DE401328C - Roesten von Zinksulfid enthaltenden Erzen - Google Patents

Description

• Rösten von Zinksulfid enthaltenden Erzen. Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des Verfahrens zum Rösten von Schwefelerzen, die ausgelaugt werden sollen, insbesondere von Zinkblende, aus der durch Auslaugen mit Schwefelsäure oder erschöpftem Elektrolyten Zinksulfatlösung für die elektrolytische Darstellung von Zink hergestellt werden soll.
• Die Erfindung ist aber auch weiterhin bei jedem Verfahren anwendbar, bei dem eine Zinksulfatlösung hergestellt wird, z. B. bei der Fabrikation von Lithopone o. dgl.
• Nach dem Verfahren nach der Erfindung können sowohl Schlamm, Abfälle und andere hüttenmännische Produkte- wie auch rohe Erze und metallhaltige Stoffe behandelt werden.
• Die allgemein üblichen Verfahren zum Rösten der zinksulfidhaltigen Erze für die Destillation sind mehr oder weniger mangelhaft, wenn das Röstgut mit Schwefelsäure ausgezogen werden soll. Beim Rösten von Erzen für die Destillation sucht man allen Schwefel, sowohl den als Sulfid, wie auch den als Sulfat vorhandenen, auszutreiben. Sollen dagegen die Erze mit Schwefelsäure weiterbehandelt werden. so ist die Gegenwart von Sulfaten nicht nachteilig, ja sie ist sogar dann, wenn einem mäßigen Verbrauch von Schwefelsäure beim weiteren Arbeitsgange Rechnung getragen werden soll, von Vorteil. Dies ist offenbar der Fall bei dem elektrolytischen Verfahren und noch mehr bei der Darstellung von Lithopone, bei der praktisch die gesamte Schwefelsäure im Endprodukt als Ba ryumsulfat erscheint. Bei der elektrolytischen Zinkdarstellung muß man gewöhnlich der zum Ausziehen verwendeten Lösung eine gewisse Menge Schwefelsäure als Ersatz für die bei dein Verfahren auftretenden Verluste und zur Erhaltung der richtigen Konzentration des Zinks in der Lösung zusetzen.
• Soll beim Rösten von Zinksulfiderzen der Schwefel mehr oder weniger vollständig ausgetrieben werden, wie es bei der Vorbereitung für das Destillationsverfahren üblich ist, so muß man das Rösten bei hoher Temperatur vornehmen und, falls die Gase zur Schwefelsäureherstellung verwendet werden sollen, den Luftzutritt genau regeln. Soll dagegen ein sulfathaltiges Röstgut mit einem möglichst hohen Gehalt an Metallsulfaten gewonnen werden, so muß man die Temperatur so niedrig als möglich halten, um eine Zersetzung des gebildeten Metallsulfats zu vermeiden (namentlich bei Zinksulfat) und ferner überschüssige Luft zutreten lassen, um eine Oxydation zu Sulfaten zu erzielen. Hierdurch wird aber das Gas für die Verwendung zur Schwefelsäuredarstellung zu stark verdünmit.
• Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Röstverfahren zur Vorbereitung von Zinksulfiderzen für das Auslaugen. Das ganze Verfahren ist auf die Nutzbarmachung der neuen Erkenntnis eingestellt, da,ß für bestimmte Verwertungszwecke der gerösteten Erze, nämlich für die Weiterbehandlung der Erze mit Schwefelsäure, eine vollständige Austreibung des Schwefels nicht notwendig, ja nicht einmal vorteilhaft ist, daß im Gegenteil die Gegenwart an Sulfaten bei zweckmäßig eingestelltem Verbrauch der Schwefelsäure sogar günstig einwirkt. Das Verfahren ist daher so eingestellt, daß ein Röstgut mit möglichst großer Menge von Metallsulfaten erhalten wird. Beim Auslaugen desselben ist alsdann weniger Schwefelsäure als sonst erforderlich oder es braucht überhaupt keine solche zugesetzt zu werden. Zu dem genannten Zwecke wird der Röstprozeß in zwei Abschnitten ausgeführt. Man hat bereits zur Beliebung von bei der Blendenröstung auftretend s' en chwierigkeiten vorgeschlagen, die Röstarbeit zweistufig, nämlich als Vorröstung und Entröstung derart auszuführen, daß um einen mehrsohligen Rundofen ohne Beheizung mehrere einherdige, von unten beheizte Fertigröstöfen gruppiert werden, welche durch Kanäle zum Übertritt des Erzes und der Röstgase mit dem zum Vorrösten bestimmten Rundofen in Verbindung stehen. Bei diesem Verfahren der -zweistufigen Röstung werden die Erze im Vorröstprozeß, da der Rundofen keine eigene Beheizung besitzt, auf weniger hohe Temperatur erhitzt, während in den Fertigröstöfen mit eigener Beheizung die eigentliche Röstarbeit geleistet wird. Von dieser Arbeitsweise unterscheidet sich das zweistufige Röstverfahren nach der Erfindung wesentlich dadurch, daß das Rösten zunächst in einem passenden Röstofen bei verhältnismäßig hoher Temperatur vorgenommen und dabei die Luftzufuhr so geregelt wird, daß das entweichende Gas für die Schwefelsäurefabrikation brauchbar ist. Bei diesem Teil des Verfahrens nimmt der Schwefelgehalt auf etwa 6 bis io Prozent ab.
