DE467146C

DE467146C - Process for the production of metals which can be driven out of their sulphides by metallic iron

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Publication number: DE467146C
Application number: DEF56001D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-04-25
Filing date: 1924-04-25
Publication date: 1928-10-20

Description

Verfahren zur Herstellung von metallen, die aus ihren Sulfiden durch metallisches Eisen ausgetrieben werden können Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Metallen, die aus ihren Sulfiden durch metallisches Eisen ausgetrieben werden können, insbesondere Zink und Blei aus komplexem Zinkerz.Process for the production of metals from their sulphides by metallic iron can be driven out The present invention relates refer to a process for the production of metals from their sulphides metallic iron can be driven out, especially zinc and lead from complex Zinc ore.

Es ist früher vorgeschlagen worden, Brikette aus z. B. wngeröstetem Zinkerz oder Bleierz in fein verteiltem Zustand und fein verteiltem Eisenschwamm in einem Flammofen zu erhitzen, wobei die Brikette durch eine darüberliegende Kohlenschicht gegen Oxydation geschützt werden. Durch das Brikettieren der Beschickung wurden freilich die Bedingungen einer vollständigen Umsetzung einigermaßen erfüllt; aber zufolge der verwendeten Ofentype wurden die Zinkdämpfe mit großen Mengen Rauchgase vermischt, so daß sie fast vollständig oxydiert werden mußten und somit kein metallisches Produkt geben konnten.It has previously been proposed to use briquettes made from e.g. B. roasted Zinc ore or lead ore in a finely divided state and finely divided sponge iron to be heated in a flame furnace, whereby the briquette is covered by an overlying layer of coal be protected against oxidation. By briquetting the charge were admittedly, the conditions for full implementation are reasonably met; but According to the type of furnace used, the zinc fumes with large amounts of smoke gases mixed, so that they had to be almost completely oxidized and therefore not metallic Could give product.

Es ist auch vorgeschlagen worden, zur Herstellung von Zink aus Zinksulfid eine Mischung aus fein verteiltem Zinksulfid und fein verteiltem Eisen im Elektroofen zu erhitzen. Dabei wurde die entwickelte Gasmenge sehr gering; aber eine in dieser Weise erzielte Mischung der Beschickungsmaterialien außerhalb des Ofens genügte nicht zur Erzielung einer technisch guten Ausbeute an Zink aus dem Zinkerz, weil die Mischung sich innerhalb des Ofens allmählich wieder in ihre Bestandteile schied, ehe die Umsetzung vollendet war.It has also been suggested for the production of zinc from zinc sulfide a mixture of finely divided zinc sulfide and finely divided iron in an electric furnace to heat. The amount of gas evolved became very small; but one in this one A wise mixture of the feed materials outside the furnace was sufficient not to achieve a technically good yield of zinc from the zinc ore, because the mixture gradually separated into its constituent parts again within the oven, before the implementation was completed.

Die Erfinder haben nun gefunden, daß gute Ausbeuten sehr reiner Metalle erhalten werden können, wenn gemäß der vorliegenden Er=findung die Umsetzung zwischen Sulfid und Erz durch Erhitzung im Elektroofen der in bekannter Weise- brikettierten oder sonstwie stückig gemachten Beschickung aus fein verteiltem Sulfid des betreffenden Metalles enthaltendem Material und metallischem Eisen in fein verteilter Form, z. B. Eis:enschwamme, mit den Briketten auf einem Schlackenbad schwimmend vorgenommen wird.The inventors have now found that good yields of very pure metals can be obtained if, according to the present invention, the implementation between Sulphide and ore by heating in an electric furnace the briquetted in a known manner or otherwise lumped charge of finely divided sulphide of the relevant Metal-containing material and metallic iron in finely divided form, e.g. B. Ice: sponge, made floating with the briquettes on a slag bath will.

