DE2705654C2

DE2705654C2 - Verfahren zum Gewinnen von Blei und Silber aus Blei-Silber-Rückständen

Info

Publication number: DE2705654C2
Application number: DE2705654A
Authority: DE
Inventors: Ian George Kew Victoria Matthew; Ralph Watt Sandy Bay Tasmania Pickering; Takashi Suzuki; Hisashi Kanagawa Uchida
Original assignee: Electrolytic Zinc Company of Australasia Ltd
Current assignee: Electrolytic Zinc Company of Australasia Ltd
Priority date: 1976-02-27
Filing date: 1977-02-10
Publication date: 1986-06-05
Also published as: FR2342345B1; FI67572C; NL188105C; FI67572B; SE7702055L; DE2705654A1; US4135912A; CA1086073A; FR2342345A1; NO146995B; NO770525L; FI770338A; SE415373B; ES455324A1; NL7700682A; NO146995C; SE415373C; NL188105B; BE841411A

Description

ίο A) eine Mischung aus den Blei-Silber-Rückständen, den Schlackenbildnern und dem kohlenstoffhaltigen

Reduktionsmitteln, wobei die Menge des eingesetzten Kohlenstoffes im Bereich von 94% bis 130% eines berechneten Betrages an Kohlenstoff liegt, der sich zusammensetzt aus

a) 24 g Kohlenstoff für je 207 g in der Charge als Bleisulfat vorliegendes Blei;

b) 12 g Kohlenstoff je 112 g in der Charge als Eisen(III)oxid oder in Form von Ferriten vorliegendes Eisen;

c) 12g Kohlenstoff für je 44 g beim Carbonatzerfall im Elektroofen freigesetztes Kohlendioxid:

d) 12g Kohlenstoff je g Mol der in der Charge vorliegenden Sulfate des Zinks, Mangans, Magt.aiiums und zweiwertigen Eisens;

e) 48 g Kohlenstoff für je 335 g des in der Charge als Jarosit vorliegenden Eisens;
f) 12 g Kohlenstoff je g Mol des in der Charge vorliegenden Calciumsulfate: wobei

g) 32 g von in der Charge verfügbarem Sauerstoff jeweils durch 32 g in der Charge vorliegendem

elementaren Schwefel verbraucht werden,
einem Elektroofen zugegeben wird und

B) unter Zusatz von Flußeisenschrott im Elektroofen eine Schlackenphase, eine Blei-Silber-Phase und eine Stein- oder Speise-Phase ausgebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flußeisenschrott in Stücken mit einer Stückgröße von 0,5 bis 50 cm, vorzugsweise von 1 bis 25 cm, zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die berechnete Kohlenstoff menge unter Berücksichtigung des Eintritts von Luft in die Ofenatmosphäre sowie unter Berücksichtigung des sich aus dem Elektroden-Abbrand im Elektroofen ergebenden Kohlenstoffs eingestellt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Ein solches Verfahren ist bereits aus der DE-OS 25 12 180 bekannt.

Bei diesem bekannten Verfahren werden Laugungsrückstände auf Blei und Silber in einem zweistufigen Verfahren aufgearbeitet, wobei die Laugungsrückstände in einem ersten Verfahrensschritt unter nichtreduzierenden Bedingungen zur Herabsetzung des Schwefelgehaltes weitgehend abgeröstet werden, worauf in einer zweiten Verfahrensstufe die beim Abrösten gebildeten Bleioxide reduziert werden. Die Bildung von Schwefeloxid und von Metalloxid erfolgt planmäßig, um die Bildung von PbS zu vermeiden. Die Bildung von Metalloxiden wird bei dem bekannten Verfahren durch Zufuhr von Luft in den benutzten Elektroofen gefördert Durch die Zufuhr von Luft bzw. durch die Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Sauerstoffpotentials in der Ofenatmosphäre erfolgt bei dem bekannten Verfahren die Bildung von Oxiden wie auch von Schwefeldioxid. In einem anschließenden Teilschritt erfolgt die Reduktion der Oxide unter Bildung einer Bleischmelze sowie von Kohlenoxiden. Mit dem bekannten Verfahren werden in erster Linie zinkhaltige Materialien, insbesondere Ferrite, mit konzentrierter Schwefelsäure gelaugt, wobei Rückstände erhalten werden, die erhebliche Mengen an Blei und Silber in Form von Sulfaten enthalten. In diesen Rückständen kann Blei in Mengen von mehr als rOVo in Form von Bleisulfat vorliegen.

