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Verfahren zur Behandlung von Schlacken. Die Erfindung bezieht sich
auf die Behandlung metallurgischer Schlacken, die, sei es in chemischer, sei es
in mechanischer Verbindung, metallische Bestandteile enthalten, die von der geschmolzenen
Masse herrühren, aus der die Schlacke gewonnen ist oder mit der sie in Berührung
gekommen und von der sie dann wieder getrennt wurde. Gegenstand der Erfindung- ist
es, aus den in Betracht kommenden Schlacken ganz oder zum Teil die erwähnten metallischen
Beünengungen wiederzugewinnen, was namentlich dann von erheblicher Bedeutung sein
wird, wenn es sich um Schlacken mit einem Gehalt an kostbaren Metallen handelt.
Es ist zur Wiedergerinnung von wertvollen Bestandteilen aus Schlacken schon vorgeschlagen
"vordem, Schlacken zu benutzen, die bei der Raffinierung von Rohkupfer in. Flammofen
erhalten werden, als siliziumhaltiges Material beim Besseinern von Kupferstein,
oder Schlacke, die sich bei der Behandlung von Kupferstein ini Konverter bildet,
in einen, Stein enthaltenden Flainmofeii zu geben, öder endlich Schlacke. deren
Metallgehalt abgeschieden werden soll, in einem beispielsweise 6 in langen Konverter
mit Stein einzulassen und dann. Luft hindurchzublasen, worauf der Inhalt des Konverters
in einen ungefähr ebenso langen Vorlierd fällt, wo alle Erzstücke zum 'Niedersinken
auf den Boden des Vorherdes gebracht werden und sich dort finit der geschmolzenen
Masse vereinigen. .
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Nun findet zwar bei diesen. bloßen Zusaninienbriiigen von Schlacke
und Stein ein langsamer Ausgleich im beiderseitigen -Metallgehalt statt. Aber die
Wirkung ist nicht schnell genug, um das Verfahren kommerziell verwertbar zu machen.
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Uni cliesen 'Nachteil zu vermeiden, wird nach der Erfindung die metallhaltige
Schlacke in. gescliniolzenen Zustand durch eine Reihe von Bädern gegeben, in denen
sich geschmolzene Masse mit einem Gehalt an denn zu gewinnenden «Metall befindet.
der prozentual kleiner ist als der Metallgehalt der heschniolzenen «Masse, aus der
die Schlacke ursprünglich ab-eschieden worden war. Allreniein ist der Metallgehalt
der Masse in jedem Bad kleiner äls der des in der Reihe vorhergehen-Ilen Bildes.
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Die Gewinnun- der wertvollen Metallbostalldteile
aus
rler Schlacke auf fliese Weise ist zunächst ein rein mechanischer Vor-alig. Unter
Umstünden wird aber ilie finit der Schlacke in Berührung zlt bringende geschmolzene
:Masse besser so gewählt, rlaß sie auf die Metallbestandteil(: der Schlacke oder
einige voll ihnen auch chemisch einwirkt. Der sich vollziehende Vorgang ist dann
entweder rein chemischer oder teils chemischer, teils mechanischer Natur.
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Die in Frage kommende geschmolzene Masse kann in verschiedenartiger
Weise hergestellt werden. Beispielsweise kann man sie ganz oder teilweise dadurch
erzeugen, claß inan die geschmolzene Schlacke mit Reduziermitteln behandelt, z.
B. mit reduzierenden Gasen. Oder aber sie wird durch einen Schnielzprozeß gewonnen.
Die Mischung der Schlacke und der geschmolzenen "Zusatzmasse kann ebenfalls auf
mannigfaltige Art geschehen. Die Schlacke kann z. B. in die geschmolzene Masse in
der Weise eingeführt werden, daß man sie auf die Oberfläche der letzteren auffallen
läßt und so zum Eindringen in die Masse bringt, in irgendeinem passenden Behälter.
Oder aber die -Mischung kann mit Hilfe eines mechanisch bewegten Rührers erfolgen
oder durch die Hindurchpressung von Gasen oller indem nian sie in einen' langen
Trog zusalnnenfließen läßt.
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Nachstehend soll zur besseren Erläuterung der Erfindung, als Ausführungsbeispiel,
ihre Anwendung auf die Metallurgie des Kupfers beschrieben «=erden, wobei auf die
beiliegende, eine geeignete Apparatur darstellende Zeichnung Bezug genommen ist.
