DE3112278A1

DE3112278A1 - METHOD FOR THE RECOVERY OF ZINC FROM FINE RESIDUES OR WASTE AS SHAFTS AND DUST

Info

Publication number: DE3112278A1
Application number: DE19813112278
Authority: DE
Inventors: Arturo Venice D'este
Original assignee: SAMIM SOC AZIONARIA MINERO MET
Current assignee: SAMIM SOC AZIONARIA MINERO MET
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1983-05-11
Also published as: LU83260A1; FR2482137A1; IT1140793B; IT8021067A0; GB2072641A; GR74808B; GB2072641B; BE888140A; NL8101596A; DK127581A

Description

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Anm.: Samim S.p.A.Note: Samim S.p.A.

Beschreibungdescription

Verfahren zur Rückgevrirnuqg-vcn Zink aus feinen Rückständen oder Abfällen wie Spänen und StaubProcess for the recovery of zinc from fine residues or waste such as chips and dust

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung des Zinks aus feinteiligen Rückständen oder Abfällen wie Spänen oder Staub. Diese Rückstände lassen sich nicht direkt einschmelzen in einer Zinkschmelze, weil sie ganz oder teilweise mit einer Oxidhaut oder einer anderen Verunreinigung überzogen sind, die ein direktes Aufgeben dieser Abfälle in ein Zinkbad innerhalb eines Schmelzofens verbieten.The invention relates to a method for recovering zinc from finely divided residues or waste like chips or dust. These residues cannot be melted down directly in a zinc melt, because they are wholly or partially covered with an oxide skin or another impurity that is a direct Prohibit placing this waste in a zinc bath inside a smelting furnace.

Von besonderer Bedeutung ist die Rückgewinnung des Zinks aus der Herstellung von verzinkten Blechen oder Stählen. Der dabei anfallende Zinkstaub hat im allgemeinen eine außerordentlich geringe Korngröße und zwar in der Größenordnung von = 37 /um. Das Einschmelzen ist wegen dieser Feinheit und der das einzelne Korn überziehenden Haut aus Oxid oder anderen Verbindungen praktisch nicht möglich.The recovery of zinc from the production of galvanized sheets or is of particular importance Steels. The resulting zinc dust generally has an extremely small grain size, namely in the Order of magnitude = 37 / µm. The melting down is because of this delicacy and that which coats the individual grain Skin made of oxide or other compounds is practically impossible.

Wird ein solcher Zinkstaub auf ein Zinkbad aufgegeben, so schwimmt er auf und brennt fast unmittelbar unter Bildung von Zinkoxid ab, (Jedoch findet kein Schmelzen statt. Aber auch das Brikettieren des Zinkstaubs führt zu keinen brauchbaren Ergebnissen. Die Stücke schwimmen ebenfalls auf dem Zinkbad, werden von der Metallschmelze nicht benetzt,und zwar wegen der jedes Teilchen umgebenden Haut, während das Zink oxidiert wird, zwar langsamer alsIf such zinc dust is placed on a zinc bath, it floats up and burns under almost immediately Formation of zinc oxide, (However, there is no melting. But the briquetting of the zinc dust also leads to to no useful results. The pieces also float on the zinc bath and are melted by the metal not wetted because of the skin surrounding each particle while the zinc is oxidized, slower than

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der Staub selbst aber trotzdem in kurzer Zeit Zinkoxid gebildet wird.the dust itself, however, zinc oxide is formed in a short time.

Die Aufarbeitung derartiger feiner Rückstände oder Abfallmaterialien erfolgte daher bisher entweder hydrometallurgisch durch Auflösung in verdünnter Schwefelsäure, Reinigen der Zinksulfat-Lösung und elektrolytische Abscheidung des Zinks aus der Zinksulfat-Lösung oder durch ein thermisches Verfahren, bei dem Zink zum Oxid umgesetzt wird und dann das Zinkoxid einer direkten Verwendung zugeführt wird. Auch hat man bereits versucht, diese Zinkabfälle oder -rückstände in Form von Zinksalzen wieder zu gewinnen.So far, such fine residues or waste materials have either been worked up hydrometallurgical by dissolving in dilute sulfuric acid, cleaning the zinc sulfate solution and electrolytic deposition of the zinc from the zinc sulphate solution or by a thermal process, in which zinc is converted to oxide and then the zinc oxide is put to direct use. Attempts have also been made to recover this zinc waste or residues in the form of zinc salts.