• Im zweiten Abschnitt wird das Rösten derart fortgesetzt, daß mit möglichst niedriger Temperatur gearbeitet wird, um die Sulfatbildung zu begünstigen, während gleichzeitig eine abgemessene auf die Sulfatbildung eingestellte Luftmenge zugegeben wird.
• Falls erforderlich, wird außerdem in bestimmten Zwischenräumen Schwefel in Gestalt von ungerösteten Sulfiden zugesetzt. Die Temperatur wird trotzdem im zweiten Abschnitt innerhalb der Grenzen von 65o bis 750' C'. gehalten; am besten beträgt sie 735' C, wobei das Rösten schnell vor sich geht und ein Überhitzen der Charge nicht vorkommt. Ferner muß während des zweiten Röstabschnittes der Zug genau geregelt werden, so daß Luft im überschuß zutritt und eine entsprechende Menge SO, im Ofen vorhanden ist, während die Menge der vorhandenen Kohlensäure möglichst gering sein soll.
• Dieses zweiteilige Verfahren kann auf zweierlei ZVeise ausgeführt werden. Entweder man strebt beim ersten Abschnitt eine teilweise Austreibung des Schwefels, und beim zweiten die Bildung einer möglichst großen Menge von. Sulfaten an, oder man leitet den ersten Abschnitt so, daß der Schwefel mehr oder weniger vollständig ausgetrieben wird. gibt dann ungeröstetes Erz zu und röstet weiter unter solchen Bedingungen, daß sich eine möglichst große :Menge Sulfat bildet.
• Wie die Erfinder feststellten, geht die Bildung von Sulfat um so vollkommener vor sich, je geringer der Gehalt an Sulfi.dschwefel ist. Wurde z. B. ein Erz mit einem Schwefelgehalt von 2o Prozent bei einer für die Bildung von Sulfat günstigen Temperatur geröstet, so war, wenn der Schwefelgehalt auf S Prozent abgenommen hatte, nur das Blei in Sulfat übergeführt. Wurde dann die Verminderung des Schwefelgehalts fortgesetzt, so war es möglich, von diesen verbleibenden ä Prozent 4.o Prozent in Sulfat überzuführen. Wurde aber in der ersten Abteilung die Verminderung des Schwefelgehalts bis auf 6 Prozent getrieben, so konnten von letzteren 50 Prozent in Sulfat übergeführt werden. Die Überführung des letzten Prozents Schwefel in Sulfat geht fast quantitativ vor sich.
• Bei der an erster Stelle erwähnten Ausführungsform des Verfahrens (bei der in der ersten Abteilung der Schwefel nur teilweise ausgetrieben wird) wird das Rösten zunächst in der bisher üblichen Weise in einem passenden Röstofen bei verhältnismäßig hoher Temperatur vorgenommen und dabei die L uftzufuhr so geregelt, daß das entweichende Gas für die Schwefelsäurefabrikation brauchbar ist. Bei diesem ersten Teil des Verfahrens nimmt der Schwefelgehalt auf etwa 6 bis to Prozent ab.
• Im zweiten Abschnitt wird das Rösten unter Bedingungen fortgesetzt, unter denen ein möglichst grober Betrag von Schwefel zu Sulfat umgebildet wird, indem nämlich Temperatur und Zug genau geregelt werden und, falls erforderlich, in bestimmten Zwischenräumen Schwefel in Gestalt von ungerösteten Sulfiden zugegeben wird. Die Temperatur wird bei diesem zweiten Abschnitt innerhalb der Grenzen von 65o° bis 750#' gehalten: am besten beträgt sie 7z5°, wobei das Rösten schnell vor sich geht und ein Oberhitzen der Charge nicht vorkommt. Ferner müssen während des zweiten Abschnitts solche Bedingungen eingehalten werden, daß Luft im L!berschuß zutritt und eine ausreichende Menge SO, iin Ofen vorhanden ist, während der Betrag der Kohlensäure möglichst gering sein soll.
