DE3115502A1 - Verfahren zum abtrennen von blei aus sulfidischem konzentrat und schwebeschmelzofen zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zum abtrennen von blei aus sulfidischem konzentrat und schwebeschmelzofen zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Verfahren zum Abtrennen von Blei aus sulfidischem
Konzentrat und Schwebeschmelzofen zur Durchführung
des Verfahrens
Konzentrat und Schwebeschmelzofen zur Durchführung
des Verfahrens
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Schwebeschmelzofen
gemäß dem Patentanspruch 8.
Der überwiegende Teil der Weltbleiproduktion wird aus
sulfidischen Konzentraten nach dem Sinter-Schachtofen-Verfahren gewonnen. Im Sinterofen wird das Konzentrat zur Entschwefelung oxidiert und in eine für die Schachtofenreduktion passende stückige Form gebracht.
sulfidischen Konzentraten nach dem Sinter-Schachtofen-Verfahren gewonnen. Im Sinterofen wird das Konzentrat zur Entschwefelung oxidiert und in eine für die Schachtofenreduktion passende stückige Form gebracht.
Der schwerstwiegende Nachteil dieses Verfahrens liegt in
den großen Abgasmengen, die sowohl beim Sintern als auch
im Schachtofen anfallen. Man schätzt, daß je Tonne Konzentrat etwa 670 kmol (15 000 Nm3) schwefeldioxid- und staubhaltige Prozeß- und Ventilationsgase anfallen. Das Reinigen der Abgase entsprechend den gegenwärtiaen Umwelt-
den großen Abgasmengen, die sowohl beim Sintern als auch
im Schachtofen anfallen. Man schätzt, daß je Tonne Konzentrat etwa 670 kmol (15 000 Nm3) schwefeldioxid- und staubhaltige Prozeß- und Ventilationsgase anfallen. Das Reinigen der Abgase entsprechend den gegenwärtiaen Umwelt-
schutzbestimmungen bedeutet einen erheblichen Anstieg der
Bleigewinnungskosten.
Ziel der Forschung in den letzten Jahren war die Schaffung eines Verfahrens, bei welchem das Schwefeldioxid in
konzentrierter Form anfällt und möglichst geringe Mengen an staubhaltigen Abgasen entstehen. Bei reinen, nur sehr
wenig. Quarz enthaltenden Konzentraten kann im Prinzip nach einem einstufigen Verfahren gearbeitet werden. Das
sulfidische Bleikonzentrat wird dabei in einer einzigen Verfahrensstufe direkt zu Metall oxidiert. Als Teilreaktion
erfolgt zuerst die Oxidation des Bleisulfids zu Bleioxid gemäß folgender Reaktion:
PbS + 1,5 O2 = PbO + SO2
Danach reduziert das überschüssige Bleisulfid das Oxid gemäß folgender Reaktion zu Metall:
2 PbO + PbS = 3Pb + SO2
Liegt die Arbeitstemperatur des Verfahrens unterhalb von etwa 1373 K, so fallen als Ergebnis der Oxidationsreaktionen
Bleisulfat und Oxidsulfate statt Bleioxid an. Metallisches Blei entsteht beim Reagieren dieser Verbindungen
mit Bleisulfid.
Das einstufige Bleigewinnungsverfahren eignet sich für reine
Konzentrate. Infolge der starken Affinität zwischen Bleioxid und Siliciumdioxid wächst mit steigendem Quarzgehalt
des Konzentrats der Bleigehalt der Schlacke bei gleichzeitiger Abnahme des Ausbeute an metallischem Blei. Das
Freisetzen des Bleis aus dem Silicat erfordert einen so niedrigen Sauerstoffdruck, daß bei Anwesenheit von Schwefeldioxid
Bleisulfid statt metallischem Blei anfällt.
Bei den Temperaturen und Sauerstoffdrücken, die beim direkten
Bleigewinnungsverfahren herrschen, wird das im Konzentrat enthaltene Zink oxidiert und geht in die Schlacke
über. Um den Schlackenschmelzpunkt auf einem genügend niedrigen Wert zu halten, muß der Schlacke ein Flußmittel
zugesetzt werden, was wiederum erhöhte Bleiverluste durch Schlackenabgang bedeutet.
