DE2918316A1

DE2918316A1 - Verfahren zum roesten und chlorieren feinkoerniger nichteisenmetallhaltiger eisenerze und/oder -konzentrate

Info

Publication number: DE2918316A1
Application number: DE19792918316
Authority: DE
Inventors: Olavi August Aaltonen; Juho Kaarlo Dr Ing Maekinen
Original assignee: Outokumpu Oyj
Current assignee: Outokumpu Oyj
Priority date: 1978-05-11
Filing date: 1979-05-07
Publication date: 1979-11-15
Also published as: ES480365A1; PT69561A; SE7904132L; IT1162315B; FI64644C; US4259106A; DE2918316C2; JPS54147103A; MX153286A; JPS5733327B2; IT7948982A0; FI64644B; CA1125031A; FI781493A; GR64863B; SE437535B

Description

Verfahren zum Rösten und Chlorieren feinkörniger nichteisenmetallhaltiger Eisenerze und/oder -konzentrate

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rösten von feinkörnigen, NE-Metallen,wie Zink, Blei, Kupfer, Gold und Silber enthaltenden Eisenerzen und -konzentraten, insbesondere zum Rösten von Pyrit- und Pyrrhotinkonzentraten und -erzen, vorzugsweise im Schweberöstschmelzofen, sowie zum Chlorieren in einer getrennten Stufe zwecks Verdampf ens der ME-Metalle als Metalbshlorid verbindungen.

Zahlreiche sulfidische HE-Metallerze enthalten neben den o.g. Metallmineralien sehr oft auch Eisensulfide, Pyrit oder Pyrrhotin, die sich durch aufbereitungstechnische Massnahmen in mehr oder weniger reiner Form abtrennen lassen. Die gegenwärtig bekannten Verarbeitungsmethoden für derartige Eisensulfide basieren auf dem klassischen Totrösten mit SQp-Gas-Erzeugung oder auf ihrer thermischen Zerlegung mit Elementarschwefelgewinnung· Weisen die sulfidischen Konzentrate einen genügend hohen Reinheitsgrad auf, so kann der anfallende Röstrüclcstand zur Gewinnung von Eisen

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ORIGINAL INSPECTED

:":'■'£ .-.:;;■ -":.- 2918316 verwendet werden. Dieser Ei^T-Lieirzan-ßeil ist im allgemeinen von wesentlicher Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit der Prozesse. Gelingt eö nicht, diese Eisensulfide in hinreichendem Grade von Mditeisenminer alien zu befreien, wie dies oft der Fall ist, so taugt das anfallende Röstgut nicht unmittelbar als solches für die Eisengewinnung, sondern muss zur Beseitigung an sich oft wertvoller Metalle zusätzlich aufbereitet werden. Zu diesem Zweck hat man verschiedenartige Chlorierverfahren untersucht und entwickelt.

Im industriellen Massstab einsatzfähig ist nur das sog. Kowa-Seiko-Verfahren, bei dem das Röstgut mit Calciumchlorid vermengt,.pelletisiert und im Drehrohrofen im Gegenstromverfahren auf eine Temperatur von ca. 125O⁰C erhitzt wird, wobei die ME-Metalle in Chloridform verdampfen und aus den Gasen gewonnen werden. Die auf diese Weise gereinigten Hämatit-Pellets sind als Hochofen-Beschickungsgut geeignet. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nur für Produkte, die auf sehr niedrigen Schwefelgehalt geröstet worden sind, und auch die zu verdampfenden Metallgehalte dürfen nur massig hdch (insgesamt 2,5 %) sein. Einen Nachteil stellt auch der hohe Wärmeenergiebedarf beim Chlorieren und Sintern dar.

Von den im Pilot-plant-Stadium befindlichen Verfahren seien das Montedison-, das IDK- und das Outokumpu-Verfahren genannt.

Das Mentedison-Verfahren ist ein 3stufiger Prozess, bei dem zunächat Erhitzen und Endoxydation des Röstgutes erfolgen; in der zweiten Stufe wird dann der Hämatit zu Magnetit reduziert, und in der dritten Stufe erfolgt die Chlorierung mit lufthaltigem Chlorgas bei etwa 95O⁰C, wobei durch die Oxydation des Magnetits die erforderliche Wärmeenergie freigesetzt wird. Als Reaktoren dienen in Reihe geschaltete Wirbelschichtreaktoren. Aus der Chlorierungsstufe gelangen die Gase zwecks Gewinnung der Chloride in einen

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GOPY "^ ^0R'GJNAL iNSPECTED ~—

Wäscher. Das anfallende feinkörnige Produkt wird pelletisiert und separat gesintert. Dabei muss Öl sowohl für das Vorerhitzen als auch für das Reduzieren und das Sintern der Pellets eingesetzt werden.

Das IDK- und das Outokumpu-Verfahren basieren auf der im Schachtofen erfolgenden Chlorierung des Röstgutes mit Chlorgas· Bei erst erem Verfahren wird das Röstgut vorpelletisiert, letzteres Verfahren arbeitet unmittelbar mit dem heissen feinkörnigen Röstgut. Problematisch bei beiden Verfahren ist das genaue Auseinanderhalten der Chlorierungszone und der Erhitzungs- und Kühlungszonen sowie im industriellen Massstab die gleichmässige Verteilung des Chlors im Schachtofen»

Charakteristisch für alle diese Prozesse ist, dass das Rösten bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Produktes erfolgt und das Chlorieren in festem Zustand mit festem CaCl₂ oder mit Chlorgas durchgeführt wird, und dass die letztgenannten Stoffe in einer wesentlich über dem theoretischen Bedarf liegenden Menge eingesetzt werden müssen. Das Röstgut wird entweder, wie beim Kowa-Seiko-Prozess, vor dem Chlorieren pelletisiert oder gesintert oder, wie beim Montedison-Prozess, nach erfolgtem Chlorieren vor dem Eintragen in den Hochofen. Für das Trocknen, Erhitzen und Sintern ist Brennstoffzufuhr von aussen erforderlich. Nur ein Teil der im Konzentrat enthaltenen Reaktionswärme wird für den Prozess selbst genutzt, nämlich zur Aufrechterhaltung der Rosttemperatur, und vielfach wird beim Rösten auch Wärme in Form von Dampf gewonnen.

lieben dem Chlorieren wird bei der Verarbeitung gewisser Eisensulfidkonzentratc auch mit Sulfat!sierung gearbeitet. Beim SuIfatisieren lassen sich aber zum Beispiel Blei und Edelmetalle nicht gewinnen, sondern diese vä?ülc\Den^im^R^strückstand. Auch die im

copy

Konzentrat enthaltenen Grundstoffe Calcium und Barium werden leicht sulfatisiert und binden, da unlöslich, Schwefel an das Röstgut, so dass die Qualität des Eisenerzes beeinträchtig wird.

Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Mangel zu beseitigen und ein wärmev.irtschaftlich günstiges, umweltfreundliches Verfahren zur Verarbeitung von feinkörnigen Erzen und Konzentraten zu für die Eisengewinnung geeignetem Eisenoxid und zu NE-Metallchloriden zu schaffen, aus denen die Wertmetalle nach an sich bekannten Verfahren gewonnen werden können.

Die hauptsächlichen Merkmale der Erfindung gehen aus den beigefügten Fntcntanisprnrhm hervor.

Die oben genannten Vorteile werden erreicht, indem man das feinkörnige Erz beziehungsweise Konzentrat sehr weitgehend zu einer Oxidschmelze oxydiert und diese Schmelze in einer separaten Zone einer Chlorierung unterzieht. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt das Rösten somit bei sehr hoher Temperatur, vorzugsweise bei über 1500⁰C, und unter so oxydativen Verhältnissen, dass eine Oxidschmelze anfällt, deren Erstarrungspunkt sich noch durch Zusatz von Calciumoxid senken lässt, und die Chlorierung dieser Schmelze erfolgt in einer separaten Zone. Auf diese Weise v/ird die im Erz bzw. Konzentrat enthaltene Wärmeenergie wirksam für den Röstprozess und der Wärmegehalt der Schmelze für die Chlorierung genutzt, so dass im Prinzip keine Zusatzwärme erforderlich ist. Das Chlorierungsmittel lässt sich mit der Oxidschmelze wirksam vermischen, und die Chlorierungssone zum Beispiel durch eine Gasschleuse· leicht von der Röstzone isolieren. Ausserdem wird eine beträchtlich geringere Menge an Chlorierungsmittel benötigt als früher.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die in. den Eisensulfiden enthaltene Wärmeenergie som^Q^'^my^^^l^s^ v/irksame Weise für den

COPy BAD ORIGINAL

Prozess¹ selbst genutzt. Das Rösten erfolgt vorzugsweise in Suspension nach dem bekannten Schweberöstschmelzverfahren der Fa. Outokumpu Oy bei einer Temperatur oberhalb 1500⁰C, wobei dann hauptsächlich Eisenoxidschmelze, ein Gemisch aus Eisen(ll)- und Eisen(lll) Oxiden, in dem sich auch die Gangart !component en des Erzes bzw, Konzentrats, wie zum Beispiel SiO₂, CaO, Al₂O₅ und HgO, lösen. In der Praxis bewirken die besagten Begleitkomponenten eine Senkung der Schmelzpunktes der entstehenden Oxidschraelze, und bedarfsfalls kann diese Temperatur zum Beispiel durch CaO-Zusatz reguliert werden. Zur Regulierung der Temperatur stehen bedarfsfalls folgende Möglichkeiten zur Verfügung: Vorwärmen der Verbrennungsluft, Sauarstoffanreicherung der Verbrennungsluft und/oder Einsatz fossiler Brennstoffe oder äussere Kühlung oder wärmebindende Zusätze zum einzutragenden Erz bzw. Konzentrat.

Die Gase werden gemäss normaler Schweberöstschmelzraethode in den Abwärmekessel geleitet und über Elektrofilter der SOg-Verarbeitung in Form von Schwefelsäuiegewinnung, S0₂-Verflüssigung oder Elementarschwefelgewinnung zugeführt. Der Prozess ist kontinuierlich und von gleichmässigem Verlauf, so dass die Behandlung der Gase keine Schwierigkeiten bietet. Je nach der chemischen mineralogischen Zusammensetzung des Pyritkonzentrats reichert sich ein Teil der im Konzentrat enthaltenen NE-Metalle in den Gasen an, aus denen sie zusammen mit dem übrigen Plugstaub auskondensieren, wie zum Beispiel ein Teil der Zn- und Pb-Verbindungen, oder mit denen zusammen sie weiterwandern, wie etwa die As-Verbindungen.

Um diese in die Stäube kondensierenden Wertmetallverbindungen aus dem Schweberöstschmelzofen in ein einziges Produkt zu überführen, empfiehlt es sich, die Flugstäube zurück in den Ofen zu leiten, wodurch sie gezwungen v/erden, alle in die entstehende Schmelze

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CX)PY I . ORIGINAL, INSPECTED

tiberzugehen. Die sich nicht mit den Stäuben niederschlagenden Verbindungen, zum Beispiel As₂O₇, werden vor der Weiterbehandlung des SO„-Gases mit H„SO ,-Lösung aus den Gasen ausgewaschen.

Die sich im Schweberöstschmelzofen ansammelnde Oxidschmelze wird entweder kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit in einen anderen Ofen oder in eine durch eine Gasschleuse abgetrennte Abteilung abgeführt, in den bzw· die gleichzeitig wenigstens eine zu den abzuführenden Viertmetallen äquivalente Menge schmelzflüssigen Calcium- oder sonstigen Chlorids von geringem Dampf- und Dissoziationsdruck eingetragen wird. Die Vorgänge können u.a. durch folgende Reaktionsgleichungen veranschaulicht werden:

(1) MeO(D + CaCl₂(D > MeCl₃ (g) + CaO(D

(2) CaO(D + FeO-Fe₃O₃(D >CaO-Fe₂O₃(D + FeO(D

(3) MeO-Fe₃O₃(D +CaCl₂(D ->MeCl₂(g) +CaO-Fe₃O₃(D

(4) MeO-SiO₀(D + CaCl₀(D ^HeCl₀ (g) + CaO-SiO₀(D

In den obigen Gleichungen sind die stöchiometrischen Koeffizienten - ganze oder gebrochene Zahlen - weggelassen. Das aus dem CaCl₂ freiwerdende CaO senkt den Schmelzpunkt der Oxidschmelze in einem Grade, dass die während der Chlorierung auftretenden Wärmeverluste und die zum Aufheizen eventuellen Spülgases erforderliche Wärmemenge dadurch kompensiert werden kann, dass man die Schmelzetemperatur auf einen V/er te nahe beim neuen Schmelzpunkt absinken lässt. Ausserdem steigert CaO die Aktivität gewisser Metalle, zum Beispiel von Zn und Pb, indem es von diesen gebildete Ferrite und Silikate zerlegt.

Die Gleichgewichtskonstante nach dem Massenv.drkungsgesetz für die Reaktion.(1) lautet:

^PMeCl ^{X a}Ca0

^aMe0 ^{X a}CaCl₂

Sie steigt mit zunehmender Temperatur stark an (Tabelle 3) und Ist gemäss· Definition "bei gleichbleibender Temperatur konstant. In der Gleichung (5) bedeutet a die Aktivität der Komponente χ und P_MeC1 den Dampfdruck des betreffenden Metallchlorids.

Das bei den Chlorierungsumsetzungen aus dem CaCl₂ entstehende CaO löst sich in der Oxidschmelze, wobei seine Aktivität steil zurückgeht, was als beträchtlicher Vorteil gegenüber der in festem Zustand erfolgenden Chlorierung zu betrachten ist, bei der die Aktivität des entstehenden festen CaO den Wert eins hat. Zwar ist in der Schmelze auch die Aktivität des MeO kleiner als eins, jedoch ist die Situation die gleiche wie bei festem Pyritröstgut, bei dem die NE-Metalle gewöhnlich als Metallferrite, -Silikate usw. gebunden sind. -

Die Schwäche der in festem Zustand mit Hilfe von CaCl₂ erfolgenden Chlorierungsprozesse besteht darin, dass sich mit ihnen in der Praxis keine Eisensulfia-Rohmaterlalien verarbeiten lassen, deren Gehalt an HS-Metallen z.B. mehr als 2,5 S^ beträgt, da das entstehende CaO den Schmelzpunkt der Röst(gut)pellets senkt und es dadurch zum Sintern der Charge kommt. Beim erfindungsgemässen Prozess, hingegen bedeutet das Sinken des Schmelzpunktes der Charge einen Vorteil, weshalb bezüglich des EE-Hetallgehaltes des als Rohmaterial dienenden Eisensulfids praktisch keine Obergrenze besteht.

Die Chloride der Metalle wie Cu, Zn, Pb, Bi, Sb, Au, Ag, As usw. verdampfen und werden dann kondensiert und nach an sich bekannten Verfahren voneinander getrennt. Auch die in der Schmelze eventuell verbleibenden Schwefelverbindungen zerfallen und verdampfen so,

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ÖFUÖtNAL INSPECTED.-— —

dass die Schmelze nach erfolgter CaCl'p-Behandlung keinerlei im Hinblick auf die Eisengewinnung schädliche Beimengungen in zu grossen Mengen enthält. Die Schmelze kann nun entweder granuliert, zu Blökken gegossen oder in Schmelzeform direkt der Eisengewinnung zugeführt werden. Der Prozess eignet sich besonders gut für die Grossproduktion und passt für die verschiedenartigsten Pyrite sowohl reiner als auch unreiner Form, Da dio bei der Oxydation dieser Pyrite freiwerdende Wärmeenergie im Rahmen der Prozessführung, zum Schmelzen, v/irksam genutzt und die überschüssige Wärme (energie) in Form von Dampf gewonnen wird, ist der Prozess in seiner Gesamtheit energiewirtschaftlich vorteilhaft. Der anfallende Dampf kann bei der Gewinnung eventuell erforderlichen Sauerstoffs, zum Vorwärmen von dem Prozess zuztiführender luft oder im Zusammenhang mit der Iiösungsbehandlung der Chloride verwendet werden.

Die durch die hohe Reaktionstemperatur bedingten Ofenkühlungsprobleme lassen sich zum Beispiel durch die in der finnischen Patentanmeldung Nr. 753258 dargelegte Konstruktion lösen. An den Wänden des wassergekühlten Reaktionsschachtes und des unteren Ofenteils schlägt sich ein sog. autogenes Futter nieder, das sich je nach Zusammensetzung der im Konzentrat enthaltenen Gangart aus hochschmelzenden Eisenoxiden, Silikaten oder Aluminaten zusammensetzt. Die Gewinnung der Wertmetalle aus den Chloriden kann zum Beispiel wie beim Kowa-Seiko-Verfahren (Yasutake Okubo: "Kowa Seiko Pelletizing Chlorination Process - Integral Utilization of Iron Pyrites", Journal of Metals, March 1968, S. 63-67) oder nach irgendeiner anderen bekannten Methode erfolgen je nach den Weiterverarbeitungsmöglichkeiten für die Wertmetalle. Das Verfahren erlaubt, erfolgt die pH-Wert-Einstellung der Chloridlösung mit Hilfe von Kalk, wobei auskristallisiert werden kann, eine Chlorumwälzung.

1ORlGfNAL INSPECTED

Im folgenden wird die Erfindung unter"Bezugnahme auf dis beigefüg-, ten Zeichnungen naher beschrieben» In den Zeichnungen zeigen Fig.

1 und 2 das Fliessbild und Grundstoffverteilungen des erfindungsgemässen Prozess-es, Fig. 3a und 3b in detaillierterer Form eine zum. .Arbeiten nach dem erfindungsgemässen Verfahren dienende Anlage im Aufriss und in der Draufsicht, Fig. 4 eine weitere zum Arbeiten nach dem erfindungsgemässen Verfahren dienende Anlage im Aufriss und Fig. 5 eine dritte Ausführungsform im Aufriss·.

In Fig. 3 bis 5 bedeuten die Bezugszahlen: 1 Reaktionsschacht,

2 unteres Ofenteil, 3 Steigschacht, 4 Gasschleuse, 5 Chlorierungsofen , 6 Chlorierungstiegel, 7 Gassammler, 8 Chlorierungsreaktor und 9 Reduktionsofen.

Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen somit verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemässen Prozesses. In Fig. 3 erfolgt die Chlorierung kontinuierlich in einer die Fortsetzung des Schweberöstschmelzofens bildenden Chlorierungsabteilung 5, deren Gasraum durch die Gasschleuse 4 vom eigentlichen Schweb erb* st schmelz ofen getrennt ist. In Fig. 4 erfolgt das Schmelzen kontinuierlich, die Chlorierung jedoch im Chargenbetrieb« Das Calciumchlorid und die Luft können wie in Fig. 4 auf den Boden des Chlorierungstiegels 6 geleitet werden, oder das Calciumchlorid kann vor dem Abstechen der Oxidschmelze auf den Tiegelboden gebracht werden, wobei dann ' Luft lediglich_ zum Mischen und zur Aufrechterhaltung des Sauerstoffdruckes verwendet wird. In Fig. 5 sind sämtliche Teilprozesse kontinuierlich einschliesslich der in diesem Falle angefügten Reduktion der im Chlorierungsreaktor 8 gereinigten Eisenoxidschmelze zu Roheisen im Reduktionsofen 9·

Im folgenden eine nähere Beschreibung der Erfindung an Hand von Beispielen, die im Versuchsbetrieb mit Schweberöstschmelzofen

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COPY 1^ORIG|NAL INSPECTED

und Chlorierungsofen gewonnen wurden; die Versuchsanlage hatte eine Kapazität "von ca. 1 t/h Erz oder Konzentrat. Die in den Beispielfällen verarbeiteten Pyrite unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer chemischen Zusammensetzung voneinander. In den Tabellen 1 und 2 sind die betreffenden S to ff mengen und die Konzentrationswerte der wichtigsten Komponenten sowohlbeäm Schweberöstschmelzen als auch beim Chlorieren, bezogen auf einen Eintrag von 1 t/h Erz oder Konzentrat, zusammengestellt. Die mengenmässigen Verteilungen der Hauptkomponenten gehen aus den Blockschemen in Pig. I und 2 hervor.

Beispiel 1

Beispiel 1 zeigt das Verhalten stark arsen- und edelmetallhaltigen Pyritkonzentrats in dem von der Pirma Outokumpu Oy entwickelten Schweberöstschmelzofen und in dem sich anschliessenden Chlorierungsofen. Der im Abwärmekessel und im Elektrofilter anfallende Flugstaub wird wegen seines hohen Arsengehaltes nicht umgewälzt. Das Kontrollieren der Reaktionsschacht-Wärmebilanz erfolgt in der Hauptsache durch Sauerstoffanreicherung der Verbrennungsluft, wobei sich die G-esamtgasmenge und damit die ITugstaubmenge trotz verhältnismässig hohen Gehalts des Konzentrats an verdampfenden Komponenten relativ niedrig halten läss-t. Die Chlorierung erfolgt in einem getrennten Chlorierofen mit schmelzflüssigem CaCl₂. Zur Oxydation des Eisens(ll) und des Schwefels sowie zur Intensivierung des Verdampfens der Chloride wird in dem Masse, wie es das Värmebilanz zulässt, Luft in die Schmelze eingeblasen.

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass der Schwefelgehalt der Schmelze im SchweberÖstschmelzofen auf 0,55 % , der Arsengehalt auf 0,86 % sinkt. Die chlorierte Schmelze enthält lediglich 0,06 % S, 0,09 Si Zn, 0,03 % Pb und 0,08 ?ό As und eignet sich somit ausgezeichi

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BAD ORIGINAL -—.

copy ή

zur Eisengewinnung. Der anfallende CKioridstäub,*"'der neben den verdampften und kondensierten Chloriden auch mechanisch entstandenen, teilweise sulfatisierten Flugstaub enthält, wird mit Wasser gewaschen, und aus der anfallenden Lösung sowie dem anfallenden Rückstand werden die Vertmetalle in der Hauptsache nach hydrometallurgischen Verfahren gewonnen.

Aus dem mengenmässigen Verteilungsschema (Fig. l) der Hauptkomponenten geht hervor, dass 99,1 % des Schwefels, 91,4 % des Arsens,

41.0 % des Zinks und 53,3 % des Bleis bereits in der Schmelzstufe eliminiert werden können - ein beträchtlich besseres Ergebnis als bei den herkömmlichen Röstprozessen. Von den Vertmetallen gehen

86.1 % des Goldes und 81,8 % des Silbers in die Chloridstäube über. Insgesamt gehen in die Stäube über:

Zn 93,6

Pb 96,6

Cu 72,0

Au 93,3

Ag 91,2

Bezüglich der chlorierten Schmelze fällt besonders auf, dass sich der Schwefel auf sie nur zu 0,1 %, das Arsen zu 0,8 Jo verteilt, was darauf zurückzuführen ist, dass diese Elemente nicht nur im Schweberöstschmelzofen, sondern auch in der Chlorierungsvorrichtung" wirksam eliminiert werden. Bei dem nach dem G-egenstromprinzip arbeitenden Kowa-Seiko-Trommelofen , in welchem die Chlorierung in festem Zustand erfolgt, neigen die am heissen Ofenende (ca, 1250 C) verdampften Schwefel- und Arsenverbindungen und teilweise auch die Metallchloride dazu, sich am kalten Ofenende, wo die Temperatur des Eintrags nur etwa 500⁰C beträgt, niederzuschlagen. Als Folge davon kommt es zu einer Akkumulation dieser Verbindungen im Reaktor und zum Anstieg der Gehaltswerte in dem chlorierten Röstgul

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Beispiel 2 " " ^:

Beispiel 2 zeigt das Verhalten stark zink-, blei- und kupferhaltigen feinkörnigen Pyriterzes bei der Verarbeitung geniäss Beispiel 1. Aus Tabelle 2 geht hervor, dass die chlorierte Schmelze 0,04 % S, 0,1 % Zn, 0,04 % Pb, 0,1 % Cu und 0,06 % As enthält, so dass auch sie ausgezeichnet zur Eisengewinnung geeignet ist. Der sulfatisierte Flugstaub aus dein Schweberöstschmelzofen kann zum Beispiel in einer auf der Basis Ton Rösten und Elektrolyse arbeitenden Zinkfabrik vreitei'verarbeitet werden.

Aus Pig· 2 ist ersichtlich, dass von den Wertmetallen Zn zu 98,0 %

Pb zu 97,5 % und '

Cu zu 91,8 %

in .die Stäube übergehen. Die Unterschiede gegenüber Beispiel 1 sind auf die höheren Gehalte, des Ofeneintrags an besagten Metallen

so-wie auf die höhere Temperatur zurückzuführen.

■ ratbelle 1

ifenge Fe . S Zn Pb ' Cu

Schweberöst- ^{kg kg % kg % kg %} kg % kg % schmelzofen

Konzentrat 1000 410 41 430 43 10 1.0 .6 0,6 1 0,1

Kalk 100. '

Staub 153,4 32 20,9 20,9 13,6 4,1 2,7 3,2 2,1 0,1 0,06

Schmölze 694,5 378 54,4 3,8 0,55 5,9 0,85 2,8 0,40.0,9 0,13

co ' .

O Chlorierungs-

ca ofen

^ Schmelze 694,5 378 54,4 3,8 0,55 5,9 0,85 2,8 0,40 0,9 0,13

^ CaCl₂ 4_8jo

Chlorid- _{67>4 15}^_{9 2}3,6 1,5 2,2 5,26 7,8 2,6 3,8 0,62 0,92

Chlorierte ₆₈₇ 5 ₃₆₂ 52,7 0,4 0,06 0,64 0,09 0,21 0,03 0,28 0,04 Schmelze ' > 1 ; » > t -t ft

	Schweberöst
	schmelzofen
	Konzentrat
	Kalk
	Staub
	Schmelze
co O	Chlorierunqs-
cc*	ofen Schmelze
Q.	CaCl₂
cn	Chlorid staub
	Chlorierte Schmelze

Tabelle 1 (Forts.)

As SiO- GaO Au Ag Cl
_{kg %} kg % kg % g g/t g g/t kg

7,0 63 6,3 10 1.0 18 18 33 33

100 100

31,4 20,5 2,9 1,9 5,1 3,3 1,3 8,5 31 20

6,0 0,86 60,18,65 104_;9 15,1 16,7 24 29,9 4,3

6,0 0,86 60p. 8,65 104,9 15,1 16,7 24 29,9 43

30,7 63,9

5,45 8,1 1,0-1,5 2,6 3,8 15,5 230 27,0 400 29,6 43_;9 0,55 0,08 59,18,6 126,5 18,4 1,2 1,7 2,9 4,2 0,2 0,03

Schwebe- Menge rö'st*- scbmelzfen

Fe

kg kg

Tabelle

Zn Pb j cu

. kg % kg % kg %

As

SiO.

CaO

Konzentrat 1000 390 39 450 Kalk Staub

_kg % _kg ■ _{% kg}

3,5 12 1,2 j 8,5 0,85 5,0 0,5 57

Cl .
kg %

5,7 6,7 0,67

100

_;1 29,0 18,2 24_;0 15,1 16,7 10,5 6,7 4,2 0,8 0,50 2,2 1,4 4,4 2,8 7 6 4 8

Schmelze 730,5 361 49,4 3,0 0,4118,3- 2,5 5,3' 0,72 7,7* 1,05 0,8 0,1152,6 7,2 119_;1 I₆V

Chlorierunqs- . ; . ⁷ ofen ■' . · ■

Schmelze 730,5 361 49_;4 3,0'. 0,41 18,3 2_;5 .5,3 0,72 j 7,7 1,05 0,8 0,11 52,6 7,2 119,1 16 3 ^ZaC1 54₇0 ,, I

88,1 14,8 _; 16,8 j 1,8 j 2,0 17₇6 20,0 5,0 5,7 j 7,0 7,9 0,4 0,45 1,1 1,2 3,1 3,5

Chlorierte 706,0 346 49,0 ! 0,3

"tin ' . ' ■

Schmelze

0,04 0,7 0,1 0,3 0,04

34,5 63,9 '',I 33,2 j7,7 ^, !,",>.