Alle diese Verfahren zur Rückgewinnung des Zinks sind kostspielig und die Kosten liegen in der Größenordnung von Hüttenzink, weil Ja letztlich auch die gleichen Verfahrensmaßnahmen notwendig sind, wie sie bei der Zinkgewinnung angewandt werden.All of these zinc recovery methods are costly and on the order of magnitude of metallurgical zinc, because ultimately the same procedural measures are necessary as in the case of the Zinc extraction can be applied.

Aufgabe der Erfindung ist nun die Rückgewinnung des Zinkgehalts aus feinteiligen Rückständen oder Abfällen wie Staub oder Spänen unter Entfernen der Oxidhaut, so daß ein direktes Einschmelzen möglich wird. Die feinteiligen Rückstände oder Abfälle können agglomeriert (brikettiert, pelletiert, tablettiert) werden. Irgendwelche andere chemischen Behandlungen sind Jedoch vor dem Einschmelzen nicht erforderlich. .The object of the invention is to recover the zinc content from finely divided residues or waste such as dust or chips with removal of the oxide skin so that direct melting is possible. the Fine residues or waste can be agglomerated (briquetted, pelletized, tabletted). Any however, other chemical treatments are not required prior to melting. .

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die feinteiligen Rückstände oder Abfälle in einer sauren Ammoniumionen enthaltenden Lösung, wie in einer Lösung von Ammoniumchlorid und/oder gepufferter Salzsäure j einem pH-Wert von 4,1 bis 4,65 aufgeschlämmt. Die Ammoniumchlorid-Konzentration liegt vorzugsweiseAccording to the process of the invention, the finely divided Residues or wastes in a solution containing acidic ammonium ions, such as in a solution of ammonium chloride and / or buffered hydrochloric acid j slurried to a pH of 4.1 to 4.65. the Ammonium chloride concentration is preferred

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zwischen 50 und 300 g/l, insbesondere zwischen 150 und 250 g/l.between 50 and 300 g / l, in particular between 150 and 250 g / l.

Dieses Aufschlämmen erfolgt bei Temperaturen um Raumtemperatur bei Kontaktzeiten zwischen 10 und 60 min, vorzugsweise zwischen 15 und 30 min. Das Gewichtsverhältnis des Aufschlänmittels zu den Feststoffen soll zwischen 0,2 und 2, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 gehalten werden. Dieses Aufschlämmen kann kontinuierlich oder absatzweise in üblichen Anlagen wie vertikalen horizontalen oder fast horizontalen Rührgefäßen mit axialer Zuführung₍in Scheibenreaktoren oder dergleichen vorgenommen werden.This suspension takes place at temperatures around room temperature with contact times between 10 and 60 minutes, preferably between 15 and 30 minutes The weight ratio of the suspension agent to the solids should be kept between 0.2 and 2, preferably between 0.8 and 1.2. This suspension can be carried out continuously or intermittently in conventional systems such as vertical, horizontal or almost horizontal stirred vessels with axial feed ₍ in disk reactors or the like.

Nach dem Aufschlämmen werden die Feststoffe abfiltriert bzw. die abgesetzte Aufschlämmung dekantiert und die flüssige Phase rückgeleitet. Sie wird mit Zink durch entsprechendes Ablaufen angereichert und mit frischer Lösung aufgefrischt, um ihre Wirksamkeit auf dem gewünschten Niveau zu halten.After the suspension, the solids are filtered off or the settled suspension is decanted and the liquid phase returned. It is enriched with zinc through appropriate drainage and with fresher Solution refreshed to keep its effectiveness at the desired level.

Der so behandelte Zinkstaub oder dergleichen ist praktisch frei von einer Zinkoxidhaut oder dergleichen und ist mit der AufSchlämmflüssigkeit angefeuchtet, um die Teilchen vor einer neuerlichen Oxidation oder Verunreinigung zu schützen.The zinc dust or the like thus treated is practically free from zinc oxide skin or the like and is moistened with the slurry liquid to protect the particles from re-oxidation or contamination to protect.