Zur Verarbeitung der vorgenannten unreinen Konzentrate hat man auch mehrstufige Verfahren angewandt. Die Nachteile
des Sinterprozesses (schwachkonzentriertes Schwefeldioxidgas, Verseuchung der Umwelt mit Bleioxidstaub, Sulfatbildung,
Schwierigkeiten bei der Temperaturregelung) konnte man durch Übergang zu geschlossenen Reaktoren umgehen, die als Produkt
bleioxidhaltige Schmelze liefern. Ein solches Verfahren ist zum Beispiel das Kivcet-Verfahren (FI-AS 56028).
Der Dampfdruck, insbesondere des Bleisulfids, aber auch des Bleioxids, ist bei den Arbeitstemperaturen der Bleigewinnungsverfahren
hoch. Daraus resultieren die für diese Prozesse typischen, äußerst schädlichen großen Flugstaubmengen.
Sowohl beim mehrstufigen als auch beim einstufigen Verfahren kommt es zur Verdampfung sowohl von Bleisulfid
als auch von Oxid. Der Siedepunkt von Bleisulfid liegt bei etwa 1610 K, der von Bleioxid bei etwa 1810 K, so daß
das Gas bei den Verfahrenstemperaturen diese Verbindungen in großen Mengen enthalten kann. Die verdampften Bleiverbindungen
gehen aus der Anlage zusammen mit dem schwefeldioxidhaltigen Gas ab.
Je nach Schwefeldioxiddruck sind unterhalb von 1050 bis 1150 K nur Bleisulfid, -sulfat und die verschiedenen
-oxidsulfate stabil. Dadurch besteht der vom Gas abgetrennte Staub, der quantitativ einen sehr qroßen Teil der
— "7 —
dem Prozeß zugeführten Bleimenge enthalten kann, hauptsächlich aus diesen Verbindungen. Die Bleioxidmenge ist
geringer. Das Einspeisen des Flugstaubes in die Oxid-Reduktionsstufe
kommt wegen des in ihm enthaltenen Schwefels nicht in Frage. In der Reduktionsstufe würde der
Schwefel reduziert werden und als Bleisulfid zusammen mit dem Gas abgehen. Außerdem hätte das gewonnene Blei einen
hohen Schwefelgehalt. Die verbreitetste Art der Staubverarbeitung besteht darin, den Staub zusammen mit frischem
Konzentrat wieder in die Oxidationsstufe zu leiten. Als Nachteile sind jedoch der durch die endothermen
Sulfat-Zerfallsreaktionen bedingte Energiebedarf und die Zunahme der Gasmenge infolge der umfangreichen Staubumwälzung
zu nennen.
Eine der Hauptbestrebungen bei der Weiterentwicklung des Bleigewinnungsverfahrens war die Senkung der Staubmengen.
Eine Methode, dieses Ziel zu erreichen, bestand darin, das Gas im Abzugsteil des Oxidationsreaktors so abzukühlen,
daß die Bleiverbindungen kondensieren und zurück in die heiße Schmelze fallen. So verfährt man im Kivcet-Verfahren
bei der Oxidation des Bleikonzentrats. Die Rückführung des gekühlten, eventuell sulfathaltigen Staubes
verursacht jedoch durch seine große Menge von 25 - 40 % einen zusätzlichen Energieverbrauch.
Eine zweite bei zahlreichen Verfahren angewandte Methode zur Verringerung der Staubmenge besteht darin, sulfidisches
Konzentrat auf oder in die im Ofen befindliche Schmelze zu injizieren. Man erreicht hierbei ein schnelles
Lösen des Sulfids im schmelzflüssigen Blei oder eine Umsetzung mit dem in der Schlacke enthaltenen Bleioxid
mit der Folge, daß die Aktivität des Bleisulfids sinkt und die Verdampfung abnimmt.
Aus der FI-PS 54147 ist ein Schwebeschmelzverfahren für
sulfidische Komplex- und/oder Mischerze oder Konzentrate bekannt ,bei dem man zur Bildung einer Suspension in den
oberen Teil der Reaktionszone feinkörniges und -verteiltes Rohmaterial, Luft oder sauerstoffangereicherte Luft sowie
eventuell Brennstoff einträgt und das in Suspension befindliche
Rohmaterial im oberen Teil der Reaktionszone bei hoher Temperatur einer oxidierenden Behandlung und im unteren Teil der Reaktionszone
einer reduzierenden oder sulfidierenden Behandlung unterzieht, um die unverdampften Begleitminerale oder -metalle
zurück in die Gasphase zu führen, bevor sich der in der Suspension befindliche Peststoff abscheidet und auf die
unterhalb der Reaktionszone befindliche Schmelze prallt.
