DE3207024A1 - Verfahren zur konzentrierung von antimon- und zinnoxiden bzw. zur gewinnung von antimon und zinn aus erzen oder sekundaeren ausgangsmaterialien und eine hierfuer geeignete vorrichtung - Google Patents
Verfahren zur konzentrierung von antimon- und zinnoxiden bzw. zur gewinnung von antimon und zinn aus erzen oder sekundaeren ausgangsmaterialien und eine hierfuer geeignete vorrichtungInfo
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Description
»··.·· «.,,.. DR.-ING. FRANZ WUESTHOFF
WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ »*·'«"■·'»»>* ™ES™01
1A-55 719 D-8000 MÜNCHEN
Anm.: SAMIM SOCIETA·AZIONARIA schweigbrstrassk ζ
MINERO METALLURGICA S.p. A. telefon:^?) es«, j i
TELEX: 524070
Beschreibung
Verfahren zur Konzentrierung von Antimon- und Zinnoxiden
bzw. zur Gewinnung von Antimon und Zinn aus Erzen oder sekundären Ausgangsmaterialien und eine
hierfür geeignete Vorrichtung
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Konzentraten
bzw. die Gewinnung von Oxiden von Antimon und Zinn durch verflüchtigende Röstung bei entsprechender
Temperatur in Form der Metalloxide oder Sulfide bzw. Gewinnung der Metalle durch Reduktion,
wobei als Ausgangsmaterial Erze oder Rückstände, . Schlacken oder dergleichen dienen können.
Für die Antimongewinnung gibt es drei Verfahren, d.h. Fällung oder Naßverfahren, Röstung mit Verflüchtigung oder Röstung ohne Verflüchtigung. Das
Abrösten mit Verflüchtigung wird angewandt, wenn das Ausgangsmaterial einen Gehalt von unter 40 %
an Antimon oder anderen zu gewinnenden Metallen in einer Grundphase wie Kupfer oder Edelmetallen
enthält.
Die anderen Verfahren, nämlich Ausfällung und Abrösten ohne Verflüchtigung werden angewandt, wenn
die Ausgangsmaterialien zumindest 40 % Antimon und nicht zu viele Verunreinigungen enthalten. Die Anlagen
/2
V,
\u ■-.
nur «SP^BScT^l^^Kcto^^ -
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Die üblichenlRöstverfahren weisen r. . ..^^v^ l-;
auigruna^i-Au^-v-t-·—— * - - .^_^.^i„„# - - !«ill
vund -trioxid auf, " " mg
nämlich: . , ,, .....
y,e) höhet-Dampfdruck bei niederem Siedepunkt;
b) niedereiv Schm^zpunki;;
c) instability ir bereits schwach oxidierender
Umgebung".. ' .
Da diese Verfahren mehrstufig sind, wird eine Rückführung
von Schlacke und Ausgangsprodukten erforder-Sh,
wobei große Staubmengen anfallen, die Ausbeute sinkt und die Notwendigkeit für die Weiterverarbeitung
einer Anzahl von Zwischenprodukten gegeben
1st. . :
Eine typische Verhaltenswelse, die Antimon und
Zinn bei der Verflüchtigung gemeinsam ist, liegx dar^n daßiBchste Ausbeuten durch die Verflüchtigung
ih^r's^fi|cii^äi%lrd.-Bel;der Verarbeitung^
■.:_■■ ~:''S'i.S*Si*>:KiÜ4äil5riVniukte' pollen also oxidierende.
-S StS ausiefuhrt 4urch BlnstelXung der flmgebungs-,5
bedingungen bei der Verflüchtigung der Sulfide und
/3
1V,
1A-55 719
dem Abrösten oder einer Nachverbrennung in der Gasphase
von diesen Sulfiden,. wodurch man Konzentrate
mit. den gewünschten; Anteilen an Antimon und'Zinn bzw.
nach deren Reduktion die Metalle erhalten kann;
Durch das erfihdungsgemöße ,Verfahren wird Brennstoff
eingespart; DarUberhinaue kann minderwertige und feine Kohle. angewandt werden, ohne daß Erdgas
oder Koks benötigt würde·
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt zuerst eine Konzentration der Oxide.Zu Beginn werden die im
Ausgangsmaterial enthaltenen Sulfide und Oxide verflüchtigt infolge des Wärmeangebots durch
die Reaktionswärme eines kohlenstoffhaltigen Materials mit Verbrennungsluft (Luft und/oder
Sauerstoff), worauf in der Dampfphase das Abrösten der Sulfide und Oxide mit Luft und/oder
Sauerstoff erfolgt·
Die Arbeitstemperaturen müssen zumindest 50 K über dem Siedepunkt der Sulfide und/oder Oxide
liegen, um die Verflüchtigung zu ermöglichen. Im allgemeinen beginnt man mit Temperaturen von
zumindest 15000C.
