Zu aerartigen Schlackebild@ern gehören Eisenschrott oder Pyritabbrond zur- Bereitstellung
von Eisen sowie kieselsäurehaltiges Gestein e Kupfer-schmelzofenschlacke oder Bleischmelzofenschlacke
zur Bereitstellung von Siliciumdioxid. Wenn mit Eisenschrott gearbeitet wird, wird
dieser unabhängig von oder zusammen mit aem gesinterten Erz in einen Schachtofen
eingebracht. wird mit Pyritabbränden gearbeitet, werden diese dem Bleikonze@trat
zugemischt, bevor dieses gesintert wird die so gebildeten, Pyritabbrand enthaltenden
gesinterten Erze werden dann in einen Schachtofen eingebracht.
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Das vor-stehend erlauterte Verfahren 1st jedoch mit çe!-schiedenen
Mängeln behaftet. Wenn Eisenschrott zusammen mit dem gesinterten Erz, kieselsdurehaltigem
Gestein, Koks usw, in einen Schachtofen eingebracht wird, ist es wegen der unregelmäßigen
Gestalt des Eisenschrotts schwierig, diesen innerhalb des Ofens gleichmäßig zu verteilen.
Wird
mit Pyritabbränden gearbeitet. l@ßt stich zwar das Problem
der ungleichmdßigen Verteilung im Ofen @usräumen, weil es möglich ist, die Pyritabbrande
zunachst mit dem Bleikonzentrat zu vermischen und beide denn gemeinsam zu sintern.
Das in dem Pyritabbrana enthaltene Eisen liegt jedoch in Form von Hämatid vor und
muß dementsprechend zu Eisen reduziert werden , um das Verhältnis von CO zu C02
im Ofengas anzuheben. Wenn aber das Reduktionsvermogen der Ofenatmosphäre in dem
Maße nachläßt, in aem die Atmosphäre entsprechend den jeweiligen Arbeitsbedingungen
des Ofens fluktuiert, wird die Reduktion des Hämatit oft unzureichend, so daß keine
Schlacke mit der gewunschten guten Fließfähigkeit gebildet wird. In solchen Fallen
wird das Betriebsverhalten des Ofens instabil; die Bleischlackeverluste, d.h. die
auf den Übergang von Blei in die Schlacke zurückzuführenden Verluste, nehmen zu.
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Beim Raffinieren von Zink fdllt Wälz-Verfahren-Schlacke an, wenn Zink
aus dem pestillationsrückstond eines pyrometallurgischen Zinkraffinierverfahrens
oder dem Laugrückstand eines hydrometallurgischen Zinkraffinierverfahrens verflüchtigt
wird. Ein solches Verflüchtigen von Zink erfolgt durch Mischen des Rückstandes mit
Koks und Behandeln des Gemischs in einem Drehrohofen bei Verbrennung von feinkröniger
Kohle (Wälz-Verfahren).
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Eine derartige zusötzliche Behandlung ist erforderlich um Zink aus
dem Destillations- oder Laugr-uckstana zurur:kzugewinnen, der noch einen hohen Zinngehalt
hat Beim Raffinieren von Zink durch Destlllation kommt es auch nach ausreichendem
Reduzieren und Verflüchtigen des Zinks zu einer Umwandlung des vorhanden Eisenoxids
in elementares Eisen. Der Destillationsrückstand kann daher in einen nicht-magnetischen
Teilrückstand mit hohem Zinkgehalt und einen eisenhaltigen magnetischen Teil rückstand
aufgetrennt werden. Diese Rückstände werden vorliegend als magnetisch abgetrennte
Rückstände bezeichnet. Der erstgenannte Teilrückstand, d.h. der Rückstand mit hohem
Zinngehalt, wird im Rahmen des Zinkraffinierverfahrens wiederholt behandelt. Die
Rückstände, die verbleiben9 indem Zink aus den in pyro- oder hydrometallurgischen
Zinkraffinierverfahren anfallenden Rückstand (beispielsweise den vorstehend erläuterten
Rückständen des Wdlz-Verfahrens und magnetisch abgetrennten Rückständen) beseitigt
wird, werden vorliegend als entzinrte Zinkgewinnungsrückstande" bezeichnet; sie
enthalten Gold. Silber und Kupfer. Ein Beispiel für die Zusammensetzung eines solchen
entzinkten Zinkgewinnungsrückstandes ergibt sich aus der untenstehenden Tabelle
1.