Aus der DE-PS 9 45 413 ist es bekannt, Blei aus Bleimateriaiien im Elektroreduktionsofen unter Zusatz von Schlackenbildnern und Reduktionsmitteln, wie Kohle oder Koks, zu erschmelzen. Dieses Erschmelzen von Blei gestattet jedoch lediglich das Gewinnen von Werkblei aus sehr schwefelarmen Ausgangsmaterialien.

Aus der DE-PS 6 50 265 ist ein Verfahren zum Verarbeiten von Bleisulfat und bleisulfathaltigem Gut bekannt, welches in einem drehbaren Flammofen durchgeführt wird, wobei das zu verarbeitende Material in eine geschmolzene, kieselsäurehaltige Schlacke eingetragen wird. Ein Zusatz von Eisen wird bei dem bekannten Verfahren verwendet, um gebildetes Bleisilikat durch Eisenoxidul, welches sich aus Eisenzuschlag durch Reduktion bildet, in Bleioxid umzuwandeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung so auszubilden, daß hohe Schwefelmengen enthaltende Ausgangsmaterialien in einem lediglich einstufigen Verfahren zu Werkblei verarbeitet werden können, welches weniger als 1,1 % Schwefel enthält.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Die Ansprüche 2 und 3 beinhalten bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens nach Anspruch 1.

Die wesentlichsten Produkte des Verfahrens nach der Erfindung sind eine qualitativ hochwertige Bleischmelze, welche die Hauptmengen des gewonnenen Bleis, Silbers und Goldes enthält, sowie eine Schlacke, welche mit Ausnahme von Schwefel die übrigen Bestandteile der aufgearbeiteten Rückstände enthält. Nach dem Abkühlen sind diese Schlacken äußerst reaktionsträge, weshalb sie sich auf umweltfreundliche Weise deponieren lassen.

Die Gasemissionen des Verfahrens nach der Erfindung bestehen im wesentlichen aus Kohlendioxiden und

Schwefeloxiden, welche mit Luft vermischt sind. Diese gasförmigen Verfahrensprodukte können mit Hilfe bekannter Maßnahmen gereinigt werden. Als Elektroofen wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt ein Heroult-Ofen mit drei oder mehr Elektroden verwendet. Vorzugsweise erfolgt der Betrieb des Elektroofens bei Temperaturen von 1100 bis 1350° C.

Da die aufzuarbeitenden Rückstände in der Regel mehr als 15% Feuchtigkeit enthalten, ist es vorteilhaft, die Rückstände auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 10%, vorzugsweise von weniger als 5% zu trocknen, bevor sie in den Elektroofen eingesetzt werden. Auf diese Weise kann das Auftreten von Explosionen verhindert werden.

Schlacken auf der Basis des CaO-FeO-SiOj-Systems, die auch bis zu 17,4% ZnO und 123% AbO₃ enthalten, weisen, wie gefunden wurde, geeignete Betriebseigenschaften bei Temperaturen von 1100 bis 1380° C auf. Die Zusammensetzungen von einigen Schlacken, die während der Entwicklung und Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wurden, sind in der nachfolgenden Tabelle I aufgezählt.

Die Mengen der in der Schlacke vorhandenen Elemente sind der Einfachheit halber durch ihre Oxide ausgedrückt, dies bedeutet jedoch nicht, daß die Elemente notwendigerweise in Form der Oxide vorliegen müssen.

Tabelle 1
Schiackenzusammensetzungen

Test	Menge der zugegebenen trockenen	zerklei	Flußstahl	durch	Zusammensetzung der Schlacke	FeO	SiO₃	ZnO	AIjOj	PbO	Rest
Nr.	Flußmittel (i)/1001 des behan	nertes	schrott	schnitt	(in Gc
	delten trockenen Bleirückstandes	Eisen		liche	CaO
	zerkleiner- KaIk-	erz		Temp, in
	tes sili- stein	8,9	2,4	derSchlak-
	ciumhalti-	11,6	32	kenschicht		23,1	30,0	5,7	4,6	1.5	4,9
	ges Gestein	3,9	0	(⁰C)		283	26,2	62	63	0,7	2,7
1	6,6 193	4,0	0	1280	30,2	23,1	27.5	10,0	7.6	2,6	2,3
2	6,0 173	114	3,7	1290	28,4	25.1	24,8	11,1	123	4,3	-0.4
3	2,1 83		1310	263	25.5	29,1	7,9	5,1	0.2	10.2
4	22 84		1320	23,0
5	1,5 83		1310	22,0