In der Druckschrift wird angegeben, daß sich das Blei oft nicht ohne wirksame Reduktionssulfidierung quantitativ
aus den Schmelzprodukten entfernen läßt, da es im Schacht leicht zu einer Umsetzung zwischen dem sich bei der Oxidation
bildenden Bleioxid und der Kieselsäure des Konzentrats oder der Zuschläge kommt. Das Reduzieren und
Sulfidieren von Blei aus schmelzflüssigen Silicaten wird wegen der ungünstigen Aktivitätsverhältnisse als
schwierig bezeichnet.
Keines der genannten Verfahren vermag das mit dem Bleigewinnungsprozeß
verbundene Staubproblem entscheidend zu lindern. Ein großer Teil des im Konzentrat enthaltenen Bleis geht
nach wie vor mit dem Gas ab und wird beim Kühlen des Gases sulfatisiert oder sulfidiert.
Mit der vorliegenden Erfindung wird bezweckt, die bei den bekannten Verfahren auftretenden Staubprobleme im wesentlichen
zu eliminieren und ein Verfahren zum Abtrennen von Blei aus sulfidischem Konzentrat zu schaffen.
Die Hauptmerkmale der Erfindung sind aus dem Patentanspruch 1 ersichtlich.
Weiter soll mit der Erfindung ein bei diesem neuen Verfahren einzusetzender Schwebeschmelzofen geschaffen werden,
bei dem keine Schmelze-Verweilzeit erforderlich ist, und
bei dem die vom abgehenden Gas mitgeführte Staubmenge entscheidend geringer ist als bei den bereits entsprechenden
bekannten Vorrichtungen.
Die vorliegende Erfindung gründet sich auf die Idee, die Verschlackung sämtlichen im sulfidischen Konzentrat enthaltenen
Bleis anzustreben. Um dies zu gewährleisten, setzt man so viel silicatreiches schlackenbildendes Material
zu, daß sich im Ofen im wesentlichen nur Schmelze vom Schlackentyp bildet, aus der man durch Reduktion
Rohblei und Schlacke gewinnt, wobei letztere auf vorteilhafte Weise als silicatreiches schlackenbildendes Material
eingesetzt werden kann.
Schlackenbildner kann außer in den Reaktionsschacht auch in den Herd und/oder die Steigströmungszone eingespeist werden.
Diese zusätzliche Menge gibt man vorzugsweise an einer Stelle zu, wo starke Gasturbulenz herrscht, wie im unteren
Teil der Steigströmungszone.
Als Schlackenbildner wird vorzugsweise feinkörniger Quarzsand eingesetzt, jedoch kommt auch bleiarmes und/oder
silicatreiches Bleisilicat, sog. Bleiglas, in Frage, zum Beispiel die bei der Rohbleiabtrennung anfallende bleiarme
silicatreiche Schlacke, die entweder als Schmelze oder als feinkörniger Feststoff eingetragen wird.
Da man bestrebt ist, die gesamte Schmelzemenge als Schmelze vom Schlackentyp zu erhalten, ist keinerlei Phasentrennung
und damit auch keine Schmelze-Verweilzeit erforderlich.
Man kann somit im Herd mit sehr hohen Gasgeschwindigkeiten arbeiten, wodurch die mechanische Staubmenge erfahrungsgemäß
vermindert wird und der Herd verhältnismäßig klein ausgelegt werden kann, vorzugsweise als Kammer
in Form eines liegenden Zylinders mit einem Durchmesser von etwa 3 bis 5 m, beispielsweise 4 m.
Im Ofen versucht man eine so hohe Temperatur und einen so hohen Sauerstoffdruck aufrechtzuerhalten, daß sämtliches
im sulfidischen Konzentrat enthaltenes Blei zu Bleioxid oxidiert wird, das an den Schlackenbildner unter
Bildung einesfesten oder schmelzflüssigen Stoffes gebunden wird, der in die am Herdboden befindliche Schmelze fällt.
Die Temperatur der Suspension wird auf wenigstens 1373 K, vorzugsweise höchstens 1873 K, der Sauerstoffdruck auf
— 10
über 4,90 · 10 bar, vorzugsweise mehr als
über 4,90 · 10 bar, vorzugsweise mehr als
5,88 · 10~6 bar, eingestellt.