Der feuchte Filterkuchen wird nun agglomeriert, wobei die Aufschlämmflüssigkeit die Benetzbarkeit der Metallteilchen durch die Metallschmelze verbessert, das Ammoniumchlorid schmilzt und wirkt als Flußmittel.The moist filter cake is now agglomerated, with the slurry liquid reducing the wettability of the metal particles Improved by the metal melt, the ammonium chloride melts and acts as a flux.

Diese Agglomerierung kann nach üblichen Verfahren vorgenommen werden, vorausgesetzt, daß man wohldefinierte und zusammenhängende Teilchen erhält. Bevorzugt erfolgtThis agglomeration can be carried out by conventional methods provided that one is well-defined and maintains connected particles. Preference is given

das Brikettieren unter einem Druck von 1 bis 2 t/cm , wodurch man Briketts mit einem spezifischen Gewicht von 5,8 bis 5,9 erhält. Diese Briketts kann man dann ohne jeglicher weiteren Behandlung in den Schmelzofen aufgeben.Briquetting under a pressure of 1 to 2 t / cm, making briquettes with a specific weight from 5.8 to 5.9. These briquettes can then be put into the melting furnace without any further treatment to give up.

Die Erfindung wird an folgendem Beispiel weiter erläutert.The invention is further illustrated by the following example.

example

In einem Kunststoffbehälter zur Aufnahme eires Volumens von etwa 100 1 mit Rührer wurden 60 1 einer Ammoniumchlorid-Lösung mit einer Konzentration von 200 g/l eingefüllt und in diese Aufschlämmflüssigkeit kontinuierlich während etwa 10 min 50 kg Zinkstaub (94 % Zink) eingerührt. Nach beendeter Zugabe wurden noch weitere 10 min gerührt und dann konnte die Aufschlämmung sich absetzen. Überstehende Flüssigkeit wurde abgezogen und nach entsprechendem Auffrischen mit Ammoniumchlorid rückgeleitet. Das feuchte Pulver wurde ausgetragen und direkt brikettiert. Dazu wurde eine intermittierende Brikettiermaschine mit einem Gesamtdruck von 40 t angewandt, so daß sich bei der Herstellung von Briketts mit einem Durchmesser von60 l of an ammonium chloride solution with a concentration of 200 g / l were poured into a plastic container with a stirrer to hold a volume of about 100 l and 50 kg of zinc dust (94 % zinc) were continuously stirred into this suspension liquid for about 10 minutes. After the addition was complete, stirring was continued for an additional 10 minutes and then the slurry was allowed to settle. Supernatant liquid was drawn off and, after being appropriately replenished with ammonium chloride, returned. The moist powder was discharged and directly briquetted. For this purpose, an intermittent briquetting machine with a total pressure of 40 t was used, so that during the production of briquettes with a diameter of

undand

6 cm /einer Höhe von etwa 4 cm auf der Fläche von 28,2 cm6 cm / a height of about 4 cm on the surface of 28.2 cm

ein gleichmäßiger Druck von etwa 1 400 kg/cm zur Einwirkung kam.a uniform pressure of about 1,400 kg / cm to act came.

Man erhielt 79 Briketts von etwa 650 g und einem Volumen von 110 bis 115 cm . Die beim Brikettieren ablaufende Flüssigkeit wurde gesammelt und rückgeleitet. Der Restgehalt der Briketts an Ammoniumchlorid betrug etwa 2g.79 briquettes of about 650 g and a volume of 110 to 115 cm were obtained. The one that expires during briquetting Liquid was collected and returned. The residual ammonium chloride content of the briquettes was about 2 g.

In einen Induktionsofen mit einem Fassungsvermögen von 100 kg Schmelze, in dem sich genau 40 kg Zink befanden und deren Temperatur auf 500 bis 510⁰C eingeregelt war, wurden jeweils 8 bis 10 Briketts eingebracht, sobaldIn an induction furnace having a capacity of 100 kg of melt, in the exactly 40 kg of zinc were located and its temperature was adjusted to 500-510 ⁰ C, 8 to 10 briquets were each introduced as soon as

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die Temperatur der Schmelze den vorbestimmten Wert wieder erreicht hatte. Auf diese Weise ließen sich die 79 Briketts innerhalb von 50 bis 60 min einschmelzen.the temperature of the melt had reached the predetermined value again. In this way, the 79 briquettes melt down within 50 to 60 minutes.