Kupferschlacken, d. h. Schlacken, die aus Konvertern, aus Flaininöfen oder Schmelzöfen
gewonnen sind, sind grundsätzlich Eisensilikate, enthalten aber wertvolle Kupferanteile
und in vielen Fällen auch Gold und Silber. Beispielsweise enthält Kupferschmelzschlacke,
außer geringen --Mengen von Gold und Silber, Kupfer in der Form von Kupfersilikat
und Kupferstein, mechanisch gemischt finit und gelöst in dem Eisensilikat. Die Menge
dieser Bestandteile hängt selbstverständlich voll dein Grad des Steines ab;
ini allgemeinen ist der Prozentgehalt all Kupfer in der Schlacke ungefähr t Prozent
des Prozentgehaltes (res Kupfers in dein in der Schmelzvorrichtung erzeugten Stein.
Wenn die Schmelzung so geleitet und clie Bedingungen so aufrechterhalten sind, daß
ein Stein mit (m Prozent Kupfergehalt hergestellt wird, so ist der Prozentsatz voll
Kupfer in der Schlacke ungefähr o.tl Prozeilt. Bei 4.c> Prozent Kupfergehalt des
Steines ist der durch (las Verbleiben von Kupfer in der Schlacke entstehende Verlust
ungefähr 0,4 Prozent.
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Bei Verwendung einer Apparatur, wie sie in der Zeichnung dargestellt
ist, wird die Schmelzschlacke. die ini Ofen 1 erzeugt wird und einen hoprozentigen
Stein ergibt, durch eine. Reitle voll Absetzgefäßen 2, 3, .4 und 5 gegeben. Das
Gefäß 2 enthält den (joprozc#lltigell Steil', in den Gefäßen 3, 4. und- 5 aber bildet
sich ein Schmelzbad voll einem Stein geringeren Grades, d. 11. eine geschmolzene
Masse mit einem geringeren Prozentgehalt an Kupfer als der ursprüngliche Stein.
Der Kupfergehalt nimmt mit cler Entfernung vom Ofen in den einzelnen Gefäßen als.
Beispielsweise mag das Gefü13 3 noch eineu 2oprozentigen Stein, (las Gefäß .4 aber
nur einen roprozentigen und (las Gefäß 5 nur einen gprozentigen Stein enthalten.
Schlacke und Mein gelangt vorn Ofen r in den Behälter 2, und die Schlacke fließt
über den Cheffall des Gefäßes weiter in den Behälter 3. Hier mischt sie sich mit
dein 2oprozentigen Stein, der in diesem Behälter sich befindet, und verliert so
einer' Teil (res Kupfergehaltes. Nachdem so in' Bellültcr 3 ein Teil des Kupfers
und damit selbstverständlich des Goldes wid Silbers wiedergewonnen ist, fließt clie
Schlacke aus dieseln Behälter wieder über in den Behälter 4, und da der in dieseln
befindliche Mein wiederum von geringerem prozentualeili Kupfergehalt ist, so wird
aus der Schlacke wiederum ein Teil des Kupfergehaltes ausgeschieden. In gleicher
Weise ist der Vorgang iln Behälter 5 und endlich auch in (lern langen Trog G, in
dein, zusaniinen mit der gereinigten Schlacke, ein Stein voll noch -er ingerein
Grade, vielleicht 5 Prozent, herabfließt. Dieser Stein kann, zoll einem zweiten
Schmelzofen y entnommen werden. Vonl Trog 6 fließt die Schlacke und der 5prozentige
Stein in den rotierenden Mischer ; . Der Mischer kann von jeder beliebigen Anordnung
sein, ist aber zweckmäklig ebenso wie die Behälter -2 bis 5 und der Trog (i mit
einer feuerfesten Auskleidung versehen. Vorn Mische'- 7 clldlich fließic11 Schlacke
und. Stein in (1e11 Ahse tzbehälter S. voll dein sie getrennt entnommen werden.
Das Verfahren kann ganz oder teilweise kontinuierlich oder unterbrochen geleitet
werden.
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Der niedriggradige Stein kann in einem oller mehreren der Gefäße 3,
.I und 5 .genügend mit der Schlacke gemischt werden, und slic alifüel,lende Schlacke
ist (tann für alle praktischen Zwecke grniir,end frei von Kopfei-. Oder der lauge
Trog (@ kann das gewünschte I:rgc#Imis - die U"iedergewinnung des Kupfers - erzielen,
ohne daß Behälter wie diejenigen 2 bis 5 oder ein Mischer wie; vorgesehen sind.
Auch der Mischer allein, ohne die übrigen Teile, 1.a1111 Verwendung finden.