Es ist für die Durchführung des Verfahrens von großer Bedeutung, daß die Beschickungsstücke nicht vor der Umsetzung des Metallsulfides mit dem Eisen ganz unter die Oberfläche des Schlackenbades heruntiersinken, weil sonst leicht eine Zerspr:engung der Stücke durch die heftige Entwicklung gasförmigen Metalls bei der schnellen Erhitzung im Schlakkenbad entsteht, wodurch die Homogenität der Beschickung gestört wird, was für eine vollständige Umsetzung von großem Nachteil ist.It is of great importance for the implementation of the method that the feed pieces not before the reaction of the metal sulfide with the iron Sink completely below the surface of the slag bath, otherwise easily a shattering of the pieces by the violent development of gaseous metal arises from the rapid heating in the Schlakkenbad, whereby the homogeneity the Feeding is disturbed, which is a major disadvantage for a complete implementation is.

Falls erforderlich, kann man, um ein vor-'zeitiges Heruntersinken die- Brikette oder Stücke zu verhindern, durch Einmischung geeigneter Stoffe in die Beschickung, z. B. Kalk, Dolomit, Quarz, Ton o. dgl., je nach der Beschaffenheit der im Erz und etwaigenfalls im Eisenschwamm eingehenden Bergart das Volumengewicht der Stücke vermindern. Man kann auch durch Einmischung in die Beschickung beim Herrichten der Stücke oder besser durch Zusatz in den Elektroofen -selbst von geeigneten Stoffen, z. B. der angegebenen Art, der Schlacke eine derartige Zähigkeit geben, daß sie dazu beiträgt, zu: verhindern, daß die Stücke unter die Oberfläche des Schlackenbades sinken, ehe die Umsetzung vollendet ist. Wird die Beschickung in Brikettform zugesetzt, so kann man auch durch geeignete Anpassung des Pressungsgrades der Brikette den letzteren ein entsprechend niedriges Volumengewicht geben.If necessary, one can avoid a premature sinking Prevent the briquette or pieces by mixing in suitable substances the feed, e.g. B. lime, dolomite, quartz, clay or the like, depending on the nature the type of rock in the ore and possibly in the sponge iron is the volumetric weight of the pieces diminish. You can also do this by interfering with the load during preparation of the pieces or, better, by adding suitable materials to the electric furnace itself, z. B. of the specified type, give the slag such a toughness that it helps to: Prevent the pieces from getting below the surface of the slag bath decrease before implementation is complete. If the charge is added in briquette form, so you can also by suitable adjustment of the degree of compression of the briquette give the latter a correspondingly low volume weight.

Um eine Fixierung der gegenseitigen Lagen der verschiedenen Materialkörner zu erhalten, wird, wie oben erwähnt, die Beschickung vor dem Einsatz in den verwendeten Ofen entweder einer Brikettierung unterworfen oder in ,anderer geeigneter Weise in Stückform übergeführt. Wenn Eisenschwamm ganz oder teilweise als Schwefelbindungsmittel verwendet wird, dienen gleichzeitig die ziemlich weichen Eisenschwamrnkrönchen bei der Brikettierung als Bindemittel. Andere geeignete Bindemittel bekannter Art, wie Wasserglas, Kalkmilch, Ton, kohlenstoffhaltige klebrige Stoffe o. dgl., können ;selbstverständlich auch verwendet werden. Unter Stückform sind in diesem Zusammenhange Stücke von Graupengröße bis zu größeren Stücken zu vexste,hen, wobei jedes Stück immerhin aus mehreren, kleineren Körnchen von Erz und Eisen besteht.To fix the mutual layers of the different grains of material As mentioned above, the feed is used prior to use in the Furnace either subjected to briquetting or in some other suitable manner transferred in piece form. When sponge iron in whole or in part as a sulfur binder is used, the rather soft iron sponge crowns serve at the same time briquetting as a binding agent. Other suitable binders of known type, such as Water glass, milk of lime, clay, carbon-containing sticky substances or the like, can; of course can also be used. In this context, pieces of bar shape are pieces of barley size to be woven up to larger pieces, each piece being made up of several consists of smaller grains of ore and iron.