Bei der vorliegenden Erfindung macht man sich also die Beobachtung
zunutze, daß sich das Blei durch Regulierung der Suspensionstemperatur, des Mischens und des Sauerstoffdruckes
zu Bleioxid oxidieren und gleichzeitig mit sog. Bindemitteln, d.h. mit schlackenbildenden Stoffen,
wirksam zu schmelzflüssigen oder festen Bleisilicaten binden läßt, die auf den Ofenboden sinken und dort eine
Schmelze des Schlackentyps bilden. Auf diese Weise vermeidet man die Bildung gasförmiger Bleiverbindungen und
das Entstehen von Sulfatstaub, wenn die Gase dann hinter dem Ofen im Kessel gekühlt werden.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beispielhaft beschrieben. Es zeigen;
Fig. 1 einen Schwebeschmelzofen von der Seite im Schnitt,
Fig. 2 einen Schnitt längs der in Fig. 1 angedeuteten Geraden A-A.
Über das Gewölbe des Reaktionssachtes 1 des Schwebeschmelzofens
werden mit Hilfe einer Eintragsvorrichtung 5,
z.B. Sprühvorrichtungen, die zur Bildung einer guten Suspension mit Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter
Luft betrieben werden, Bleikonzentrat und schlackenbildendes Bindemittel eingespeist. Zusätzlich werden zur
Regelung der Oxidation und der Wärmebilanz bedarfsfalls weiterer Sauerstoff und/oder weitere sauerstoffangereicherte
Luft und (flüssige oder feste, kohlen- und/oder wasserstoffhaltige) Zusatzbrennstoffe eingeführt.
Konzentrat und Bindemittel werden in einem solchen Verhältnis und unter Aufrechterhaltung solcher physikalischer
Suspensionsbedingungen eingespeist, daß eine nahezu vollständige Oxidation des Bleis zu Oxiden und eine nahezu
vollständige Umsetzung dieser Oxide zu schmelzflüssigen oder festen Bleisilicaten erzielt werden. Durch Änderung
der Bewegungsrichtung der Bleisilicatsuspension im Schwebeschmelzofen um 90° trennt sich der Hauptteil der schmelzflüssigen
bzw. festen Stoffe der Suspension von den Gasen und sinkt auf den Boden eines Herdes 2, wo diese Stoffe über
eine Abstichöffnung 6 abgenommen und in einen Elektroofen 3 geleitet werden, wo das Bleisilicat unter Einsatz
z.B. von Koks und/oder Eisen in einer Rohbleigewinnung 9 zu Rohblei reduziert wird, welches man von der bleiarmen
Silicatschlacke 10 trennt, die dann in einer Granuliervorrichtung 8 verarbeitet wird. Das im Herd 2 von der Suspension
abgetrennte schwefeldioxidhaltige Gas enthält mechanischen Staub und geringfügige Mengen an gasförmigen Bleioxiden.
Im hinteren Teil des Herdes wird der Gasstrom ge-
drosselt (Geschwindigkeit 40 - 100 m/s). In diese turbulente Strömung werden weitere Bindemittel eingetragen, so
daß das im Gas enthaltene gasförmige Bleioxid fortlaufend
in schmelzflüssige/feste Bleisilicate übergeht und das Gas sich gleichzeitig abkühlt, wobei die eventuell vorhandene
geringfügige Menge gasförmigen Bleioxids zu einer Bleioxidschmelze kondensiert. Danach enthalten die Gase
praktisch nur noch mechanischen Staub (in schm'elzf lüssiger
oder fester Form), der sich abscheidet, wobei der mechanische Staub auf den Boden des Herdes 2 sinkt und sich mit
dem Hauptteil der Bleisilicatschlacke vereinigt, der aus dem Herd 2 durch die Abstichöffnung 6 abgenommen und zur
Reduktion einem Elektroofen 3 zugeführt wird, wo die Rohbleigewinnung 9 erfolgt.