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Die ßeliiilter. der 'V-rog, der lfisclier und
der
.lbsetzbcli;iltcr, können niit Kohle, Holzkohle oder ( il geheizt tvcrden, 11111
slic in ihnen bCfIndl(Che @I@tsse stets genügend flüssig 711
erhalten, sowie
auch ztveclctiliißig eitle neutrale oder re(ltizierciicle :Atmosphäre auf der Oberfläche
der 1Iassc zu erhalten.
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Die Schlacke in dein Absetzbehälter 8 wird ungefähr noch r Prozent
des prozentualen Kupfergehaltes des darin befindlichen Steines besitzen, geiniiß
der obenerwallnten allge-
meinen Regel. Wenn demgemäß ein 5prozentiger Stein
im Mischer 7 vorhanden gewesen ist, so wird das Schlackenkupfer ungefähr o,o5 Prozent
betragen, während es vor der Behandlung noch o,6 Prozent enthielt. Es werden also
o,5 j# gespart oder wieclergewonnen, weiter ebensoviel an Gold und Silber, so daß
die Anwendung des Verfahrens einen recht erheblichen Wert hat. Das Verfahren -kann
sehr wesentliche Ersparnisse auch in der Herstellung des Steines oder anderer 1Iaterialieii
mit sich bringen, von denen die ursprüngliche Schlacke erhalten war. Beispielsweise
kann der Kupfergebläseofen oder der Flanimofei oder Konverter vorteilhaft finit
reicherem Korn und mehr siliziumhaltiger Schlacke arbeiten, so daß sowohl an Zuschlags-
als a11 Aufbereitungskosten gespart wird. Die größere Menge der bei Anwendung des
Verfahrens in der Schlacke elithaltenen Metalle stellen keinen Verlust mehr da,
wie früher, cla sie vollständig wiedergewonnen werden: Wenn erforderlich, kann der
jprozentige, ini Absctzbehä lter 8 enthaltene Stein noch weiter in einem anderen
Behälter übergeführt und da mit einem noch gerlngwertlgereln Stein gemischt
werden, worauf man ihn dann wieder absetzen läßt. Auf diese Weise können auch noch
weitere Stufen angeschlossen werden, indem man immer einen Stein von geringerem
Gehalt verwendet, bis praktisch alle Metallverluste vermieden werden.
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Der niedriggradige Stein wäscht beim Mischen clen höhergradigen, der
in der Schlacke enthalten ist, aus dieser aus und ersetzt ihn. Er wirkt aber auch
chemisch auf (las in der Schlacke in der Form von Kupfersilikat enthaltene Kupfer
ein, indem er das Kupfer durch Eisen ersetzt. Der Prozeß ist demgemäß ein vorzugsweise
mechanischer, kann aller auch bis zu einem gewissen Grade ein chemischer sein. Der
geringgradige Stein tvird während des 'Zischens mit Kupfer angereichert, ebenso
finit Gold und Silber, und inuß deshalb nach einem gewissen Zeitraum wiederum ersetzt
tvcrden. Das kann in der Weise bewirkt tverden, (laß man den Stein atls jedem Behälter
in den unmittelbar vorhergCheildeil überführt.
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1)as vorstehend in Anweticlung auf die l@upfergetvinnung beschriel>cim
Verfahren kann ohne weiteres auch finit äleichem Vorteil bei der Gewinnung anderer
Metalle, wie Gold, Silber, Zinn, Blei, Nickel, Kobalt, Verwendung linden. Bei Gold
und Silber wird zweckmüßig metallisches Blei als diejenige geschmolzene hasse verwendet,
für die man beim Kupfer geringäradigen Stein nimmt. Beim Zimt entstellt eine Schlacke,
die hauptsächlich, Eisen- oder Kalziumsilikat, aber auch Zinnsilikat enthält. Für
eine solche Schlacke ist als geschmolzene Masse etwa Roheisen verwendbar. Dieses,
frei oder in Verbindung mit Zinn, wird auf das Zinnsilikat der Schlacke einwirken,
und es wird Zinn wiedergewonnen, welches sich im Eisen und im Eisensilikat in der
Schlacke lösen würde. Beim Blei ist der Schmelzprozeß zweckmäßig niit Überschüssigen
Beträgen von Bleisilikat in der Schlacke zu leiten, so daß eia reineres Werkblei
erhalten wird als bei den sonst gebräuchlichen Verfahrungsweisen, in denen der Schlackeverlust
so niedrig als möglich gehalten werden muß. Die hohen Metallwerte in der Schlacke,
in Gestalt jenes Cberschusses von Bleisilikat, können durch das beschriebene Verfahren
ohne weiteres wiedergewonnen werden. Geringgradiger Bleistein würde zweclcni-.ißig
als geschmolzene Masse im Sintie der Erfindtttig -#TcrtVendttllg finden.