Der nicht-flüchtige Teil des Möllers geht in die Schlacke und soll solche Konzentrationen verschiedener
Komponenten enthalten, daß sie schon bei tiefer Temperatur, jedenfalls^ ""
<\ 200 0C, schmilzt· Venn diese Bedingungen nicht
erfüllt sind, muß man dem Ausgangsmaterial CaO, SiO2 oder andere Oxide zusetzen.
1Α-55 719 - \ -
Nach einer Verfahrensvariante kann man Antimon und
Zinn in metallischem Zustand erhalten. Dazu werden die Oxide und/oder Sulfide zu den entsprechenden
Metallen mit Kohlenstoff und Kohlenmonoxid reduziert und anschließend die Metalle verdampft.
Die Erfindung betrifft schließlich eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
welche anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert wird.
Da^dieBeaktionszone bildende Drehofen ist kegelstumpfförmig
und besteht aus einem oder mehreren kegelstumpf förmigen Teilen, die gegebenenfalls außen oder innen
gekrümmte Umhüllende haben können. Die Achse des Ofens 1 ist vertikal. Der Ofen besteht aus einem
Metallmantel 2 mit einer feuerfesten Auskleidung Die Umdrehungsgeschwindigkeit und der Winkel k zwischen
den Umhüllenden der Wandinnenflächen des Kegelstumpfs zu der Senkrechten sind so bemessen,
daß die feste Phase - vom dynamischen
Standpunkt aus gesehen - im Gleichgewicht verbleibt unter der gemeinsamen Einwirkung des Gewichts, der
Fliehkräfte und der an der Innenwand auftretenden Reibungskräfte, während die sich bildende flüssige
Phase zum Boden des Ofens abläuft und durch ein Bodenloch 5 abgezogen wird.
Der Innendurchmesser des Ofens in der großen Ebene des Kegelstumpfs kann 1 bis 10 m, vorzugsweise
2 bis 6 m betragen, während der Innendurchmesser in der kleinen Ebene zwischen 0,2 und 1 m liegen kann.
1Α-55 719 - * *
Der Durchmesser des Bodenlochs muß 5 bis 30 % des
Durchmessers in der großen Ebene in Abhängigkeit von der angestrebten Leistung betragen und kann sogar bis
100 % in der kleinen Ebene erreichen. Der Winkel der Mantellinie(n) gegen die Senkrechte oder Vertikale 4,
kann zwischen 10 und 60 ° liegen und ist bevorzugt > 20 0C.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Ofens soll 10 bis 80 UpM betragen.
Ist der Ofen aus mehreren Kegelstümpfen aufgebaut oder hat er eine gekrümmte Umhüllende, darf der Winkel
zwischen den Mantellinien oder deren Tangenten der aufeinanderfolgenden Kegelstümpfe 30 ° nicht überschreiten.
In den Ofen reichen 2 bis 4 Rohre oder Düsen 6, 7, deren Endteile gegen die Ofenwand geneigt sind und welche
vertikal verschiebbar angeordnet sind, so daß sie sowohl zur Einspeisung des Möllers als auch des Ausgangsmaterials
und des Brennstoffs (Reduktionsmittels) dienen können.
Ein oder mehrere Rohr(e) 8 (in den meisten Fällen 4) sind im wesentlichen parallel zu den Mantellinien
der Wandinnenfläche angeordnet und weisen öffnungen 9
über die ganze Länge auf, die gegebenenfalls im gleichen Abstand voneinander vorgesehen sind und zum
kontinuierlichen Einblasen von gegebenenfalls vorgewärmter Luft oder Sauerstoff dienen. Die Geschwindigkeit
des Oxidationsmittel-Stroms hat eine radialzentrifugale Komponente und eine tangentiale Komponente
gegenüber dem Weg des Auftreffpunkts auf
die Ofenwand in Übereinstimmung mit der Bewegung, so daß die dynamischen Bedingungen der flüssigen oder festen
Phase an der Stelle nicht gestört werden.
/6
1Α-55 719 - * -
Das zentrische Rohr 10 dient zur Zuführung von Verbrennungsluft, um eine Nachverbrennung des Kohlenmonoxids
zu bewirken.
Das Ausgangsmaterial kann ein primäres und/oder sekundäres Rohprodukt sein, welches Sulfide und
Oxide von Antimon und Zinn enthält und eine Körnung von 0,01 bis 5 mm aufweist.