Zur Herstellung von Schlucken mit einer geeigneten Zusammensetzung werden übliche Schlackenbildner zugegeben, wobei man die Mengen "ar Calcium-, Eisen-, Silicium-, Aluminium- und Zinkverbindungen berücksichtigt, die in den Bleirückständen und in dem Kohlenstoff enthaltenden Reduktionsmittel enthalten sind. Vorzugsweise hat der ais Schlackenbildner eingesetzte Kalkstein eine Teilchengröße von weniger als 5 mm oder er wird bis zu einer solchen Teilchengröße zerkleinert.

Als FeO-Materialien können Eisenerz, Flußstahlschrott, Rückstände aus einer Zinkgewiiinungsanlage, die Zinkferrit, Jarosite, Goethit, Hämatit oder Pyritschlacken enthalten, verwendet werden. Das tisenerz wird vorzugsweise in einer Teilchengröße von weniger als 5 mm verwendet oder es wird bis auf eine solche Teilchengröße zerkleinert. SKh-haltige Materialien sind Siliciumdioxidsand oder zerkleinerter Quarz. Das Siliciumdioxid hat vorzugsweise eine Teilchengröße von weniger ah> 5 mm oder wird bis auf eine solche Teilchengröße zerkleinert.

Auch können Schlacken, die in anderen Nicht-Eisen- oder eisenmetallurgischen Verfahren gebildet worden sind, als Schlackebildner oder Flußmittel verwendet werden. Bleihochofenschlacken sind besonders geeignet. Unter bestimmten Umständen kann es vorteilhaft sein, einen Teil der während des Schmelzens der Bleirückstände in dem Elektroofen gebildeten Schlacke im Kreislauf zurückzuführen.

Geeignete Materialien für das erforderliche. Kohlenstoff enthaltende Reduktionsmittel sind Koks. Koksgrus, Graphit, Holzkohle, Aktivkohle, Anthrazit oder Kohle. Der Abbrand der Kohlenstoff enthaltenden Elektroden trägt ebenfalls zu dem Gesamtbedarf an Kohlenstoff enthaltendem Reduktionsmittel bei. Vorzugsweise hat das Kohlenstoff enthaltende Reduktionsmittel eine Teilchengröße von weniger als 5 mm oder wird bis auf eine solche Teilchengröße zerkleinert.

Die Menge des eingesetzten Kohlenstoffs liegt im Bereich von 94% bis 130% eines berechneten Betrages an Kohlenstoff, der sich zusammensetzt aus:

a) 24 g Kohlenstoff auf jeweils 207 g Blei, das in Form von Bleisulfat in der Charge vorhanden ist;

b) 12g Kohlenstoff auf jeweils 112g Eisen, das in der Form von Eisen(l I I)oxid oder in Form von Ferriten in der Charge enthalten ist;

c) 12 g Kohlenstoff auf jeweils 44 g Kohlendioxid, das bei der Zersetzung der in der Charge enthaltenen Carbonate freigesetzt wird; so

d) 12 g Kohlenstoff pro g-Mol der in der Charge enthaltenen Sulfate von Zink. Mangan. Magnesium und Eisen(ll);

e) 48 g Kohlenstoff auf jeweils 335 g des in der Charge in Form von Jarositen enthaltenen Eisens;

f) 12g Kohlenstoff pro g-Mol Calciumsulfat in der Charge; und

g) 32 g elementarer Schwefel in der Charge, wodurch 32 g verfügbarer Sauerstoff aus der Charge entfernt werden.

Die Mischung aus den Bleirückständen, den Flußmitteln und dem Kohlenstoff enthaltenden Reduktionsmittel

wird kontinuierlich in den Elektroofen eingeführt Zweckmäßig können die einzelnen Bestandteile der Charge, die in den Ofen eingeführt wird, in getrennten Behältern gelagert und mit einer regulierten Geschwindigkeit aus diesen Behältern entnommen und auf einer Sammelfördereinrichtung gesammelt und von da in eine Ofenbeschickungsfördereinrichtung, wie ζ. B. einen Schneckenförderer, eingeführt werden. Es können auch mehr als eine Fördereinrichtung verwendet werden, um die Verteilung der Mischung in dem Ofen zu unterstützen, oder der Ofen kann um eine vei tikale Achse gedreht werden.

