DE2625532C3

DE2625532C3 - Verwendung von Schmelzgranulaten aus Schlacken von metalsilikathaltiger Steinkohle

Info

Publication number: DE2625532C3
Application number: DE19762625532
Authority: DE
Inventors: Friedrich Albert Dr.-Ing. 5303 Bornheim Schwind
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1976-06-05
Filing date: 1976-06-05
Publication date: 1981-04-30
Also published as: FR2353645B1; DE2625532B2; IT1083410B; FR2353645A1; GB1585198A; DE2625532A1

Description

Beispiel
Eine Schlacke mit der Zusammensetzung

SiO₂

CaO Al₂O₃ Fe₂O₃ TiO₂ K₂O

56,2% 2,3% 26,2% 10,4% 0,9% 4,0%

und einer Temperatur von 1450⁰C wurde mit kaltem Wasser abgeschreckt. Die spröden Granalien von ca.

2-5 mm Größe wurden anschließend auf -100 mesh gemahlen. 50 kg des Mahlgutes wurden mit azeotroper (22 Gew.^o/o HCI) Salzsäure unter Rückfluß bei ca. 108⁰C gekocht. Das Verhältnis Flüssigkeit zu Feststoff war 5:1.

Nach 4 h Reaktionszeit wurde der leicht filtrierbare feste Rückstand abgetrennt, gewaschen und bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.

Das Rückstandsgewicht betrug 30,15 kg und hatte folgende Zusammensetzung

Fe₂O₃

TiO₂

CaO

AI₂O₃

K₂O

0,58% 0,70% 0,15% 1,4%
Der Rest war SiO₂.
Es haben sich demnach aufgelöst

0,15%

Fe₂O₃ TiO₂

CaO

AI₂O₃ K₂O

96,6% 53,3%

96,8% 97,6%

Fe₂O₃ TiO₂ CaO Al₂O₃ K₂O

32,10% 10,2% - 31,30% 44,4%

3

Aus einer gleich fein gemahlenen aber nicht abgeschreckten Vergleichsprobe haben sich aufgelöst

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von Schmelzgranulaten aus Schlakken metallsilikathahiger Steinkohle zur Metallgewinnung durch Laugen mit Säure.

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Schmelzgranulaten aus Schlacken metallsilikathahiger Steinkohle.

In vielen Steinkohlen sind als hauptsächliche Aschebestandteile Tonerde und Kieselsäure enthalten. Daneben können die Oxide von Eisen, Titan, Mangan, Vanadium, Zink und Phosphor auftreten. Weitere Elemente sind spurenweise zugegen.

Sowohl die Zusammensetzung der Kohlenasche als auch ihr Erweichungs-, Schmelz- und Fließverhalten lassen sich durch geeignete Zusätze beeinflussen, deren Auswahl dem Fachmann überlassen werden kann. Zur Bestimmung des Ascheschmelzverhaltens sei auf DIN 51 730 hingewiesen.

Salze der Kieselsäure mit einem oder mehreren unterschiedlichen Kationen, die entweder in der Natur vorkommen oder künstlich hergestellt werden, sind häufig in neutralen oder sauren Medien unlöslich oder sehr schwer löslich. Ihre Behandlung mit basischen Lösungen führt zur Bildung von meist wasserlöslichen Salzen der Kieselsäure und der verwendeten Base. Zur Auflösung der Metallionen in Säuren muß die silikathaltige Substanz außerordentlich fein gemahlen und/oder auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden, um die erwünschte Auflösung des kationischen Metallanteils zu erreichen.

Die Laugung von zerkleinerten Silikatschlacken bzw. zerkleinerten Metallsilikaten mit Säure ist bekannt (vgl. US-PS32 28 592).

Schmelzgranulate aus Steinkohleschlacken bzw. -aschen enthalten zum Teil wertvolle Stoffe und werden bereits für verschiedene Zwecke, z. B. zur Baustoffherstellung, verwendet (s. Chemiker-Zeitung, Chem. App. 1960, Nr. 17. S. 564-67). Bei der Herstellung von Granulaten ist es üblich, die Schmelze vor oder während der Abkühlung bzw. vor oder während des Einbringens in die Flüssigkeit zu verteilen sowie die Schmelze zu verdüsen (vgl. DE-PS 9 54 579 und DE-Patentanmeldung D 19 842 IVc/ 18b).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die technische Verwertung von Steinkohleschlacken zu erweitern.

Die Lösung besteht erfindungsgemäß in der Verwendung von Schmelzgranulaten aus Schlacken metallsilikathahiger Steinkohle /ur Metallgewinnung durch Laugen mit Säure.

Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß die Auflösungsgeschwindigkeit der einfachen oder polymetallischen Silikate in Säuren erheblich erhöht werden kann, wenn die Silikate über ihren Schmelzpunkt erhitzt werden und die resultierenden Schmelzen sehr schnell abgekühlt werden. Es ist vorteilhaft, diese Abkühlung noch durch möglichst feine Zerteilung der Silikatschmelze zu beschleunigen und dabei ein sehV feinkörniges Material zu erhalten, das dem Säureangriff eine möglichst große Oberfläche bietet, beispielsweise durch Verdüsung mit Wasserdampf oder Luft, oder durch Abschrecken des geschmolzenen Silikates mit

Flüssigkeiten.

Das abgeschreckte silikathaltige Material ist brüchig

und spröde, so daß es leicht weiter zerkleinert werden kann, wobei der dazu benötigte Energieaufwand im Vergleich mit nicht umgeschmolzenem und unabgeschrecktem Material wesentlich geringer ist.

Der bei dem SUureaufschluß anfallende Rückstand, der im wesentlichen aus Kieselsäure bzw. säureunlöslichen Metallsilikaten besteht, erweist sich in der Regel

ίο als sehr oberflächenaktiv und läßt sich demzufolge in an sich bekannter Weise, z. B. durch Umsetzung mit Basen bzw. Metalloxiden, insbesondere Alkali- oder Lrdalkali-Oxiden in wäßriger Lösung oder Aufschlämmung, zu wertvollen Produkten weiterverarbeiten, so daß auch der anionische Anteil des aufgeschlossenen Metallsilikates einer Verarbeitung zugeführt werden kann.

Da in vielen Ländern heute die Wärmeerzeugung aus Steinkohle, insbesondere bei Verwendung von ballastreichen Kohlen mit niedrigem Ascheschmelzpunkt, durch Kammer- oder Zyklonschmelzfeuerungen erfolgt und die Schlacke entsprechend der Größe der Kraftwerke in sehr beträchtlichen Mengen anfällt, ist die Verwertung der anfallenden Schlacke von besonderem Interesse.

Die aus den Schmelzfeuerungen abfließende Schlacke ist schnell abzukühlen und gleichzeitig bzw. anschließend dem Säureaufschluß zu unterwerfen.

Die extrahierten Metalle werden in an sich bekannter Weise aus den Säureaufschlußlösungen isoliert und gegebenenfalls weiter aufbereitet.