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TABELLE
| Bestandteil Au Ag Cu Fe Zn Si C |
| Gehalt 2,7 g/t 600 g/t 4,8% 58% 2,5% 8% 3% |
Bisher wurden entzinkte Zinkgewinnungsrückstande in erster Linie in einem Schmelzofen
oder Konverter behandelt um daraus die wertvollen Metalle zurückzugewinnen. Wenn
die Behandlung jedoch in einem Schmelzofen durchgeführt wird verhindert die in dem
Ofen vorherrschende reduzierende Atmosphdre, daß das Eisen in aer erforaet-lichen
Weine in die Schlacke übergeht, so daß die Kapazität des Ofens unvermeidlich beschränkt
wird. Wird die Behandlung der entzinkten Rückstände in einem Konverter vorgenommen,
bringt eine Zunahme der zu behandelnden Rückstande eine entsprechende Verminderung
des Kupfer steins mit sich um dessen Behandlung im Konverter es in erster Linie
geht. Infolge dessen sind der Behandlung von entzinkten Zinkgewinnungsruckständen
im Konverter im Hinblick auf die Produktivität Grenzen gesetzt. Keines der herkömmlichen
Behandlungsverfahren ist daher befriedigend leistungsfähig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
das zu einer erhöhten Produktivitat des
pyrometallurgischen Raffinierens
von Blei fuhrt und das es zugleich erlaubt, wertvolle Metalle aus aen entzinkten
Zinkgewinnungsruckständen zurückzugewinnen.
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Ausgehend von einem pyrometallurgischen Verfahren zum Gewinnen von
Blei durch Reduktion von gesintertem Erz, das durch Sintern von Bleikonzentrat ei.nsekließenden
Stoffen erhalten wird, wird diese AufgaDe erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß den
Stoffen vor aem Sintern entzinkte Zinkgewinnungsrückstände zugemischt werden.
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Es wurde nämlich gefunden. daß aie entzinkten Zinkgewinnungsrückstände
ausgezeichnete Eigenschaften als Schlackebildner in Bleischachtofen sowie als Entschwefelungs-
und Reduktionsmittel haben. Das pyrometallurgische Bleiraffinierverfahren nach der
Erfindung ist in hohem Maße wirtschaftlich. Der Verlust der Bleifraktion an die
Schlacke ist kleiner. Der Ofen arbeitet stobil. Gleichzeitig lassen sich in dem
entzinkten Zinkgewinnungsrückstand enthaltene wertvolle Metalle auf wirkungsvolle
Weise zuruckgewinnen.
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Bei dem pyrometallurgischen Bleiraffinierverfahren nach der Erfindung
wird Bleikonzentrat mit Zuschlägen wie Kalkstein, kieselsäurehaltigem Gestein usw.
sowie mit entzinkten Zinkgewinnungsrückstdnden gemischt.
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Das Gemisch wird im Rahme@ eines Sinte@p@@zesses ertschwe@elt@ das
erhaltene gesi@terte E@@ wi@@ z@s@mmen mit Koks in eine@ Schachtofen eingebr@@@t@
@m @@s dem Ble@k@ezent@at Blei zu gewinnen. Wenn das S@nte@@ im Ans @luß an ein
Rosten im Wirbelschichtrostofen e t@lgt, we@den die ent@inkten Zinkgewinnungsruckstande
den d@s Ble@konzent@at eins@hließenden Stoffen zwischen R@sten und Sintern z@gemischt.
Erfolgt dagegen eine stöndige Rost- und Sinterbehandl@ng @n einem Sinterofen, ohne
daß ein Rostoten @enutzt wird. werden die entzinkten Zinkgewinnungs@uckstande dem
Erzgemisch vo@ dem Einpringen in den Sinteroten zugemisert.
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Entsprechend einer bevorzugten Ausfuhrungsform des Sinterverfahrens
nach de Erfindung werden mit einem Teil Bleikonzentrat 0,15 bis 0,20 Teile entzinkte
Zinkgewinnungsrückstände, 0,04 bis 0,05 Teils k@eselsau@eh@ltiges Gestein, 0,1 bis
0,15 Teile kalkstein, 2.5 Teile von dem anschließenden Siebvorgang zur@ckgefuhrtes
gesintertes Pulver und 0,3 bis 0,5 Teile Bleisch@chtofens@hl@cke gemischt; das in
einer Pelletiervorrichtung pelletierte Gemisch wird in einen Sinterofen eingebracht
@ um dort unter Bildung des gesinterten Erzes erhitzt un.i entschwefelt zu werden,
das gesinterte Erz wlta onschließend @urch Sieben in einen kornigen und einen pulverto@migen
Anteil oufgetrenrt Die auf dem Sieb verbleibenden korner werden zusammen mit
8
bis 9% Kok in den Schachtofen gegeben während das durch das Sieb hindurchfallende
Pul@er zwecks erneuter Verwendung zu der dem Sintern vordusgehenden Mischphase zurückgeführt
wird. Kieselsäurehaltiges Gestein urd Kalkstein werden zugesetzt, um die Schlackezusammensetzung
einzustellen; dieser Zusatz kann entfallen, wenn die entzinkten Zi.nkgewinnungsrückst@nde
entsprechende Komponenten enthalten.