Die Beschickung des Elektroofens erfolgt kontinuierlich, gewünschtenfalls kann aber auch die Beschickung kurz vor und während des Abzugs der flüssigen Phasen unterbrochen werden, so daß eine vollständigere Trennung d^r Phasen erzielt werden kann.

ίο In ausgewählten Zeitabständen werden die flüssigen Phasen aus dem Ofen abgezogen. Alternativ kann der Ofen so konstruiert sein, daß die flüssigen Phasen kontinuierlich aus dem Ofen entnommen werden, und daß auf diese Weise die Grenzfläche(n) zwischen den übereinander angeordneten Flüssigkeitsschichten bei vorher festgelegten Höhen gehalten wird (werden). In dem Ofen entstehen mindestens zwei flüssige Phasen, eine Bleischmelzenphase und eine Schlackenphase.

Die nach dem erfindungsgemäGen Verfahren hergestellte Bleischmelze ist von hoher Qualität und hat einen niedrigen Gesamtschwefelgehalt von im allgemeinen weniger als 1%. Mehr als 70% des in den behandelten Bleirückständen enthaltenen Bleis, Silbers und Goldes werden in den Bleischmelzen zurückgewonnen. Diese Bleischmelze kann nach bekannten Reinigungsverfahren weiterbehandelt werden, um das Silber und das Gold abzutrennen und zu gewinnen und um metallisches Blei jeder gewünschten Reinheit herzustellen.

Typische Analysen des unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Behand'tsjg von Bleirückständen der in dem weiter unten folgenden Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung hergestellten Bieischmelze sind in der folgenden Tabelle II angegeben.

Tabelle II
Zusammensetzung der Bleischmelze (bullion)

Test	30	1	Zugegebene Menge an	Kohlenstoffzugabe	Zusammensetzung der Bleischmelze	Gesamt	Silber	Gotd
Nr.	2	trockenem Koksgrus	in % des empirisch	Blei	schwefel	g/t	g/t
	3	(t/100 t trockenem	ermittelten Bedarfs	Gew.-%	Gew.-%
35 4	Bleirückstand)			0,92	5310	25
5	8,4	108	97,55	0,14	4730	18
8,1	102	97,20	0,46	4570	19
6,0	119	97,16	1,04	5320	25
4,1	94	9738	0,17	4680	ig
8,2	130	97,80

Test N.\	Blei	Silber	Gold
1&2	96,1	94,6	100
kombiniert
3	79,2	73,5	74
4	71,7	71,6	87
5	92,0	88,6	100

Die Flußmittelzusätze, die durchschnittlichen Schlackentemperaturen und die Zusammensetzung der Sc,hlakke in jedem Test sind in der obigen Tabelle I angegeben. In der nachfolgenden Tabelle III sind die tatsächlichen Werte der Rückgewinnung von Blei, Silber und Gold in der Bleischmelze (lead bullion) bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.

Tabelle III

Metallrückgewinnung in der Bleischmelze (%)

Die Arbeitsbedingungen für diese Tests sind in den obigen Tabellen I und II angegeben.

Wie aus den in der Tabelle I angegebenen Werten hervorgeht, weisen iie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schlacken im allgemeinen eine geringe Bieikonzentration auf. Die Bleiverluste in der Schlacke sind gering. Der in der vierten Schlacke erhaltene hohe PbO-Gehalt von 4,3% ist auf die Kohlenstoffzugabe zurückzuführen, die nur 94% des empirischen Bedarfs betrug, während die anderen Schlacken unter Verwendung von Kohlenstoffzusätzen innerhalb des Bereiches von 100 bis 130% des empirischen Bedarfs hergestellt wurden,