Das Eisen soll natürlich von. einer solchen Beschaffenheit sein, daß es, gegebenenfalls nach vorhergehender Granulierung, durch Zerkleinerung, Mahlen, Zerreibung o. dgl. in dem erforderlichen Feinheitsgrad vorliegt. Anstatt Eisenschwamm können sowohl Roheisen, Gußeisensclirot o. dgl. als auch Ferrolegierungen hierfür in Frage kommen. Liegt das Eisen -Licht im voraus in hinreichend fein verteilter Form vor, so kann es wenigstens bei einiigen Erzen, z. B. quarzigen Erzen, gleichzeitig und in denselben Apparaten wie das Erz fein zerkleinert werden, wobei die scharfkantigen Erzkörner das Mahlen bzw. Zerkleinern des Eisens unterstützen.The iron should of course be from. be of such a nature that it, if necessary after previous granulation, by comminution, grinding, Trituration or the like is present in the required degree of fineness. Instead of sponge iron Both pig iron, cast iron clirot o. The like. As well as ferro alloys for this come into question. If the iron light is sufficiently finely distributed in advance Form before, so it can at least with some ores, z. B. quartz ores, at the same time and are finely crushed in the same apparatus as the ore, the sharp-edged Ore grains support the grinding or crushing of the iron.

Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich auch zur Hersteliur@g von Metall fraglicher Art aus Erz, welches das Metall bzw. die Metalle in Form sowohl von Sulfid als Oxyd .enthält. Die Eisenmenge wird dabei der Menge des zu bindenden Schwefels angep.aßt; daneben soll zur Überführung auch des Oxydes bzw. der Oxyde eine erforderliche Menge Kohlenstoff und etwaigenfalls auch eine geeignete Menge Flußmittel zugesetzt werden. Wird der Kohlenstoff in Form von flüssigen, kohlenstoffhaltigen Stoffen, z. B. Teer, Melasse, Sulfitablauge o. dgl., zugesetzt, so wird dabei eine sehr genaue- Verteilung des Kohlenstoffs in den Briketten bzw. den Stücken erzielt, gleichzeitig dient der flüssige Stoff als Bindemittel.The method according to the invention is also suitable for Hersteliur @ g of metal of the type in question from ore, which is the metal or metals in the form of both of sulfide as oxide .contains. The amount of iron is the amount to be bound Sulfur adapted; in addition, the oxide or oxides should also be used for the transfer a required amount of carbon and, if necessary, a suitable amount Flux can be added. The carbon is in the form of liquid, carbonaceous Substances, e.g. B. tar, molasses, sulphite liquor o. The like., Added, it is a very precise distribution of the carbon in the briquettes or pieces achieved, at the same time, the liquid substance serves as a binding agent.

Enthält das zu behandelnde Material oder Erz beispielsweise ein komplexes Zinkerz, außer Sulfid eines Metalles der fraglichen Art, das flüchtig ist, z. B. Zink, auch ein oder mehrere Sulfide von Metallen, die narr relativ schwer flüchtig sind, wie Blei und Silber, so werden auch diese letzteren Sulfide unter Entbindung des Metalls bzw. der Metalle mit Eisen umgesetzt. Da eine verhältnismäßig niedrige Temperatur für das Abtreiben des flüchtigen Metalls ausreicht, geht nur ein kleiner Teil der relativ schwer flüchtigen Metalle in. Gasform über, während der größte Teil .als geschmolzenes Metall an dem Boden des verwendeten Ofens gesammelt wird, wovon es in bekannter Weise abgestochen und zugute gemacht wird. Um die beiden Metallsorten so vollständig wie möglich zu gewinnen, ist es zweckmäßig, eine so große Eisenmenge beim Herrichten der Bes.chikkung zuzusetzen, däß alle die fraglichen Metalle von dem mit denselben gebundenen Schwefel befreit werden.For example, if the material or ore to be treated contains a complex one Zinc ore, other than sulphide of a metal of the type in question which is volatile, e.g. B. Zinc, also one or more sulphides of metals, which are foolishly relatively difficult to volatilize are like lead and silver, so these latter also become sulphides with delivery of the metal or metals reacted with iron. Because a relatively low one If the temperature is sufficient to drive off the volatile metal, only a small one is possible Part of the relatively poorly volatile metals in gaseous form, while the largest Part. Is collected as molten metal at the bottom of the furnace used, from which it is cut off in a known manner and made good use of. About the two types of metal To obtain as completely as possible, it is expedient to have as large an amount of iron when preparing the cover to add that all the metals in question are from the sulfur bound with them are released.