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Die Blelschachtofenschlacke wird als Schlackebildner benutzt; sie
kann durch andere Stoffe ersetzt werden. Beispielsweise kann die in einem Kupferschachtofen
oder in einem Kupfer schwebeschmelzofen anfallende Schlacke zusammen it Kieselsaurehaltigem
Gestein und Kalkstein verwendet werden. Im allgemeinen ist jedoch der Bleigehalt
der Bleischachtofenschlacke'verhältnismäßig hoch. Er liegt in der Regel zwischen
2 und 4,5%. Durch wiederholtes Verwenden eines Teils der gebildeten Schlacke wird
der Verlust an in die Schlacke ubergehenaem Blei minimal gehalten. Auch wenn die
entzinkten Zinkgewinnungsruckstände vor dem Sintern in das Bleikonzentrat eingemischt
werden, brauchen die Arbeitsbedingungen des Sinterverfahrens und des Schachtofenverfahrens
gegenüber den herkömmlichen Bedingungen nicht abgeändert zu werden.
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Das oben angegebene typische Zusammensetzungsverhaltnis kann in geeigneter
Weise geändert werden, um die für einen
bestimmten Bleischachtofen-Raffi@iervorgang
gunstigste Schlacke zu erhalten. Die verwendete Menge an entzinkten Zinkgewinnungsruckständer
wird anhand des Gesamtelsengehalts und der Menge des in der Schlacke vorhandenen
Zinks bestimmt. Soll eine Schlacke er.zielt werden 5 die 25 bis 27% Eisen 24 bis
25% Siliciumdioxid und 10% Zink enthalt, sollte die Menge an zugesetzten entzinkten
Zinkgewinnungsrückständen vorzugsweise 20% der Menge des Bleikonzentrats nicht überschreiten.
Bei Verwendung von mehr als 20% entzinkten Zinkgewinnungsruckstanden kann es moglicherweise
zur Bildung von Eisen im Ofen kommen.
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Wird entsprechend dem üblicher Vorgehen Pyritabbrand zur Bereitstellung
von Eisen verwendet? wird in der Zinkschachtofenschlacke soviel Magnetid gebildet,
daß es bei wiecerholtem Einsatz des Pyritabbrandes zu unstabilen Arbeitsbedingungen
im Ofen kommen kann. Wird dagegen mit entzinkten Zinkgewinnungsruckstanden gearbeitet,
wird in der Schlacke nur eine kleine Menge an Magnetid erzeugt, so daß die Schlacke
wi.ederholt verwendet werden kann.
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Von Wichtigkeit für den Bleisschachtofen ist, daß während des Sinterprozesses
eine ausreichende Entschwefelung erzielt wird. Durch die Verwendung von entzinkten
Zinkgewinnungsruckständen
werden auch in dieser Hinsicht wesentlich gunstigere Eigenschaften erreicht. Im
Falle des herkömmlichen, mit Pyritabbrand arbeitenden Verfahrens liegt der Restschwefelgehalt
in dem gesinterten Material im Mittel bei 1,90%; in mehr als 40% der Fälle stellt
sich ein Restschwefelgehalt von>2.0°% ein. Bei Verwendung der entzinkten Zinkgewinnungsrückstände
lag dagegen bei im ubrigen gleichen Bedingungen der Restschwefelgehalt im Mittel
bei 1 ,690/e; in keinem Fall überstieg der Rest Schwefelgehalt 2,0% Dies ist auf
die Form und die physikalischen Eigenschaften der entzinkten Zinkgewinnungsruckstände
zurückzuführen, die während des Sinterverfahrens für eine wirkungsvolle Belüftung
und einen ausreichenden Zug sorgen.
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Die entzinkten Zinkgewinnungsrückstdnde haben auch einen günstigen
Einfluß auf die in einem Schachtofen ablaufende Reaktion. Da Eisen und Silicium
in den entzinkten Zinkgewinnungsrückständen in metallischer Form und in Teilchengestalt
vorliegen, sind sie keiner internen Oxidation ausgesetzt. Beim Beschicken des Schachtofens
mit entzinkten Zinkgewinnungsrückständen wird daher keine große Menge an Eisenoxiden
eingebracht, die im Ofen reduziert werden müssen; infolge dessen werden die Reduktionsmittel
für die Reduktion des Eisenoxids nicht so stark verbraucht
daß
sie knapp werden.
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Eisen und Silicium wirken in ihrer metallischen Form als Reduktions-
und Ents'chwefelungsmittel, sie unterstützen infolge dessen die Stabilisierung der
Arbeitsbedingungen und die Leistungsfähigkeit der Ofenbehandlung. Die Menge des
in die Schlacke übergehenden Bleis wird auf diese Weise vermindert; auf dem Schachtoten
sammeln sich keine Ansätze an; es hat eine Verlängerung der ununterbrochenen Arbeitsdauer
des Ofens (Verringerung der Abschaltdauer) zur Folge.