Bleirückstände, die in elektrolytischen Zinkherstellungsanlagen gebildet und nach dem erfindungsgeinäßen Verfahren behandelt werden, können Verunreinigungen in Form von Elementen oder Verbindungen, wie z. B. in Form von elementarem Schwefel, in Form von Gips oder Jarosit, enthalten, welche die Bildung einer flüssigen Lechphase neben den Bleischmelzen- und Schlackenphasen bewirken könnpn. Wenn die Bleirückstände eine merkliche Menge an Arsen oder Antimon enthalten, dann kann unter bestimmten Umständen eine flüssige Speisephase gebildet werden. Wenn in dem Verfahren eine dritte flüssige Phase gebildet wird, dar.n wird diese Phase aus dem Ofen getrennt entnommen. Die spezifischen Gewichte der flüssigen Phasen sind ganz verschieden, sie betragen in der Regel bei der Schlacke 3,5, bei der Lechphase 5, bei der Speisephase 6 und bei der

Bleischmelze 11, so daß in dem Elektroofen schnell eine zufriedenstellende Auftrennung in getrennte Schichten auftritt.

In Elektroöfen vom Heroult-Typ, bei denen die elektrisch zugeführte Wärme in erster Linie aus einer Widerstandserhitzung stammt als Folge des Durchgangs von elektrischem Strom durch die Schlackenphase, erfolgi nur eine geringe Bewegung durch induktives Rühren. Dieses induktive Rühren fördert die Erzielung von zufriedenstellenden Massenübertragungsgeschwindigkeiten und Reaktionsgeschwindigkeiten innerhalb und zwischen den Phasen, es beeinträchtigt jedoch nicht eine zufriedenstellende Trennung der flüssigen Phasen voneinander. Dies ist ein wesentlicher Vorteil, der eine Folge der Verwendung eines Elektroofens in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist im Vergleich zu einem Hochofen oder einem Drehrohrofen, bei dem die Bewegung zu heftig ist, und im Vergleich zu einem Reverberierofen, in dem die Bewegung zu schwach ist. in

Es wurde gefunden, daß dann, wenn in den Bleirückständen vorhandene Verunreinigungen die Bildung einer Lechphase verursachen oder die Bildung einer Lechphase verstärken, durch eine Verringerung der Kohlenstoffzugabemenge die Menge der gebildeten Lechphase abnimmt. Es wurde ferner gefunden, daß durch Zugabe von Flußstahlschrott Blei, Silber und Gold aus einer solchen Lechphase verdrängt werden, wodurch die Rückgewinnung dieser Metalle in der geschmolzenen Bleiphase erhöht wird.

Die bevorzugte Größe der Flußstahlschrottabfall-Teilchen beträgt 0,5 bis 50, vorzugsweise 1 bis 25 cm. Durch diese Größe wird sichergestellt, daß der Schrott leicht durch die obersten flüssigen Phasen nach unten sinkt, so daß er auf der Bleischmelze schwimmt und in direkten Kontakt mit der flüssigen Lechphase kommt, so daß er sich in der gewünschten Position zum Verdrängen des Bleis, des Silbers und des Goldes aus der Lechphase in die geschmolzene Bleiphase befindet. Ein Vergleich der Ergebnisse der Tests 3 und 4 (Tabelle III) mit denjenigen der Tests 1 und 2 (kombiniert) und 5 zeigt diesen Effekt: Schrotteisen wurde nur in den Tests 1, 2 und 5 zugegeben. Bei dem Test Nr. 4 kann jedoch, wie weiter oben angegeben, die niedrigere Bleirückgewinnung in der Bleischmelze zum Teil auf eine erhöhte Bleikonzentration in der Schlacke als Folge der Verwendung einer geringeren Menge Kohlenstoff zurückzuführen sein.

Wenn die Bleirückstände mehr als 0,1% Arsen enthalten, gibt man vorzugsweise Flußstahlschrott in ausreichender Menge in den Elektroofen, um die Bildung einer flüssigen Speisephase zu fördern, in der das Arsen konzentriert wird, wodurch die Bildung einer Bleischmelze mit einem niedrigeren Arsengehalt ermöglicht wird. Es ist zweckmäßig, genügend Flußstahlschrott (-abfall) zuzugeben, so daß die Eisenkonzentration in der dabei erhaltenen Speisephase hoch genug ist, um das Arsen aus den Tröpfchen der Bleischmelze zu extrahieren, wenn sie durch die flüssige Speisephase in die Bleischmelzenphase nach unten sinken.

Wenn die flüssige Speisephase aus dem Elektroofen abgezogen wird, läßt man sie abkühlen, vorzugsweise in Tiegeln, unter Bildung von großen Klumpen aus einer festen metallartigen Phase, die gegen Verwitterung beständig ist, die durch Lagerung auf dem Boden ohne Gefahr der Umweltverschmutzung beseitigt werden kann.

