DE3207024C2 - Verfahren zur Konzentrierung von Antimon- und Zinnoxiden aus Erzen oder sekundären Ausgangsmaterialien und eine hierfür geeignete Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine verflüchtigende Röstung der Sulfide und Oxide von Antimon und Zinn in einer einzigen Verfahrensstufe mit Hilfe von minderwertiger Kohle und Abrösten der Sulfide zu den Oxiden in der Dampfphase bzw. Reduzieren der Sulfide und Oxide mit der Kohle zu den Metallen, Verflüchtigen der Metalle und Gewinnung dieser aus der Dampfphase. Der dafür geeignete Ofen ist kegelstumpfförmig und um seine vertikale Achse drehbar, wobei in den oberen Ofenbereich Ausgangsmaterial und Kohle aufgegeben und aus einem Bodenloch nicht verflüchtigbare Stoffe flüssig abgezogen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Konzentrats von Antimon- oder Zinnoxiden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

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 für das Naßverfahren — obwohl hierfür nur eine einzige Verfahrensstufe erforderlich ist — werden letztlich nur für sehr reiche Konzentrate und geringe Durchsätze angewandt, da sie sehr aufwendig sind.

Die üblichen Röstverfahren weisen spezielle Probleme aufgrund der ungewöhnlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften von Antimontrisulfid und -trioxid auf, nämlich:

a) hoher Dampfdruck bei niederem Siedepunkt;

b) niederer Schmelzpunkt;

c) Instabilität in bereits schwach oxidierender Umgebung.

Da diese Verfahren mehrstufig sind, wird eine Rückführung von Schlacke und Ausgangsprodukten erforderlich, wobei große Staubmengen anfallen, die Ausbeute sinkt und die Notwendigkeit für die Weiterverarbeitung einer Anzahl von Zwischenprodukten gegeben ist

Eine typische Verhaltensweise, die Antimon und Zinn bei der Verflüchtigung gemeinsam ist. Hegt darin, daß höchste Ausbeuten durch die Verflüchtigung ihrer Sulfide erreicht wird. Bei der Verarbeitung derartiger Ausgangsprodukte sollen also oxidierende Bedingungen vermieden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Verfahren derart abzuwandeln, daß die Konzentrierung der Antimon- und Zinkoxide aus den Erzen oder sekundären Ausgangsmaterialien in einer einzigen Stufe erfolgt und man auch bei Verwendung von minderwertiger oder feiner Kohle bei minimalem Brennstoffverbrauch in wirtschaftlicher Weise leicht reduzierbare Konzentrate erhält. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zuerst zur Konzentration der Oxide, die im Ausgangsmaterial enthaltenen Sulfide und Oxide infolge des Wärmeangebots durch die Reaktionswärme eines kohlenstoffhaltigen Materials mit Verbrennungsluft (Luft und/oder Sauerstoff), verflüchtigt, worauf in der Dampfphase das Abrösten der Sulfide und Oxide mit Luft und/oder Sauerstoff erfolgt.

Die Arbehsiemperaturen 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 1500° C

Der nicht-flüchtige Teil des Möllers geht in die Schlacke und soll solche Konzentrationen verschiedener Komponenten enthalten, daß sie schon bei tiefer Temperatur, jedenfalls < 1200°C, schmilzt. Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, muß man dem Ausgangsmaterial CaO, S1O2 oder andere Oxide zusetzen.

Ein Ofen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand der Ansprüche 4 und 5. Ein solcher Ofen wird anhand der Zeichnung erläutert.

Der die Reaktionszone bildende Drehofen ist kegelstumpfförmig und besteht aus einem oder mehreren kegelstumpfförmigen Teilen. Die Achse des Ofens 1 ist vertikal. Der Ofen besteht aus einem Metallmantel 2 mit einer feuerfesten Auskleidung 3. Die Umdrehungsgeschwindigkeit und der Winkel 4 zwischen den Umhüllenden der Wandinnenflächen des Kegelstumpfs zu der Senkrechten sind so bemessen, daß die feste Phase — vom dynamischen Standpunkt aus gesehen — im Gleichgewicht verleibt 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. 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

Manlellinie(n) gegen die Senkrechte oder Vertikale 4,4' kann zwischen 10 und 60° liegen und ist bevorzugt > 20° C

Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Ofens soll 10 bis 80 UpM betragen.

Ist der Ofen aus mehreren Kegelstümpfen aufgebaut darf der Winkel zwischen den Mantellinien oder deren Tangenten der aufeinanderfolgenden Kegelstümpfe 3C° nicht überschi citen.

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 öi/nungen 9 über die ganze Länge auf, die gegebenenfalls im gleichen Absland 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 Auftreffpunktes auf die Ofenwand in Übereinstimmung mit der Bewegung, so daß die dynamischen Bedingungen der flüssigen oder festen Phase an der Stelle nicht gestört werden.

Das zentrische Rohr 10 dient zur Zuführung von Ve-brennungsluft, 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° C und mit Sauerstoff angereicherte Luft oder reiner Sauerstoff, der auf 200° C 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.

Beispiel

55

Als Ausgangsmaterial diente ein sulfidisches Konzentrat enthaltend 50 bis 60% Antimon, aus dem ein 80%iges oxidisches Konzentrat in einer Ausbeute von zumindest 95% bei einem Durchsatz von 10 kg/min durch einen kegelstumpfförmigen Ofen folgender Dimensionen erhalten wurde:

Durchmesser

in der großen Ebene

Durchmesser

in der kleinen Ebene

65

1,6 m,
0,4 m, Höhe des Kegelstumpfs Winkel zwischen der Mantellinie des Kegelstumpfs und der Vertikalen

In,

-30°. Es wurden folgende Arbeitsbedingungen eingehalten:

Drehgeschwindigkeit	30 bis 35 UpM,
des Ofens
Strömungsgeschwindigkeit	ι 4 mVmin,
der Luft (Normalbedingungen)	3 kg/min,
Einsatz von Kohle
Mischungsverhältnis	0,05 kg Kohle
des Möllers	auf 1 kg Aus
	gangsmaterial,
Zuführungsgeschwindigkeit	15 kg/min.
des Möllers
	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

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, wobei man bei einer Temperatur von zumindest 50 K über dem Siedepunkt der zu verflüchtigenden Oxide oder Sulfide arbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Möller eine Körnung von 0,01 bis 5 mm hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man auf 200 bis 600⁰C vorgewärmte Luft und/oder Sauerstoff verwendet.

4. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form von einem oder mehreren Kegelstümpfen hat und aus einem metallischen Ofenmantel (2) mit feuerfester Auskleidung (3) besteht, um seine vertikale geometrische Achse drehbar ist, im Boden ein Abzugsloch (5) für 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 Durcnmesser 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.

5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien (4, 4') zueinander keine Neigung von mehr als 30° haben.