DE2722915C2 - Verfahren zur Gewinnung von Zink aus zinkhaltigen Schlacken - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung von Zink aus zinkhaltigen SchlackenInfo
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Bekannt ist ein Verfahren (SU-Urheberschein 2 31 121) zur Verarbeitung von Zn-haltigen Schlacken
mit einem metallothermischen Reduktionsmittel, wobei zur Intensivierung des Verfahrens die Reduktion bei
1300 bis 15000C mit Silikoaluminiumlegierungen durchgeführt
wird, die im Stickstoffstrom oder im Strom aus einem anderen (schwach) reduzierenden Gas zugeführt
"werden. So kann bei Behandlung einer Schlacke mit 6 bis 8% Zn mit einem Silikoaluminiumgemisch aus
39,2 Gew.-o/o Si, 243 Gew.-% Al, 27.2 Gew.-o/o Fe und
Stickstoff, die Zn-Konzentration auf 0,8% herabgesetzt werden. Die Zinkausbeute beträgt dabei 883%. Der
Stickstoff dient lediglich zum Transport des Reduktionsmittels zur Schlacke. Das Verfahren erfordert die
Vei Sendung von teuren Metallegierungen als Reduktionsmittel.
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist ferner, daß bei einer so hohen Temperatur der Schmelze wie von 1300
bis 1500°C gearbeitet wird, was eine Vergrößerung des
Elektroenergieverbrauchs nach sich zieht. Ein Erhitzen der Schlacke allein um 200° C von 1300 bis auf 1500° C
vergrößert den Elektroenergieverbrauch je 1 t Schlacke um 15 bis 20%, und unter Berücksichtigung der Wärmeverluste
des Ofens wächst diese Größe bis auf 50% an. Die hohe Temperatur der Prozeßführung setzt die Haltbarkeit
des Futters bzw. der Verkleidung bedeutend herab. Außerdem erfordert die Verwendung eines metallischen
Reduktionsmittels, der Silikoaluminium-Legierung,
zusätzliche Aufwendungen, welche mit dessen Herstellung verbunden sind.
Nach der DE-OS 24 12 561 wird Zink aus messinghaltigen
Industrieabfällen durch Schmelzen in einem beliebigen Ofen gewonnen. Der Ofen wird mit Abfällen und
Zuschlagen beschickt, um die Schlacke dünnflüssig zu machen. Geschmolzen wird bei Temperaturen bis zu
125O0C. wobei die Cu-haltige Komponente durch die
Schlacke abfließt und sich auf dem Boden ansammelt. Das Zink wird durch ein festes, auf die Oberfläche des
Schlackenbades aufgebrachtes C-Reduktionsmittel aus der Schlacke reduziert. Es handelt sich dabei um ein
diskontinuierliches reduktives Verfahren zur Gewinnung von Zn aus Sehlaeke ohne die Anwendung eines
Gasstroms.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens, um im kontinuierlichen
Betrieb die Geschwindigkeit des Ausbringens von Zink bei Senkung des Energieaufwandes zu erhöhen.
Die gestellte Aufgabe wird, wie aus dem vorstehenden
Anspruch ersichtlich gelöst.
Die Erfindung bietet die Möglichkeit, die Geschwindigkeit
der Gewinnung von Zink bis auf 23 kg/min · m2
der Oberfläche der Schmelze bei Verminderung des Energieaufwandes zu erhöhen. Bei einer Erhöhung der
Stickstoffzufuhr auf mehr als 33 nm3/min · m2 steigt dagegen
der Energiebedarf, und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens verschlechtert sich.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird folgenderweise durchgeführt.
ίο Die geschmolzene zinkhaltige Schlacke wird kontinuierlich
in die Reduktionszone eines Elektroofen geleitet. Die Schlacke wird in den Elektroofen in einer solchen
Menge aufgegeben, daß die Höhe ihrer Schmelze in der Reduktionszone sich zwischen 500 und 1000 mm befindet.
In diese Zone des Elektroofens wird als Reduktionsmittel dienender Koks eingetragen, der sich auf die
Oberfläche der Schmelze legt
In die schmelzflüssige Schlacke wird eine Gaszuführungseinrichtung
eingetaucht, durch welche Stickstoff in einer auf die Oberfläche der Schmelze bezogenen Menge
von 03 bis 33 NmVmin · m2 kontinuierlich zugeleitet wird. Die Temperatur der Schmelze wird in einem Bereich
von 1220 bis 1290° C aufrechterhalten.