Während der Behandlung der Bleirückstände nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden einige der feinen Feststoffe, die in den Elektroofen eingeführt werden, in Suspension in den Gasemissionen mitgerissen. Diese Feststoffe öder Stäube können nach Stäiidärdvcffähfen zurückgewönnen werden. Neben den Stäuben führen die Gasemissionen auch einige Mengen Rauch mit sich, der aus verflüchtigten Metallen oder Verbindungen, insbesondere Zink, Blei und Cadmium, stammt. Diese Dämpfe können ebenfalls nach Standardverfahren zurückgewonnen werden. Die Stäube und Dämpfe können im Kreislauf in den Ofen zurückgeführt werden oder sie können dann, wenn ihre Zusammensetzung dies lohnend erscheinen lassen, zuerst mit einer Säure ausgelaugt werden, um Zink und Cadmium zu extrahieren, und dann kann de- erhaltene Rückstand als Teil der Ausgangsmaterialien in den Ofen zurückgeführt, werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

45 Beispiel 1

28,06 Tonnen (Trockengewicht) eines Bleirückstandes aus einer eiektrolytischen Zinkherstellungsanlage wurden kontinuierlich und direkt in einen 800-kVA-Elektroofen vom Heroult-Typ mit einer durchschnittlichen Beschickungsgeschwindigkeit von 0,4 t (Trockengewicht) Bleirückstand pro Stunde eingeführt.

Der in den Ofen eingeführte Bleirückstand enthielt 3,5% Feuchtigkeit und hatte, bezogen auf das Trockengewicht, die nachfolgend angegebene Zusammensetzung.

,99 t

Blei	243%	6,99 t
Silber	973 g/t	273 kg
Gold	3 g/t	84g
Zink	5,4%	1,515 t
Eisen	8,0%	2,245 t
CaO	54%	1,543 t
SiO₂	63%	1,936 t
AI₂O₃	1,8%	0,505 t
Kupfer	0,17%	0,048 t
Cadmium	0,05%	0,012 t
Arsen	0,06%	0,017 t
Antimon	0,05%	0,014 t
Magnesium	0,12%	0,034 t
Barium	0,1%	0,028 t
Kalium	030%	0,084 t

Natrium 0,02% 0,0051

NH₄ 0,76% 0,213 t

Die Gesamtschwefelkonzentration in dem Rückstand betrug 14,75% und sie setzte sich wie folgt zusammen:

Elementarer Schwefel 3,5%

Sulfidschwefel 0,7%

Sulfatschwefel 10,55%

to Mehr als 90% des Bleis in dem Rückstand lagen in Form von Bleisulfat vor.

Der verwendete Elektroofen hatte einen Innendurchmesser von etwa 2,1 m und er war mit 3 von oben eingeführten, vorgebrannten Graphitelektroden ausgestattet, die in einem gleichzeitigen Dreieck angeordnet waren. Die von dem Elektroofen während des Tests verbrauchte elektrische Energie betrug etwa 400 kW. Die Gewichte der Flußmittel und des Koksgruses, die zusammen mit dem Bleirückstand in den Elektroofen eingeführt wurden, sind in der folgenden Tabelle IV angegeben.

Tabelle IV	t	2,33	t/Tag	t/100 1	1
	(Trockengewicht)	3,23	(Trockengewicht)	trockener Bleirückstand	;i
In den Ofen eingeführte Ausgangsmaterialien	28,06	1,04	9,6	100	:■)
	2,31		0,79	8,2
	Siliciumdioxid (zerkleinertes Silikatgestein) 0,42		0,14	1,5
Bleirückstand	Kalkstein	0,80	8,3
Koksgrus¹)	zerkleinertes Eisenerz	1,10	11,5
FluBstahlschrott²)	0,36	3,7

insgesamt 37,39 12,79 133,2

') Es wurde zusätzlicher Kohlenstoff mit einer Geschwindigkeit «on etwa 5 kg/Stunde eingeführt durch den langsamen Verzehr der vorgebrannten Graphitelektroden in dem Elektroofen, wobei die gesamte Kohlenstoffzugabe 130% des empirischen Bedarfs betrug;
-) der Flußstahlschrott mit einer Größe innerhalb des Bereiches von 5 bis 25 cm wurde intermittierend in den Ofen