Enthält das Material oder Erz außer Sulfid eines oder mehrerer Metalle der fraglichen Art auch Schwefelkies in beträchtlicher Menge, ist es vorteilhaft, das Erz in an sich bekannter Weise einer Vorerhitäung bis auf etwa 700° O, d. h. die Temperatur, bei welcher das eine Schwefelatom des Schwefelkieses abgetrieben wird, zu unterwerfen. Hierdurch wird der Verbrauch an Eisen für die Schwefelbindung im Elektroofen geringer, da die zur Bindung dieses Schwefelatoms sonst erforderliche Eisenmenge wegfällt, und ferner vermeidet man die Schwierigkeiten, die in der Verdichtung der etwaigen Metalldämpfe und gegebenenfalls durch Nasenbildung im Gasablauf des Elektroofens durch Schwefel bzw. Bildung von z. B. Zinksulfid entstehen könnten.If the material or ore contains one or more metals in addition to sulphide pyrites of the kind in question also in considerable quantities, it is advantageous to preheating the ore in a manner known per se to about 700 ° E, d. H. the temperature at which one of the sulfur atoms of the pebbles is driven off will, to submit. This reduces the consumption of iron for sulfur binding lower in an electric furnace, as the otherwise required to bind this sulfur atom The amount of iron is eliminated and the difficulties involved in compression are avoided any metal vapors and possibly through the formation of noses in the gas outlet of the Electric furnace by sulfur or formation of z. B. zinc sulfide could arise.

Das Eisen. zur Bindung des Schwefels der Erze kann auch in an sich bekannter Weise in den Briketten oder Stücken selbst, die in dem elektrischen Ofen behandelt werden sollen, erzeugt werden, falls beim Mischen der Rohmaterialien anstatt des Eisens fein verteiltes Eisenoxyd und fein verteilte- Kohle für die Reduktion des Oxydes zugesetzt werden. Die Brikette werden in diesem Falle zuerst auf eine passende Temperatur zur Reduktion des Eisenoxydes erhitzt, wonach die Brik:-tte in demselben oder einem anderen Ofen weiter erhitzt werden, so daß die Umsetzung zwischen dem erzeugten Eisen und den Metallsulfiden des Erzes stattfindet.The iron. to bind the sulfur of the ores can also be in itself known in the briquettes or pieces themselves that are in the electric furnace are to be treated, if when mixing the Raw materials instead of iron finely divided iron oxide and finely divided charcoal for the reduction of the oxide are added. In this case, the briquettes are first put on one The appropriate temperature for the reduction of the iron oxide is heated, after which the Brik: -tte be further heated in the same or a different oven, so that the reaction takes place between the iron produced and the metal sulfides of the ore.

Bei der Umsetzung verbindet sich das Eisen mit dem Schwefel der Metallsulfide zu Schwefeleisen, das sich an dem Boden des Ofens sammelt, etwaigenfalls von abgeschiedenen, relativ schwer flüchtigen Metallen unterlagert. Ist Kupfer im Erz vorhanden, so wird das Kupfer als Sulfid im Schwefeleisen (Stein) wiedergefunden. Das Schwefeleisen kann natürlich abgestochen und als solches zu beliebigem Zweck verwendet werden. Um dessen Schwefelgehalt und/oder Eisengehalt gewinnen zu können, ist es aber. wie bekannt, zweckmäßig, dasselbe zwecks Oxydierung sowohl des Schwefels als auch des Eisens mit Luft oder einem anderen sauerstoffhaltigen Gas, z. B. Wasserdampf, vorgewärmt oder nicht, zu behandeln. Die Behandlung kann -z: B. auf eine derartige Weise ausgeführt werden, daß man Luft oder Gas unter Druck dem gerinnenden Schwefeleisen begegnen und dasselbe fein verteilen läßt oder auch durch das Schwefeleisen in Konvertern o. dgl. bläst. Der Schwefel wird dabei in Schwefeldioxyd und etwa Schwefeltrioxyd überführt, und das Eisen wird zu Oxydial und/oder Oxyd oxydiert. Die Eisenoxyde können durch Reduktion wieder zu Metall in Form von Eisenschwamm, Rohei#sen o. dgl. zur erneuten Verwendung als Schwefelbindungsmittel beim Prozesse oder zu anderen Zwecken übergeführt werden.During the conversion, the iron combines with the sulfur of the metal sulfides to sulphurous iron that collects at the bottom of the furnace, possibly from separated, subordinate to relatively poorly volatile metals. If there is copper in the ore, so the copper is found again as sulphide in sulphurous iron (stone). The sulfur iron can of course be cut off and used as such for any purpose. In order to be able to gain its sulfur content and / or iron content, however, it is. how known, expedient, the same for the purpose of oxidizing both sulfur and des Iron with air or another oxygen-containing gas, e.g. B. steam, preheated or not to treat. The treatment can, for example, be carried out in such a manner that one encounters air or gas under pressure with the coagulating sulfuric iron and it can be finely distributed or by the sulfur iron in converters o. the like. blows. The sulfur is converted into sulfur dioxide and, for example, sulfur trioxide transferred, and the iron is oxidized to Oxydial and / or Oxyd. The iron oxides can be reduced back to metal in the form of sponge iron, raw iron or the like. for re-use as a sulfur binder in processes or to others Purposes.