Man erhielt 82,5 kg Zink und 5,8 kg Schwamm, welch letzterer 4 kg Zink in der Hauptsache in Form von Zinkoxid und zum Teil als Zinkchlorid enthielt.82.5 kg of zinc and 5.8 kg of sponge were obtained, the latter of which 4 kg of zinc mainly in the form of zinc oxide and partly contained as zinc chloride.

Die Materialbilanz, bezogen auf 50 kg eingesetztes Zinkpulver (94 %-ig), d.h. 47 kg Zink_fwar folgende:The material balance, based on 50 kg of zinc powder used (94 % ), i.e. 47 kg of zinc _f, was as follows:

42,5 kg Zink entsprachen 90,4 % des Metalls aus dem Staub und 85 % des eingesetzten Staubes und 4 kg Zink in Form von Zinkoxid entsprachen 8,5 % des Staubes.42.5 kg of zinc corresponded to 90.4 % of the metal from the dust and 85 % of the dust used and 4 kg of zinc in the form of zinc oxide corresponded to 8.5 % of the dust.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist außerordentlich einfach und billig, da es praktisch vollständig gelingt, die Oxidhaut von den Zinkteilchen zu entfernen, ohne das Metall selbst nennenswert anzugreifen.The method according to the invention is extremely simple and cheap, since it succeeds practically completely To remove oxide skin from the zinc particles without significantly attacking the metal itself.

Der mittlere Verbrauch an Ammoniumchlorid beträgt rund 3 kg/t Staub. Die Metallausbeute bei einem 93 bis 94 %-igem Staub erreicht 90 % des eingesetzten Staubgewichts. Die geringe Zinkmenge, die in obiger Materialbilanz nicht aufscheint, läßt sich wieder gewinnen aus den Abläufen des Waschvorgangs und aus dem Zinkschwamm, der sich im allgemeinen beim Einschmelzen von Zink nach üblichen Verfahren bildet.The average consumption of ammonium chloride is around 3 kg / t dust. The metal yield with a 93 to 94% dust reaches 90 % of the dust weight used. The small amount of zinc, which does not appear in the above material balance, can be recovered from the processes of the washing process and from the zinc sponge which generally forms when zinc is melted using conventional methods.

Ein weiterer interessanter Gesichtspunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß bei Bedarf an gereinigtem Zirkxi^in Form von Staub es möglich ist, in der ersten Verfahrensstufe einen solchen direkt zu gewinnen, indem der Staub oder die Abfälle erfindungsgemäß aufgeschlämmt und aus der Aufschlämmung die Feststoffe abgetrennt und getrocknet werden.Another interesting aspect of the process according to the invention is that, if necessary, purified Circxi ^ in the form of dust it is possible in the first stage of the process to obtain such a direct by slurring the dust or the waste according to the invention and the solids are separated from the slurry and dried.

Claims

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ DIPL.-CHEM. DR. E. BARRIER VON PBCHMANN REPRESENTATIVES BEFORE THB EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS MANDATAIRES AGRiES PRES ^ OFFICE EUROPEEN DES »REVETS DIPL.-ING .; DIPL .-- riRTSCH.-lNG. RUPERT GOBI 1A-54 557 D-8000 MUNICH Note: Samim S.p.A. Schweigerstrasse2 phone: (089) 6620 ji TELEGRAUM: PROTECTPATENT TELEX: J 24 070 patent claims

1. Process for recovering the zinc content from finely divided residues or waste such as dust or Chips, characterized in that they are contained in an acidic ammonium ion Slurries solution with a pH of 4.1 to 4.65, recovering the solids from the slurry, optionally agglomerating the wet solids, and then agglomerating them melts in a known manner in a zinc bath.

2. The method according to claim 1, characterized g e k e η η draws net that one for the slurry Solution of ammonium chloride and / or a buffered hydrochloric acid with a concentration of 50 to 500 g / l, preferably 150 to 250 g / l is used.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the residues or wastes 10 to 60 min, preferably 15 to 30 min, in the solution is stirred, the weight ratio solution: solids between 0.2 and 1, preferably between 0.8 and 1.21 is held.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the moist solid

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Substances agglomerated under a pressure of 1,000 to 2,000 kg / cm.