• Bei der Ausführung dieses zweiten Verfahrensabschnitts wird das Erz nach dem vorherigen Rösten mit Erz gemischt, das vorher auf Sulfatbildun-, geröstet worden ist. So wurde z. B. festgestellt, daß bei einem Verfahren, bei dem vier Teile eines Erzes, dessen Sulfidschwefel bis auf 6 Prozent vermindert worden war, mit einem Teil vorher auf Sulfatbildung gerösteten Erzes gemischt wurden, wobei das Gemisch etwa .4,5 Prozent Schwefel als Sulfid und 2,2 Prozent Schwefel als Sulfat enthielt, das Endprodukt einen Gehalt von 5 Prozent Schwefel als Sulfat hatte.
• Die zweite Ausführungsform des Verfahrens wird angewendet, wenn Röstgut verhüttet wird, dessen als Sulfid vorhandener Schwefel schon bis auf einen geringen Betrag ausgetrieben ist, sowie auch bei der Behandlung oxydierter Erze.
• In diesem Falle muß während des Sulfatierens Schwefel in Form von ungeröstetem, angereichertem Erz zugesetzt werden. Da die Sulfatbildung um so stärker vor sich geht, je geringer der Prozentgehalt an Schwefel ist, ,gibt man zweckmäßig das geröstete Erz nach und nach zu und verfährt dabei so, daß der Gehalt der Charge an Sulfidschwefel über 2 Prozent steigt.
• Bei den Versuchen der Anmelder enthielten die Erze insgesamt etwa 15 Prozent Eisen als Oxyd, das offenbar hier als ein Katalysator wirkte und das Schwefeldioxyd in Gegenwart von überschüssiger Luft in Trioxyd überführte, welch letzteres dann mit dem Zinkoxyd Zinksulfat bildete.
• Bei dieser Art des Röstens werden weniger Zink und Eisen enthaltende Doppelverbindungen (z. B. von der Form Zn0 # Fez05 gebildet, erstens infolge der niedrigeren Temperatur und zweitens infolge des Umstandes, daß die während früherer Abschnitte der Röstung entstandenen Doppelverbindungen der erwähnten Art durch die in den späteren Röststufen gebildete schweflige Säure wieder zersetzt werden.
• Auf diese Weise läßt sich so viel Sulfat erhalten, daß der als Ersatz für Verluste oder für die Entnahme zu anderen Zwecken (z. B. Herstellung von Lithopone) erforderliche Zusatz von Schwefelsäure zur auslaugenden Flüssigkeit dieser in Form von Sulfaten zugeführt werden kann.
• Das dem Auslaugen unmittelbar vorangehende zusätzliche Rösten hat noch weitere Vorteile. In manchen Fällen, besonders wenn das Röstgut vor der Behandlung von einer Stelle zur anderen transportiert werden muß, ist es üblich, dasselbe abzulöschen, um eine Gasentwicklung auf dem Transport zu verhindern. Da im Wasser immer wenigstens Spuren von Chlor enthalten sind, wird durch das Ablöschen wie auch sonstige Umstände dem Röstgut Chlor zugeführt, daß bei dem elektrolytischen Verfahren schädlich wirkt. Durch das nachträgliche Rösten in der oben beschriebenen '\Veise wird das Chlor ausgetrieben, während gleichzeitig die etwa noch vorhandenen Ferroverbindungen in Ferriverbindungen übergeführt werden.

Claims (6)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Rösten von Zinksulfid enthaltenden Erzen in zwei Abschnitten, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Bildung eines möglichst viel Metallsulfat enthaltenden Endproduktes das Rösten in dem ersten Abschnitt bei hoher Temperatur und geringer Luftzufuhr und in dem zweiten Abschnitt bei tieferer Temperatur und Zufuhr von überschüssiger Luft ausgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelgehalt beim ersten Verfahrensabschnitt auf etwa 6 bis io Prozent vermindert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefel beim ersten Verfahrensabschnitt soweit als möglich ausgetrieben und beim zweiten Z"erfahrensabschnitt schwefelhaltiges Erz zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i und ;, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz ungerösteter Erze nach und nach in solchen Mengen erfolgt, daß die Gesamtmenge des als Sulfid vorhandenen Schwe. fels ungefähr 2 Prozent nicht übersteigt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i und 2_ dadurch gekennzeichnet, daß beim zweiten Verfahrensabschnitt Erz zugesetzt wird, dessen Schwefel vorher in Sulfat übergeführt wurde.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verfahrensabschnitt in Gegenwart eines katalytisch wirkenden Körpers (z. B. Ferrioxyd) vorgenommen wird.