Das aus dem Steigrohr 4 über die Gasabführvorrichtung 7 abgehende Gas hat eine Temperatur von ca. 1000 bis 11000C
und enthält nur ca. 2 - 15% Staub, bezogen auf den Eintrag. Abgas und Staub werden einer Kesselanlage zugeführt, wo
das Gas unter Erzeugung von Hochdruckdampf (58,8 bis 98,0 bar) auf ca. 300 - 350 0C abgekühlt wird. Dabei kommt es zur
Sulfatisierung der Stäube. Diese werden unten aus der
Kesselanlage und dem nachgeschalteten Elektrofilter abgezogen und in ein Staubsilo geblasen, von wo sie erneut
in den Reaktionsschacht 1 des Schwebeschmelzofens eingetragen
werden.
Bedingt durch den Charakter dieses Prozesses ist im Herd keine Absetz-Verweilzeit für die Bleisilicatschlacke erforderlich,
wie zum Beispiel beim Schwebeschmelzen von Kupfer oder Nickel, da ja die Wertmetalle und das Blei
in diesem Falle in der Schlacke enthalten sind, so daß sich ein Absetzen von Wertmetallen aus der Schlacke in den
Stein und/oder in die Metallphase erübrigt. Im Wesen dieses
Prozesses liegt es auch, daß die Umsetzungen und die Bindung der Bleioxide zu Bleisilicaten mit ausreichender Geschwindigkeit
erfolgen. Außerdem verlangt der Umweltschutz einen hermetisch geschlossenen Ofen, damit Gasausbrüche
vermieden werden.
Die letztgenannten drei Gesichtspunkte bieten die Möglichkeit, mit einer im Verhältnis zur Kapazität geringen Ofengröße
zu arbeiten. Aufgrund durchgeführter Pilotversuche kann geschätzt werden, daß für eine Kapazität von
200 000 - 300 000 Tonnen Bleikonzentrat/Jahr eine Ofenanlage mit folgenden Abmessungen passend ist: Reaktionsschacht-Durchmesser
ca. 3 m, -Höhe ca. 5m, Herddurchmesser ca. 4m,
-Länge ca. 10m, Steigrohr-Durchmesser ca.3 m, -Höhe ca. 5m.
Es ist ein Schwebeschmelzofen vorteilhaft, dessen Herd einen
runden und nicht (wie beim normalen Schwebeschmelzofen) einen kastenförmigen Querschnitt hat. Mit einem Herd in
Form eines kleinen, liegenden Zylinders kann in diesem Falle deshalb gearbeitet werden, weil sich eine Schmelze-Verweilzeit
erübrigt und man mit hoher Gasströmungsgeschwindigkeit, z.B. von 10 bis 20 m/s, arbeiten kann, wodurch
sich die mechanische Staubmenge erfahrungsgemäß verringert.
Im folgenden wird die Erfindung durch Beispiele erläutert .
Die Analyse des Bleikonzentrats lautet:
Pb | 43,0 |
Cu | 1,5 |
Fe | 5,0 |
Zn | 3,9 |
S | 12,3 |
Sb | 0,2 |
SiO2 | 16,9 |
CaO | 3,2 |
MgO | 6,1 |
In den Reaktionsschacht der Ofenanlage werden eingetragen:
- Konzentrat 3000 kg/h
- Butan 91 kg/h
- Sauerstoff 612 Nm3/h
- Flugstaub 1818 kg/h
- Kalk als Flußmittel
Die Schachttemperatur beträgt 1600 K. Im Schacht entstehen
Gase in einer Menge von 821 Nm3/h mit folgender Zusammensetzung:
so2 co2 |
47,5 17,1 |
H2O | 21,4 |
N2 | 0,4 |
PbO | 13,6 |
Im Herd werden zur Kompensation der Wärmeverluste 51 kg/h Butan verbrannt, so daß die Gasmenge im Steigschacht
997 Nm3/h beträgt. Ihre Zusammensetzung ist wie folgt:
so2 | 39,1 |
CO2 | 21 ,9 |
H2O | 27,4 |
N2 | 0,4 |
PbO | 11 ,2 |
Mit Abkühlung der Gase reagieren das gasförmige und das vom Gasstrom mitgerissene (mechanischer Staub) PbO mit SO^
unter Bildung von Sulfat und Sulfid (1).
(1) 4PbO + 4SO2 ·>
3PbSQ4 + PbS
Der größte Teil der Stäube (1818 kg/h) bildet sich also über die Gasphase. Die Gasphase kann bei einer Temperatur
von 1600 K maximal 14,3 % PbO enthalten (Barin & Knocke:
Thermochemical properties of inorganic substances). Die abgekühlten Stäube enthalten
PbSO4 77,9 %
PbS 20,5 % ,
welche in die Ofenanlage zurückgebracht werden.