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Außerdem sorgt das Verfahren nach der Erfindung fur- eine wirkungsvolle
Rückgewinnung wertvoller Metalle, wie Gold und Silber, die in den entzinkten Zinkgewinnungsrückständen
enthalten sind. Da der Bleischachtofen eine weniger stark reduzierende Atmosphäre
als der Kupferschachtofen hat, geht ein erheblicher Anteil des in den entzinkten
Zinkgewinnungsrückständen vorhandenen Eisens in die Schlacke über, so daß das Vorhandensein
von Eisen die Behondlungskapazität nicht begrenzt. In den entzinkten Zinkgewinnungsrückständen
enthaltenes Gold, Silber und Kupfer wird in dem gewonnenen Blei und im Abstrich
konzentriert. Der Abstrich kann in bekannter Weise, beispielsweise mittels eines
Elektroofens, behandelt werden,
um Gold, Silber und Kupfer zur-uckzugewinnen.
Bei Verwendung eines Elektroofens lassen sich 'ungefåhr 90% des Kupfers sowie ungefahr
96% des Golds und des Silbers aus den entzinkten Zinkgewinnungsrückstdnden zurückgewinnen.@
Aus dem vorstehenden folgt, daß mit dem beschriebenen Verfahren die Leistungsfähigkeit
der Behandlung im Bleischachtofen verbessert wird und die in entzinkten Zinkgewinnungsrückständen
vorhandenen wertvollen Metalle zurückgewonnen werden können, indem derartige Rückstände
für ein Raffinieren mittels des Bleischachtofens benutzt werden; das Verfahren eignet
sich daher in besonderer Weise für das Schmelzen von Zink und Blei.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sei im folgenden anhand eines praktischen
Beispiels näher erläutert.
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Beispiel Bleikonzentrat, magnetisch abgetrennter Rückstand, kieselsäurehaltiges
Gestein, Kalkstein, Bleischachtofenschlacke und aus dem Sinterverfahren zurückgeführtes
Pulver wurden in einer Menge von 128 t/Tag, 20,2 t/Tag, 5,1 t/Tag, 16,0 t/Tag, 46,2
t/Tag bzw. 320 t/Tag-gemischt und in einer Pelletiervorrichtung pelletiert. Das
pelletierte
Gemisch wurde entschwefelt und gesintert, indem es
in einer Sintervorrichtung auf 9000C erhitzt wurde. Das gesinterte Erz wurde mit
Hilfe eines Siebes mit einer Maschenweite von 30 mm gesiebt. Das durch das Sieb
hindurchfallende Erz wurde zu der dem Sinterverfanren vorausgehenden Mischphase
zwecks Wiederverwendung zuruckgeführt, wahrend das auf dem Sieb liegenbleibende
Erz zusammen mit Koks in einer Menge von 17 t/Tag in einen Bleischachtofen eingegeben
wurde.
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Der unter normalen Arbeitsbedingungen betriebene Ofen lieferte Blei,
Abstrich und Schlacke in Mengen von 78,2 t/Tag, 12,4 t/Tag bzw. 106,9 t/Tag. Ein
Teil der Schlacke2 und zwar 46,2 t/Tag, wurde zur Bereitstellung von Siliciumdioxid
im Sinterverfahren wiederholt benutzt.
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Unter den vorstehena genannten Betriebsbedingungen wurde über zwei
Monate hinweg ein sehr günstiges und gleichbleibendes Betriebsverhalten er-zielt.
Der Restschwefelgehalt des gesinterten Erzes betrug im Mittel 1,69%. Der Bleigehalt
de-r Bleischachtofenschlacke lag bei 1,66%, was eine wesentliche Verminderung im
Vergleich zu dem mittleren Wert von 3,46% darstellt, der unter sonst gleichen Betriebsbedingungen
für ein mit Pyritabbrand arbeitendes konventionelles Verfahren erhalten wurde. Durch
die Bildung von Ansätzen am Ofen war es außerdem bisher unvermeidlich, den Ofen
nach einer Arbeitsdauer von 1 1/2 Monaten außer
Betrieb zu setzen.
Bei Verwendung des vorliegend beschriebenen Verfahrens waren dagegen selbst nach
einer zweimonatigen Betriebsdauer keine Ansätze zu beobachten, der Ofen brauchte
nicht abgeschaltet zu werden. 96,4% des Goldes, 96,6% des Silbers und 90% des Kupfers.
die in den entzinkten Zinkgewinnungsrückständen enthalten waren wurden zuruckgewonnen.
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Ansprüche: