DE302537C - - Google Patents

Description

Die Schlacken von der Kupfer- und Bleiverhüttung enthalten infolge der bei der Verhüttung von Blei- und Kupfererzen zugeschlagenen Eisenerze oder infolge des natürliehen Eisengehaltes der Kupfer- und Bleierze große Mengen Eisen, das bisher '. für den Eisenhochofenprozeß unverwendbar war. Die Unverwendbarkeit ist teilweise durch den hohen Zinkgehalt, der im-Mittel ι ο Prozent

ίο Und/ mehr beträgt, und durch den zu hohen Kupfer- und Bleigehalt, der mehrere Zehntel Prozent bis einige Prozent beträgt, bedingt.

Die Gehalte der Schlacke an Zink, Kupfer

und Blei stellen ferner noch ziemlich be-, deutende Werte dar, deren Ausgewinnung in der Regel die Kosten der Erzeugung einer eisenreichen metallarmen Schlacke vollkommen deckt.

Es sind bereits verschiedene Verfahren

ao vorgeschlagen worden, das Zink aus diesen Schlacken durch sogenannte Abtreibeprozesse zu gewinnen. Bei diesen Verfahren wurde indessen nur auf die Gewinnung des Zinkes Rücksicht genommen und meistens die eisen-' "25 haltige Schlacke noch durch Zuschläge von Kalk wertloser gemacht. Ein weiterer Umstand, warum diese Entzinkungsverfahren meistens nicht rentabel arbeiteten, lag einesteils in der unvollständigen Entzinkung, andernteils darin, daß die zinkarme Schlacke wiederum zur Halde gefahren werden mußte, wodurch die Kosten für Haldensturz und den dazu verwendeten Platz einen nicht ünwesent-

■ liehen Faktor der Unrentabilität darstellten.

Der Zweck einer restlosen Ausnutzung dieser Millionen von Tonnen anlagernden' Schlackenmengen wird also nur dann erreicht, wenn die von ihren metallischen Verunreinigungen befreite Schlacke für den Hochofenprozeß nutzbar gemacht werden kann, wobei natürlich die Gewinnung der metallischen Verunreinigungen in einer Verwertbaren Form mit bedingt ist, um die Kosten des Verfahrens zu decken. Wenn auch die Entzinkung der Schlacke bis zu einem gewissen Grade nach bekanntem Verfahren mit oder ohne besondere Zuschläge, die den Eisengehalt herabdrücken, möglich ist, so ist es doch bisher nicht gelungen, den Zinkgehalt solcher . Schlacken unter 2 bis 3 Prozent auszubringen. Selbst dieser .Gehalt ist indessen für den Hochofenprozeß immer noch zu hoch. Wenn auch der Bleigehalt bei diesem Abtreibeverfahren so gut wie vollständig mit dem Zink zusammen ausgetrieben wird, so bleibt doch der Kupfergehalt in der Schlacke vorhanden und macht sie für den Hochofenprozeß un·- tauglich, da die Hochöfen durchschnittlich nur einen Gehalt von etwa 0,1 Prozent Kupfer als zulässig ansehen. Es ist deshalb unbedingt notwendig, den Kupfergehalt der Schlacken, der häufig bis 1 Prozent beträgt, aus der Schlacke bis auf etwa o,r Prozent zu entfernen.

Es wurde auch bereits versucht, diesen Kupfergehalt kupferreicherer Schlacken in Schlackentöpfen oder durch Überfließenlassen der Schlacke über einen Vorherd als Kupfer-

stein oder Kupferbleistein zu gewinnen. Diese Verfahren haben indessen auch nur unvollständig zum Ziele geführt, weil sich der Stein aus der Schlacke nur unvollständig ausscheidet, und weil häufig der. Schwefelgehalt der Schlacken *zu gering ist für eine Steinbildung.

Das neue Verfahren stellt nun eine restlose Verarbeitung der obenerwähnten Schlakken dar und geht von dem Grundsatz aus, daß 'die Abscheidung der metallischen Verunreinigung der Schlacke nur dann praktisch vollkommen gelingt, wenn ein geringer Teil des Eisengehaltes der Schlacke während des Verarbeitungsprozesses zu metallischem Eisen reduziert wird.

Das metallische Eisen nimmt einesteils den Kupfergehalt so gut wie vollständig auf, andernteils wird der Zinkgehalt bei dem Prozeß so gut wie vollkommen erst dann abgetrieben, wenn ein gewisser Prozentsatz des Eisengehaltes der Schlacke zu Metall reduziert ist. Bei den bisherigen Prozessen zur Entzinkung obenerwähnter Schlacken wurde stets mit Ängstlichkeit eine Saubildung im Gestell . des Ofens oder an der Eintrittsstelle des Zugoder Gebläsewindes durch Reduktion von Eisenoxydul zu metallischem Eisen vermieden, und wird gerade bei diesen Prozessen hervorgehoben, das .Eisen stets in verschlacktem Zustande in der Schlacke zu belassen. Nach vorliegendem Verfahren wird indessen gerade auf die Reduktion eines Teiles Eisen hingearbeitet, um in dem reduzierten Eisen den Kupfergehalt anzusammeln und die Austreibung des Zinkes bis auf ganz geringe zurückgehaltene Mengen zu ermöglichen.

Zu diesem Z\vecke wird ein besonderer, in an sich bekannter Weise mit zwei Reihen von Düsen versehenen Schachtofen verwandt, bei dem die Schmelzung- der Schlacke durch Verbrennung des beigemischten Brennstoffes durch eine Winddüsenreihe im oberen Teil des Ofens schon an der Beschickungsstelle stattfindet. Die Schlacke schmilzt hier infolge der hohen Verbrennungstemperatur des aus dem unteren Teil des Ofens auf-• steigenden heißen Kohlenoxydes mit dem eingeblasenen Warmwind sehr schnell, tropft dann fein verteilt über den im unteren Teil des Ofens befindlichen, 'weißglühenden Brennstoff und wird von den Formen der unteren Düsenreihe des Ofens teilweise zu Metall reduziert.

Der. Ofen ist unten so zugestellt, daß die hocherhitzte Schlacke mit dem reduzierten Eisen zusammen ständig in einen Vorherd oder in Schlackentöpfe abfließen kann, so daß eine Saubildung im Ofen selbst unmöglich ist.

Der Ofen wird grundsätzlich mit heißem Winde betrieben, welcher bekanntlich die Reduktion von Eisen aus "eisenhaltigen Schlacken befördert.

Es ist auch durch Patent 263413 bekannt geworden, in einem Ofen die Schlacke oben an der Beschickungsstelle zu schmelzen, damit sie durch die Beschickung'abtropft; der gesamte AVind wird indessen hier nicht im Gegenstrom, sondern im Parallelstrom zur Wanderung der flüssigen Schlacke durch den Ofen, also von oben nach unten durch den oben abgeschlossenen Ofen gedrückt, in welchem Falle die Beschickungssäule auf einem wassergekühlten Rost ruht. Eine Reduktion zum metallischen Eisen wird auch hier ängstlich vermieden.

Selbstverständlich können in der Beschikkung des Ofens bekannter Weise eisenhaltige Zuschläge in Form von Erzen oder metallischem Eisen gemacht werden, um den Metallgehalt der geschmolzenen Schlacke, zu erhöhen.

Zuschläge von metallischen Erzen wurden wohl bei- den bisher bekannten Entzinkungsverfahren schon vorgeschlagen', indessen ist, wie schon bemerkt, bei diesen Verfahren beabsichtigt, sowohl das zugesetzte Erz in verschlacktem Zustand zu erhalten, als auch das ' zugesetzte metallische Eisen zu verschlacken. Das aus dem Ofen ausfließende Gemisch von Eisenoxydulschlacke und metallischem Eisen trennt sich im A'orherd oder in den Schlackentöpfen ähnlich wie der Stein von der Schlacke beim gewöhnlichen Metallschmelzen, nur vollständiger, da das metallischeEisen ein höheres spezifisches Gewicht als Stein besitzt. In der , Regel wird sich, da auch der Schwefelgehalt der Schlacke fast vollkommen in das metallische Eisen geht, ein'sehr eisenreicher Stein bilden, der das Kupfer ziemlich vollständig 1°° enthält. ■ ■

Dieser eisenreiche Stein kann nun auf verschiedene Weise verarbeitet werden,' um das Kupfer auszubringen.

Enthält die Schlacke nur einige Zehntel Prozent Kupfer und der Stein nur wenige Prozent Kupfer, so kann der Stein der Ofenbeschickung· wieder zugeschlagen werden, bis er genügend am Kupfer angereichert ist. Enthält der. Stein genügend Kupfer, wird er nach 110. bekanntem Verfahren auf reichen Kupferstein verschmolzen. Infolge der hohen Temperatur, die vor den unteren Formen des Ofens durch Einblasen des heißen Windes entsteht, wird das Zink und Blei so gut wie vollkommen teils durch den Koks, teils durch das metallische Eisen reduziert und aus der Beschickung aufgetrieben.

Es werden dann durch die obere Düsenreihe im Ofen die Metalldämpfe wieder zu Oxyden

verbrannt, und gehen diese mit den Verbren-, |

nungsgasen fort. Aus diesen Gasen wird das I Zinkoxyd mit Bleioxyd gemischt in bekannter i

. Weise nach vorheriger Abkühlung durch j Dampfkessel oder Kühlvorrichtungen in ¹J Säcken aufgefangen. ' i

Es sind wohl schon Öfen mit mehreren Düsenreihen übereinander beim Abtreiben j von Zink vorgeschlagen worden. Diese Düsenreihen liegen indessen so dicht übereinander, daß von einem getrennten schnellen Schmelzen und Reduzieren unter Bildung metallischen Eisens keine Rede sein kann.

Die Anordnung einer oberen Düsenreihe im Ofen ist wohl für Kupolöfen zum Schmelzen von Roheisen ebenfalls vorgeschlagen, indessen als ungeeignet verworfen worden, weil das metallische Eisen im Oberteil des Kupolofens statt zu schmelzen, verbrennen würde.

Der Abstand,, der unteren und oberen Düsenreihe in dem hier gekennzeichneten Ofen beträgt in der, Regel mindestens 1 m und ist natürlich abhängig vom Zinkgehalt der Schlacke. Bei einem höheren Zinkgehalt wächst auch die Entfernung der Düsenreihen voneinander.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Herstellung einer eisenreichen zink- und kupferarmen Schlacke aus Schlacke der Blei- und Kupferverhüttungen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schlacken für sich oder mit eisenreichen Zuschlägen gemischt, mit Brennstoff in einem Schachtofen mit zwei in größerem Abstand voneinander liegenden Düsenreihen mit heißem Wind derart verschmolzen werden, daß durch die obere Düsenreihe lediglich eine schnelle Schmelzung der Schlacke und Zuschläge erfolgt, während durch die untere Düsenreihe eine teilweise Reduktion de& Eisengehaltes der Schlacke erfolgt, wodurch das Zink und Blei so gut wie vollkommen als Metall- ■ dämpfe ausgetrieben werden, das Kupfer von dem entstandenen metallischen Eisen aufgenommen und das Gemisch von Eisenoxydulschlacke und kupf erhaltigem Eisen zusammen ständig aus dem Ofen in einen Vorherd oder Schlackentopf fließt, in welchem sich das kupf erhaltige Eisen von der Schlacke trennt.