0,7 0,1 0,4 0,06 51,5 7,3 135,5 19,2 0,2 0,03;":'

IS) CD

Reaktion

1. 3Cu₂O₊₃ CaCl₂(I) = 2 Cu₃Cl₃ (g) f 3 CaO(s) Cu₂O: 1200-1509K (s),. 1509-1500K 1

2. ZnO(s) +CaCl₂ (1) =ZnCl₂(g) +CaO (s)

3. PbO (1) + CaCl₂ (1) = PbCl, + CaO (s)

₀: 1200-1226K (1), 122S-1800K (g) co ^

2 4. PbO (g) + CaCl₂ (1) = PbCl₃ + CaO (s)

■£ 5. As O (f) + 3 CaCl_p (1) = 2 AsCl.. (g) +

5; 3 CaO (S)

Tabelle 3	1300K	1400K	1600K	1700K	1800K
1200K		l,6xlO~³	0,0173	0,026	0,036
^(s) I₇SxIO"⁵	l,9xlO"³	6,7χ10~³	0,05	0,11	0,22
4,lxlO~⁴	0,302	0,65	2_;07	3,22	4,68
0,155 _r	70,7	36,3	11,8
197,5	ΙΟ"¹³	2,5xlO~¹²	5,0xl0~¹⁰	4,0xl0~⁹	2xlO"^£
₁₀-14,8

Claims

Patentansprüche " * '-"■·** :

1. Verfahren zum Rösten feinkörniger, NE-Metalle enthaltender Eisenerze und/oder -konzentrate sowie zum Chlorieren derselben zwecks Verdampfens der NE-Metalle als Metallchloridverbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass das feinkörnige Erz beziehungsweise Konzentrat unter erhöhter Temperatur zu einer Qziäschmelze oxydiert wird, unter die zwecks Verdampfens der Nichteisenmetallchloride aus der Eisenoxidschmelze ein Chloriermittel sowie Luft gemischt v/erden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Chloriermittel eine zu den abzuführenden NE-Metallen wenigstens stöchiometrische Menge Calciumchlorid eingesetzt wird, das der Oxidschmelze vorzugsweise in schmelzflüssigem Zustand zugesetzt

wird.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass so viel kalkhaltiger Stoff zugesetzt v/ird, dass dieser zusammen mit dem aus dem Chloriermittel entstehenden Calciumoxid den Schmelzpunkt der chlorierten Schmelze auf 1200 bis 135O⁰C senkt.

4. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Erz beziehungsweise Konzentrat so weitgehend oxydiert wird,' dass der Schwefelgehalfc der zu chlorierenden Schmelze weniger als 0,6 % beträgt.

5. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, d a-

d u r c h\ gekennzeichnet, dass pulverförmiges Chloriermittel und Sauerstoff und/oder Luft bei einer Temperatur von wenigstens 1500⁰C als Suspension in abwärtiger Richtung geführt werden um die Suspension auf die unterhalb von ihr befindliche Oxidschmelze _t deren Temperatur ca. 1300 bis 1500⁰O beträgt, prallen zu lassen zu dem

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_·,-,..-.,-_ _ OWGlNALiNSPECTED -..1 —.

Zweck, die in der Suspension enthaltenen scMielzflüssigen und festen Partikeln von den Gasen und dem Flugstaub zu trennen, die nach der Seite abgeführt und danach in die Steigreaktionzone geleitet werden, während die Oxidschmelze entweder kontinuierlich oder chargenweise in eine separate Chlorierungszone geleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Abgasen abgetrennte Flugstaub zwecks Überführens der darin enthaltenen NE-Metalle in die zu chlorierende Oxidschmelze in die Suspensionsreaktionszone zurückgeleitet wird.

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