Es wird das gleiche Konzentrat wie in Beispiel 1 verarbeitet. In den Reaktionsschacht werden eingetragen:
- Konzentrat 3000 kg/h
- Butan 35 kg/h
- Sauerstoff 472 Nm3/h
- Flugstaub 271 kg/h
- Kalk als Flußmittel
Schachttemperatur 1600 K.
Schachttemperatur 1600 K.
Gasbildung im Schacht 460 Nm3/h mit folgender Zusammensetzung:
SO2 | 58,5 |
co2 | 11 ,9 |
H2O | 14,8 |
N2 | 0,5 |
PbO | 14,3 |
Im Herd werden zur Kompensation der Wärmeverluste 51 kg/h Butan verbrannt und zur Bildung des gasförmigen Bleioxids
zu PbO-SiO2 177 kg/h Bindemittel (1) eingesetzt. Der
Dampfdruck des Bleioxids oberhalb von PbO-SiO bei 1600 K
beträgt 0,029 bar. Nach Ablauf der Umsetzung hat die Gasphase im Steigrohr (1600 K) bei 588 Nm3/h folgende Zusammensetzung:
- SO2 | 45,7 |
- C02 | 22,6 |
28,2 | |
- N2 | 0,5 |
- PbO | 3,0 |
- PbO-Staub | 11,8 kg/h |
Im Abscheider fließt das als Silicat gebundene PbO als Schmelze zurück in den Ofen. Das PbO, das den Abscheider
passiert (im Gas 3 % und als Schmelze 11,8 kg/h), bildet beim Abkühlen wie im Beispiel 1 Sulfate und Sulfide, die
als Flugstaub in den Reaktxonsschacht zurückgeführt werden.
Es wird das gleiche Konzentrat wie in Beispiel 1 verarbeitet. In den Reaktionsschacht werden eingetragen:
- Konzentrat 3000 kg/h
- Butan 21 kg/h
- Sauerstoff 436 Nm3/h
- Flugstaub 61 kg/h
- Kalk als Flußmittel
Schachttemperatur 1600 K.
Gasbildung im Schacht 382 Nm3/h mit folgender Zusammensetzung:
so2 | 65,9 |
co2 | 8,5 |
H2O | 10,7 |
N2 | 0,6 |
PbO | 14,3 |
Im Herd werden 51 kg/h Butan verbrannt und zur Bindung des gasförmigen Bleioxids zu PbO-SiO2 177 kg/h Bindemittel (1)
eingesetzt. Die Gase werden auf 1400 K gekühlt, wo der Bleioxid-Dampfdruck oberhalb von PbO.SiO? 0,0022 atm
beträgt. Nach erfolgter Umsetzung hat die Gasphase im Steigrohr bei 50 5 Nm3/h folgende Zusammensetzung:
- So2 | 49,9 |
- C02 | 21 ,9 |
-H2O | 27,4 |
- N2 | 0,6 |
- PbO | 0,23 |
- PbO-Staub | 12,5 kg/h |
Im Kegelabscheider fließt das als Silicat gebundene PbO zurück in den Ofen. Das PbO, das den Abscheider passiert
(im Gas 0,23 % und als Schmelze 12,5 kg/h), bildet beim Abkühlen analog Beispiel 1 Sulfate und Sulfide, die als
Flugstaub in den Reaktionsschacht zurückgeführt werden.
Bleioxid-Dampfdruck oberhalb der Bleisilicate (Flugstäube) Es seien die Reaktionen
(1) PbO(g) + SiO2(s) » PbO . SiO2
(2) 2PbO(g) + SiO2(s) »2PbO · SiO2 (1)
bei den Temperaturen 1600, 1500 und 1400 K betrachtet.