Im Elektroofen findet unter der Einwirkung des dynamischen Drucks der Stickstoffstrahlen ein intensives
Vermischen der Schlackenschmelze statt, wodurch der Kontakt der Schlacke mit dem Koks verbessert und
dadurch eine hohe Reduktionsgeschwindigkeit von Zink erreicht wird, so daß letzten Endes die Geschwindigkeit
der Gewinnung von Zink aus der Schlacke erhöht wird. Das reduzierte Zink wird in Form von Dämpfen sublimieri
und kann als flüssiges Metall, Metallpulver oder oxidierter Zinkstaub abgeschieden werden. Die verarmte
Schlacke wird aus dem Ofen abgezogen.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zur Zinkgewinnung aus Schlacken 03 bis 33 nmVmin · m2 Stickstoff
zuzuführen. Während entsprechend der sonst übli chen Praxis 20 bis 30 NmVmin · m2 Stickstoff erforderlich
sind, wird erfindungsgemäß nur ein Zehntel davon oder noch weniger an Stickstoff benötigt, und zwar bei
hoher Zinkausbeute.
Die Steigerung der Geschwindigkeit der Gewinnung des Zinks aus der Schmelze wird somit erfindungsgemäß
nicht durch Steigerung der der Schmelze zugeführten Gasmenge erzielt, sondern ganz im Gegenteil durch
eine Verringerung der Gasmenge, was den allgemein üblichen Ansichten von Fachleuten über die Intensivierung
der Gewinnung von Zink aus den Schmelzen widerspricht (A. I. Okunev, I. A. Kost'janovskij, P. A. Doncenko
— »Fjumingovanie Slakov«, izd. Metallurgija, 1966,S.71,Abb.31).
t/ie Erfindung ermöglicht
t/ie Erfindung ermöglicht
1. die Steigerung der Reduktion von Zn aus der Schlacke auf 23 kg/min · m2 der Oberfläche der
Schmelze, wodurch die Ofenleistung gesteigert wird und das Verfahren billiger wird.
2. die Herstellung von Krätzschlacken, die zu Bauzwecken verwendet werden können.
3. die Verarbeitung von Zn-haltigen Schlacken mit beliebigem Zn=Gehalt.
Die Erfindung läßt sich großtechnisch leicht durchführen.
Die Erfindung ist für die Verarbeitung sowohl von festen (erkalteten) als auch von heißen Schlacken geeignet.
Außerdem eignet sich die Erfindung zur Verarbeitung
Außerdem eignet sich die Erfindung zur Verarbeitung
von heißen zinkhaltigen Schlacken in »kombinierten Prozessen«, und zwar im sauerstoff-suspendierten elektrothermischen
Cyclonprozeß, welcher in der Literatur und in der industriellen Praxis als »kivcet«-Prozeß bekannt
ist.
Eine Schlacke, die 10,8 Gew.-°/o Zink, 29,2 Gew.-% Eisen, l,8Gew.-% Schwefel, 303 Gew.-% Kieselerde,
4,2 Gew.-% Calciumoxid und als Rest Sauerstoff und Beimengungen enthält, wird in einem Elektroofen mit
dem Flächeninhalt der Schmelzzone von 4 m2 und dem Flächeninhalt der Reduktionszone von 2 m2 verarbeitet.
Die Schlacke wird in die Schmelzzone in einer Menge von 1,2 t/h aufgegeben, aus der sie kontinuierlich in die
Reduktionszone gelangt Die Temperatur der schmelzflüssigen Schlacke in der Reduktionszone des Ofens
wird bei 1250°C gehalten. Die Höhe der schmelzflüssigen
Schlacke betrat 500 mm.
In die Redukticnszone des Elektroofens wird durch eine Einrichtung für die Zuführung von Koks auf die
Oberfläche der schmelzflüssigen Schlacke periodisch Koks eingetragen und durch eine Einrichtung für die
Zuleitung von Stickstoff — Blasformen — kontinuierlich Stickstoff in einer Menge von 133 nmVmin · m2 der
Oberfläche der Schmelze mit einer Geschwindigkeit von 50 m/sec. zugeleitet.