eingeführt, jedoch mindestens einmal pro 8 Stunden.
35

Die Energiezufuhr für den Elektroofen wurde so eingestellt, daß die Temperatur in der flüssigen Schlakkenphase innerhalb des Bereiches von 1220 bis 1380⁰C lag. Während des Tests wurden drei flüssige Phasen gebildet, eine geschmolzene Bleiphase, eine Schlackenphase und eine Lechphase. Diese wurden intermittierend und getrennt aus dem Ofen abgezogen. In dem Elektroofen wurde stets eine flüssige Schlackenphase einer Tiefe von mindestens 10 cm aufrechterhalten. Die Schlacke hatte die folgende Zusammensetzung: 22,0% CaO, 25,5% FeO, 29,1% SiO₂, 7,9% ZnO, 5,1% Al₂O₃ und 0,2% PbO, wobei die Mengen der in der Schlacke vorhandenen Elemente der Bequemlichkeit halber durch die angegebenen Oxide ausgedrückt sind.

Die Gasemissionen aus dem Elektroofen wurden durch Mischung mit Luft gekühlt und durch Zyklone und ein Sammelgehäuse geleitet, um die Stäube und Dämpfe (Rauch) abzutrennen.

Die Gewichte der aus dem Elektroofen während des Verlaufs des Tests gewonnenen Produkte sind in der folgenden Tabelle V zusammen mit ihren Blei- und Silbergehalten und dem Prozentsatz der Verteilung des Bleis und Silbers in jedem Produkt angegeben.

Tabelle V
Produkte: Blei- und Silbergehalte: Blei- und Silberverteilung

	Ausgangsmaterial:	Trockengew.	Pb	Ag	Verteilung	Ag
	Bleirückstand	insgesamt	(t)	(kg)	Pb	%
	Produkte:	(t)			%
55	Bleischmelze
60 Schlacke		6,99	27,3		100
Lech	28,06			100
Stäube und Dämpfe (Rauch)		5,16	25,54		83,5
Zyklone	5,25	0,17	0,47	72,8	1,6
Sammelgehäuse	9,69	0,25	2,65	2,4	9,0
65 inseesamt	4,62			3,5
	0,42	0,82		2,8
1,39	1,09	032	53	3,1
2,00	7,09")	29,40')	15,4	100,0
2235		100,0

') Die fehlenden Ausbeuten sind auf Probenentnahmefehler oder analytische Fehler zurückzuführen. ;■

Die gebildete Bleischmelze enthielt nur 0,17% Gesamtschwefel und wurde Standardverfahren zur Behandlung und Reinigung für die Rückgewinnung von Silber und Gold und für die Herstellung von metallischem Blei mit einer Reinheit von 99,99% unterworfen.

B e i s ρ i e 1 2

Ein Bleirücksf^nd wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Geschwindigkeit von 7 t (Trokkengewicht) prc Tag in dem gleichen 800-kVA-Heroult-Elektroofen, wie er in Beispiel 1 verwendet worden war, behandelt. Die Zusammensetzung des in diesem Beispiel verwendeten Bleirückstandes war folgende:

Blei 39,0%

Kupfer 2,5%

Arsen 4,0%

Zinn 3,2%

Zink 9,5% H

Cadmium 1,0%

Eisen 0,8%

CaO 0,6%

SiO₂ 1.4%

Wismut 0,86%

Der Gesamtschwefelgehalt betrug 9,0%, wobei der gesamte Schwefel in Form des Sulfats vorlag, und mehr als 70% des Bleis in dem Bleirückstand lagen in Form des Sulfats vor. Bei diesem Bleirückstand handelte es sich um den Rückstand, der zurückbleibt nach dem Auslaugen der Stäube und Dämpfe (des Rauches), die von Gasen abgetrennt werden, welche die bei der pyrometallurgischen Herstellung von Kupfer verwendeten Konverter verlassen, mit einer Schwefelsäure enthaltenden Lösung.

Dieser Bleirückstand wurde ohne vorherige Sinterung oder irgendeine andere komplizierte Vorbehandlung zusammen mit den in der folgenden Tabelle VI angegebenen Mengen an Flußmitteln und Koksgrus direkt und kontinuierlich in den 800-kVA-Elektroofen eingeführt mit Ausnahme von kurzen Perioden vor und während des Abziehens der flüssigen Phasen aus dem Ofen.