Aus den Reaktionsgleichungen (1) und (2) kann man mit
Hilfe von ^A G den Partialdurck von PbO , . oberhalb des
Silicats berechnen:
Hilfe von ^A G den Partialdurck von PbO , . oberhalb des
Silicats berechnen:
(1) —* kp1
aPb0 · | SiO2 |
asxo2. a2Pb0 |
p2Pb0 |
asio2 | 2 " • P PbO |
Unter der Annahme, daß sich das SiO? nicht im Bleiglas
löst, erhält man:
kp1 = · | 1 | 2 | ^ P PbO | 1 |
kp2 = | Ppbo | ^ P PbO | ||
1 | ||||
= \ ι : |
ΙΟΙ PbO F kp2
Tabelle 1: Dampfdruck von PbO (bar)
A) Oberhalb der PbO-Schmelze
B) Oberhalb der PbO-SiO^Schmelze
C) Oberhalb der 2PbO-SiO2-Schmelze
Temperatur, K |
0 | A | 0 | B | 0 | C |
1400 | 0 | ,0181 | 0 | ,0022 | 0 | ,0027 |
1500 | 0 | ,054 | 0 | ,0090 | 0 | ,0100 |
1600 | ,140 | ,029 | ,032 | |||
Leerseite
Claims (10)
- DIPL.-ING. HANS W. GROENINGPATENTANWALT0UT0KÜMFU OT
Outokumpu/FinnlandVerfahren zum Abtrennen von Blei aus sulfidischem Konzentrat und Schwebeschmelzofen zur Durchführung des VerfahrensPatentansprücheVerfahren zum Abtrennen von Blei aus sulfidischem Konzentrat, wobei man zur Bildung einer Suspension und zur Oxidation des Bleis zu Bleioxid feinkörniges Konzentrat, silicatreiches schlackenbildendes Material und Luft oder sauerstoffangereicherte Luft in den oberen Teil einer Schwebereduktionszone in einem Reaktionsschacht (1) einträgt, die gebildeten Gase über eine Steigströmungszone in einem Steigrohr (4) abführt und die Schmelze aus dem Herd (2) zur Weiterverarbeitung absticht, dadurch gekennzeichnet , daß so viel schlackenbildendes Material eingetragen wird, daß im wesentlichen die gesamte Schmelze als Schmelze vom Schlackentyp anfällt, und daß die aus dem Herd (2) ab-SIEBEHTSTH. 4 · 8000 MtTNCHEN 8β · POB 86034=0 ■ KABEL: RHEINPATENT · TEL. (089) 471079 · TELEX 5-22659gestochene Schmelze zur Reduktion des Bleisilicats und zum Abscheiden des Rohbleis einer Reduktionsstufe zugeführt wird. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß schlackenbildendes Material auch noch in den Herd (2) und/oder in die Steigströmungszone, vorzugsweise an einer Stelle mit starker Gasturbulenz, eingetragen wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß in den unteren Teil der Steigströmungszone schlackenbildendes Material eingesetzt wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß als schlackenbildendes Material eine bei der Bleisilicatreduktion und der Rohbleiabtrennung angefallene bleiarme silicatreiche Schlacke dient, die als Schmelze oder als feinkörniger Feststoff eingesetzt wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet ,daß als schlackenbildendes Material feinkörniger Quarzsand eingesetzt wird.
- 6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Eintrag so reguliert wird, daß die Gasströmungsgeschwindigkeit im Herd (2) verhältnismäßig hoch, vorzugsweise wenigstens ca. 10-20 m/s,ist.
- 7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur der Suspension wenigstens 1373 K, vorzugsweise höchstens1873 K, und der Sauerstoffdruck mehr als 4,90 · 10~ bar, vorzugsweise mehr als 5,88 . 10~ bar, beträgt.
- 8. Schwebeschmelzofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Herd (2), einem mit diesem verbundenen Reaktionsschacht (1) und einem Steigrohr (4), wobei im oberen Teil des ReaktionsSchachtes (1) eine Eintragsvorrichtung (5) zum Einspeisen von feinkörnigem Bleikonzentrat, silicatreichem Schlackenbildner und Luft oder sauerstoffangereicherter Luft in den Reaktionsschacht (1) zur Bildung einer Suspension, eine Gasabführvorrichtung (7) zum Abführen des Gases über das Steigrohr(4) sowie eine Abstichöffnung (6) zum Abstechen der Schmelze aus dem Herd (2) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Herd (2) einen im wesentlichen runden Querschnitt hat.
- 9. Schwebeschmelzofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß zum Abführen der gesamten Schmelze aus dem Herd eine einzige Abstichöffnung (6) vorgesehen ist.
- 10. Schwebeschmelzofen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des Herdes (2) ca. 3 bis 5 m beträgt.
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Publication Number | Publication Date |
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DE3115502C2 DE3115502C2 (de) | 1987-12-10 |
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BE (1) | BE888411A (de) |
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