Die aus der Reduktionszone des Ofens abgezogene verarmte Schlacke enthält 3,6Gew.-% Zink,
31,2 Gew.-% Eisen. 0,5 Gew.-% Schwefel, 37,4 Gew.-°/o
Kieselerde, 5,7 Gew.-% Calciumoxid und als Rest Sauerstoff und Beimengungen.
Das reduzierte Zink wird sub'imiert und in Form von
oxidiertem Zinkstaub aufgefangen, ier 70 Gew.-% Zink, 10Gew.-% Blei und als Rest Sauerstoff und Beimengungen
enthält
Die Reduktionsgeschwindigkeit von Zink beträgt 0,92 kg/min · m2 der Oberfläche der Schmelze.
Das Verfahren wird in einem Elektroofen wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Die Schlacke enthält 11 Gew.-°/o Zink, 30,9 Gew.-%
Eisen, 1,1 Gew.-% Schwefel, 303 Gew.-% Kieselerde und als Rest Sauerstoff und Beimengungen. Die Menge
der aufgegebenen Schlacke beträgt 1 t/h, die Temperatur wird bei 12300C gehalten, die Höhe der Schmelze
beträgt 500 mm, die Menge des zugeleiteten Stickstoffs 0,53 nmVmin · m2 der Oberfläche der Schmelze, die Geschwindigkeit
der Sticks;offzufuhr 35 m/sec.
Die verarmte Schlacke enthält 3,0Gew.-% Zink, 27,2 Gew.-°/o Eisen, 0,6 Gew.-% Schwefel, 34,2 Gew.-%
Kieselerde und als Rast Sauerstoff und Beimengungen.
Die Reduktionsgeschwindigkeit von Zink beträgt 0,4 kg/min · m2 der Oberfläche der Schmelze.
Das Verfahren wird in einem Elektroofen wie in Bei'
spiel 1 durchgeführt.
Die Zusammensetzung der Schlacke ist die gleiche wie in Beispiel 1. Die Menge der aufzugebenden Schlakke
beträgt 3.2 t/h, die Menge von Stickstoff 3,35 nmVmin · m2der Oberfläche der Schmelze, die Geschwindigkeit
der Stickstoffzufuhr 80 m/sec, die Höhe der Schlacke 800 mm.
Die Temperatur der schmelzflüssigen Schlacke wird bei 1290°C gehalten.
Der Gehalt von Zink in der verarmten Schlacke beträgt 2,76 Gew. -%, die Reduktionsgeschwindigkeit von
Zink beträgt 23 kg/min · m2 der Oberfläche der Schmelze.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Gewinnung von Zink aus zinkhaltigen Schlacken in einem Elektroofen, bei dem die Schlacke geschmolzen und Koks als Reduktionsmittel auf die Schlacke aufgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß Stickstoff in einer auf die Badoberfläche bezogenen Menge von 03 bis 3,5 NmVmin - m2 mit einer Geschwindigkeit von 30 bis 100 m/s in das 500 bis 1000 mm tiefe Bad eingeleitet wird, wobei die Temperatur des Bades auf 1220 bis 1290° C gehalten wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2722915A DE2722915C2 (de) | 1977-05-20 | 1977-05-20 | Verfahren zur Gewinnung von Zink aus zinkhaltigen Schlacken |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2722915A DE2722915C2 (de) | 1977-05-20 | 1977-05-20 | Verfahren zur Gewinnung von Zink aus zinkhaltigen Schlacken |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2722915A1 DE2722915A1 (de) | 1978-11-23 |
| DE2722915C2 true DE2722915C2 (de) | 1985-10-17 |
Family
ID=6009514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2722915A Expired DE2722915C2 (de) | 1977-05-20 | 1977-05-20 | Verfahren zur Gewinnung von Zink aus zinkhaltigen Schlacken |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2722915C2 (de) |
Families Citing this family (2)
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-
1977
- 1977-05-20 DE DE2722915A patent/DE2722915C2/de not_active Expired
Also Published As
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|---|---|
| DE2722915A1 (de) | 1978-11-23 |
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