Ist das Erz kupferhaltig, so wird, falls das Eisen im Prozesse in bekannter Weise zum Zirkulieren gebracht wird, wie an sich bekannt. eine stetige Anreicherung dieses Eisens an Kupfer stattfinden, weil das gebildete Schwefeleisen den Kupfergehalt des Erzes in sich aufnimmt. Das Schwefeleisen bzw. die Eisenoxyde oder das Eisen können also nach einer einige Zeit dauernder Zirkulation, - auch wenn der Kupfergehalt des ursprünglichen Sulfiderzes niedrig ist, mit Vorteil in bekannter Weise auf Kupfer verarbeitet werden. Enthält das Erz Silber, so wird der kupferhaltige Stein auch silberhaltig, und natürlicherweise in noch höherem Maße, falls das Schwefeleisen oder Eisen im Prozesse ziikuliert.If the ore contains copper, if the iron in the process in is made to circulate in a known manner, as is known per se. a steady one Enrichment of this iron in copper take place because of the formed sulfur iron absorbs the copper content of the ore. The sulfur iron or the iron oxides or the iron can, after a certain period of circulation, - too if the copper content of the original sulphide ore is low, with advantage in known way to be processed on copper. If the ore contains silver, it will be copper-containing stone also contains silver, and naturally to an even greater extent, if the sulphurous iron or iron is involved in the process.

Gemäß der Erfindung werden die früher erkannten Vorteile der Verwendung eines Elektroofens anstatt z. B. eines Flammofens in vollen Umfange erreicht. Zufolge der besondzren Durchführung der Erhitzung, nämlich mit den Briketten auf einem Schlackenbad schwimmend, oder mit anderen Worten derart, daß die Umsetzung an der Oberfläche des Schlackenbades stattfindet, wird die Wärmezufuhr an die Brikette die für die erfolgreiche Durchführung der Umsetzung günstigste, und zufolge der verwendeten Ofentype findet Umsetzung ohne Zutritt von Luft oder anderen oxydierenden Gasen statt, wodurch das etwaigenfalls abgetriebene Metall ohne Beünengung fremder Gase zu Kondensatoren geführt und darin in sehr reinem Zustande niedergeschlagen werden kann. Hierdurch wird die Wirksamkeit der Kondensationsapparate in entsprechendem Maße erhöht. Bei der Behandlung z. B. von Erz, das Zinksulfid enthält, wird also praktisch die ganze Zinkmenge des Erzes direkt als fließendes Zink erhalten und dazu von hohem Reinheitsgrad. Die Menge gebildeten Zinkstaubs (sogenannte Poussiere), die bei den bisher bekannten Verfahren zur Zinkherstellung aus gerösteten Sulfiderzen im Elektroofen sehr beträchtlich ist, wird somit beim vorliegenden Verfahren sehr gering.In accordance with the invention, there are the previously recognized advantages of use an electric furnace instead of z. B. achieved a flame furnace in full. As a result the special implementation of the heating, namely with the briquettes on a slag bath floating, or in other words such that the implementation is on the surface of the slag bath takes place, the heat supply to the briquette is necessary for the successful implementation of the most favorable, and according to the used Oven type is implemented without the admission of air or other oxidizing gases instead, whereby the metal that may have been removed without the addition of foreign gases led to capacitors and deposited therein in a very pure state can. This increases the effectiveness of the condensation apparatus Dimensions increased. When treating z. B. of ore that contains zinc sulfide is so practically the entire amount of zinc in the ore is obtained directly as flowing zinc and in addition of a high degree of purity. The amount of zinc dust formed (so-called poussiere), those in the previously known processes for zinc production from roasted sulphide ores is very considerable in the electric furnace, thus becomes very large in the present process small amount.