Tabelle VI

In den Ofen eingeführte Ausgangsmaterialien

Γ. nr'xi'iiu'KiiJius- 1 f 1 nifiif^riu^u/ w h* —

Der verwendete Flußstahlschrott war ähnlich dem in Beispiel 1 verwendeten und er wurde intermittierend, jedoch mindestens alle 8 Stunden in den Elektroofen eingeführt.

Es wurden insgesamt etwa 4 kg zusätzlicher Kohlenstoff pro Stunde durch die drei vorgebrannten Graphitelektroden in den Elektroofen eingeführt, so daß die Gesamtkohlenstoffzugabe 104% des empirischen Bedarfs betrug.

Der Ofen wurde mit einer gemessenen Schlackentemperatur innerhalb des Bereiches von 1120 bis 1300⁰C betrieben. In dem Ofen bildeten sich drei flüssige Phasen, nämlich die geschmolzene Bleiphase, eine Schlakkenphase und eine Speisephase, die intermittierend und getrennt abgezogen wurden. Die Schlackenschicht wurde stets auf einer minimalen Tiefe von 10 cm gehalten. Die Schlacke hatte die folgende Zusammensetzung: 18,0% CaO, 30,0% FeO, 18,0% SiO₂, 17,4% ZnO, 3,4% Al₂O₃ und 2,5% PbO, wobei die Mengen der in der Schlacke vorhandenen Elemente der Bequemlichkeit halber durch die angegebenen Oxide ausgedrückt sind. Die aus dem Elektroofen austretenden Gase wurden durch Mischen mit Luft gekühlt und dann durch Zyklone und ein Sammelgehäuse geführt, um Stäube und Dämpfe abzutrennen.

Die Gewichte der aus dem Elektroofen gewonnenen Produkte sind in der folgenden Tabelle VII zusammen mit ihren Blei-, Silber-, Gold- und Arsengehalten angegeben. Die prozentuale Verteilung der Elemente in den Produkten ist ebenfalls angegeben.

	Beschickungs	t (Trockengew.)/
	geschwindigkeit in t	100 t Bleirückstand
	(Trockengew.VTag
Bleirückstand	7,00	100,0
Koksgrus	0,82	11,7
Kalkstein	1,21	17,4
zerkleinertes Sifikatgestein	0,54	7,7
Bleihochofenschlacke	2,50	353
Flußstahlschrott	1,11	15,9
insgesamt	13,18	188,6

Tabelle VII

Produkte: Metallgehalte: Metallverteilung

	Bleischmelze	t pro	Pb	Aß	Au	As	Pb	Ag	86,1	Au	As	9,9
5	Schlacke	Tag	t/Tag	kg/Tag	g/Tag	t/Tag	Verteilung (%)	2,1			16,0
Speisephase	2,79	2,48	1,04	2,79	0.03	87,3	8,9	86.7	66,7
ίο Stäube	6,29	0,14	0,025	Trace	0,05	5,0	2,9	Spuren	7.4
insgesamt	0,64	0,04	0,11	0,14	0,19	1,4	100	4.4	100
0,71	0,18	0,035	0,29	0,02	6,3	8,9
10,43	2,84	1,21	3,22	0,29	100	100

Die Bleischmelze enthielt weniger als 0,5% des Arsens aus dem Bleirückstand in einer Konzentration von etwa 1%. D'e Speisephase enthielt jedoch etwa 67% des Arsens aus dem Bleirückstand in einer Konzentration von etwa 30%. Der größere Anteil des Arsens, das in dem Rückstand enthalten war, wurde somit in die inerte Speisephase, die sich gebildet hatte, überführt.

Die Bleischmelze wurde Standardverfahren zur Behandlung und Reinigung für die Rückgewinnung von Silber uiid Gold und zur Herstellung von metallischem Blei der geforderten Reinheit unterworfen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Gewinnen von Blei und Silber aus Blei-Silber-Rückständen, in denen mehr als 70% des Bleigehaltes in Form von Bleisulfat vorliegt, bei dem die Rückstände in einem Elektroofen bei Schlackentemperaturen von 1000 bis 1500⁰C unter Zusatz von FeO-, CaO- und S;O:rbildenden Schlackenbildnern sowie eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels reduziert werden,

dadurch gekennzeichnet, daß