Das Ausgangsmaterial wird in den oberen Teil des Ofens eingeführt, gegebenenfalls im Gemisch mit
Brennstoff, der ebenfalls geringe Korngröße haben soll. Man kann jedoch Ausgangsmaterial und Brennstoff
bzw. Reduktionsmittel getrennt über die Rohre 6, 7 einführen. Auf diese Weise lassen sich die
angestrebten thermischen Bedingungen für das erfindungsgemäße Verfahren einstellen.
Als Verbrennungsluft oder Oxidationsmittel dient gegebenenfalls bis auf 600 0C und mit Sauerstoff
angereicherte Luft oder reiner Sauerstoff, der auf 200 0C vorgewärmt sein kann.
Die Reaktionsgeschwindigkeit ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch den außerordentlich
guten Kontakt der beiden Phasen miteinander sehr hoch, d.h. infolge der geringen Korngröße des Möllers
und der Drehung des Ofens.
Die Erfindung wird an folgendem Beispiel weiter erläutert.
Als Ausgangsmaterial diente ein sulfidisches Konzentrat enthaltend 50 bis 60 96 Antimon,
/7
1A-55 719
aus dem ein 80 %-iges oxidisches Konzentrat in einer
Ausbeute von zumindest 95 % bei einem Durchsatz von 10 kg/min durch einen kegelstumpf förmigen Ofen
folgender Dimensionen erhalten wurde:
Durchmesser in der großen Ebene Durchmesser in der kleinen Ebene
Höhe des Kegelstumpfs
Winkel zwischen der Mantellinie des Kegelstumpfs und der Vertikalen
1,6 m,
0,4 m,
0,4 m,
1 m,
30°.
Es wurden folgende Arbeitsbedingungen eingehalten:
Drehgeschwindigkeit des Ofens
Strömungsgeschwindigkeit der Luft (Normalbedingungen )
Einsatz von Kohle
Mischungsverhältnis des Möllers
Mischungsverhältnis des Möllers
Zuführungsgeschwindigkeit des Möllers 30 bis 35 UpM,
4 m^/min, 3 kg/min,
0,05 kg Kohle auf 1 kg Ausgangsmaterial
,
15 kg/min.
8146
Leerseite
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines Konzentrats
von Antimon- oder Zinnoxiden aus den entsprechenden
Erzen oder sekundären Ausgangsmaterialien, enthaltend Sulfide und Oxide der "beiden Metalle, dadurch
gekennzeichnet, daß man in einem einzigen Verfahrensschritt mit Luft und/oder Sauerstoff und einem kohlenstoffhaltigen
Produkt, wie minderwertige Kohle, eine Verflüchtigung der Sulfide und Oxide und anschließend ein
Abrösten der Sulfide zu Oxiden in der Dampfphase bei erhöhter Temperatur mit Luft und/oder Sauerstoff
vornimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet,
daß man bei einer Temperatur von zumindest 50 K über dem Siedepunkt der zu verflüchtigenden Oxide oder Sulfide arbeitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Möller
eine Körnung von 0,01 bis 5 mm hat.
/2
1A-55 719 - 2 -
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3t dadurch
gekennzeichnet , daß man auf 200 bis 600 0C vorgewärmte Luft und/oder Sauerstoff
verwendet.
5. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich-
* ' Form von0
net, daß er die/einem oder mehreren Kegelstümpfen
/ßeßeDenen^alls äußerer oder innerer gekrümmte
. Umhüllende hat und aus einem metallischen Ofenmantel/mit feuerfester Auskleidung/ΰβsteht,
um seine vertikale geometrische Achse drehbar ist, im Boden ein Abzugsloch/fur die flüssige Phase aufweist,
wobei der Innendurchmesser des Ofens in der großen Ebene 1 bis 10 m und in der kleinen Ebene 0,2 bis 1 m
beträgt, der Durchmesser des Bodenlochs 5 bis 100 % der kleinen Ebene beträgt, der Winkel zwischen den
Mantellinien und der Vertikalen zwischen 10 und 60 liegt und der Ofen mit einer Geschwindigkeit von
10 bis 80 UpM drehbar ist.
6. Ofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien (4, 41) zueinander
keine Neigung von mehr als 30 ° haben.
7. Verfahren zur Gewinnung von Antimon und Zinn aus Erzen und sekundären Rohmaterialien, dadurch
gekennzeichnet, daß man in einer einzigen Verfahrensstufe die Metalloxide
und/oder-sulfide mit Kohlenstoff oder Kohlenmonoxid
reduziert und die gebildeten Metalle abdampft und aus dem Dampf gewinnt.
8146
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