Aber auch die Vorteile, die man frühex durch Brikettierung der Beschickung vergeblich zu erhalten versuchte, werden gemäß dem vorliegenden Verfahren in vollem Maße erreicht. In den Briketten sind die Erz-und Eisenkörnchen in inniger Berührung miteinander und in ihren gegenseitigen Lagen filiert, und diese innige und fixierte Lage der einzelnen Körnchen zueinander wird zufolge der besonderen Erhitzungsweis°, mit den Briketten auf einem Schlackenbad schwimmend, während der ganzen Umsetzung beibehalten, so daß bei richtiger Abpassung des Eisenzusatzes auf jedem Punkt des Brikettes die geeignete Eisenmenge vorhanden ist, die erforderlich ist, um den an Metall gebundenen Schwefel zu binden, was für den regelmäßigen Betrieb sowie eine möglichst vollständige Entbindung des Metalls und somit eine möglichst hohe Ausbeute .an Metall von ausschlaggebender Bedeutung ist.But also the advantages that can be achieved early on by briquetting the feed Tried unsuccessfully to obtain, according to the present proceedings in full Dimensions achieved. The ore and iron granules are in intimate contact in the briquettes filmed with each other and in their mutual positions, and this intimate and fixed The position of the individual grains in relation to one another is determined by the special heating method °, floating with the briquettes on a slag bath during the entire implementation maintained, so that with correct adjustment of the iron addition on each point of the Briquettes the appropriate amount of iron is available that is required to produce the Metal bound sulfur to bind what is required for regular operation as well as a as complete as possible release of the metal and thus the highest possible yield . on metal is of crucial importance.

Für die Erhitzung kann jeder beliebige Elektroofenverwendetwerden. Am bes.teneignen sich aber sogenannte Lichtbogenwiderstandsöfen, d. h. Ofen, bei welchen ein Teil der Wärme durch elektrischen Widerstand in der Schlacke entwickelt wird und die zweckmäßig mit nach unten gerichteten heb-und senkbaren Elektroden versehen sind.Any electric furnace can be used for heating. Most suitable, however, are so-called arc resistance furnaces, i.e. H. Oven, at which part of the heat develops through electrical resistance in the slag and which are expediently raised and lowered electrodes pointing downwards are provided.

Wenn hier von Erz gesprochen wird, werden hierunter auch alle anderen Materialien verstanden, die ein oder mehrere Sulfide von Metallen fraglicher Art und etwaigenfalls Sulfide von anderen Metallen enthalten, wie von anderen Verfahren erhaltene Produkte, Zwischenprodukte, Abfall, o. dgl.When ore is mentioned here, this includes all the others Materials understood that contain one or more sulfides of metals of the type in question and possibly contain sulphides of other metals, such as of others Processes obtained products, intermediate products, waste, or the like.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of metallers, which from their sulphides can be driven off by metallic iron, in particular Zinc and lead from complex zinc ore, one being briquetted or otherwise lumpy made feed containing finely divided sulfide of such a metal Material and metallic iron. in finely divided form in an electric oven such a temperature is heated that the sulfide its sulfur content to the Releases iron, characterized in that the reaction between sulphide and iron by heating the briquette with the briquettes floating on a cinder bath is made.

2. The method according to claim i, characterized in that da.ß when Preparing the feed, suitable substances are mixed in, and if necessary the briquettes are given such a degree of compression during the briquetting that the Volume weight of the briquette becomes smaller than that during melting formed slag, for the purpose of preventing the briquette from being implemented between the metal sulfides and the iron below the surface of the slag bath sink down.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that suitable substances similar to those formed during melting are introduced into the furnace Give slag such a toughness that it prevents it from sinking down the briquette contributes below the surface of the slag bath.