-
Reduktion von Erzen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Reduktion von Erzen und besteht darin, daß die Erze mit Hilfe der bei der Kalkstickstoffherstellung
aus Carbid und Stickstoff frei «erdenden Stoffe reduziert werden. Weil sich hierbei
auf das Erz Azotierungsprodukte in äußerst feiner Verteilung absetzen, wird bei
solchen Erzen, deren metallische Bestandteile man mit Hilfe von Cvaniden isolieren
kann, die Gewinnung des :Metalls ganz wesentlich erleichtert. Es ist für das Verfahren
besonders bedeutungsvoll, daß die Gase, die bei der Azotierung von Carbiden frei
werden, eine beträchtliche Menge- äußerst fein verteilten und für die Reduktionszwecke
sehr aktiven Kohlenstoffes mitführen, der sich im Reduktionsofen an der Oberfläche
der Erzkörnchen abscheidet und hier im erhöhten Maße eine Reduktion durchführt.
Außerdem entsteht als äußerst reduktionsfähiges Gas, insbesondere in der Anheizperiode
des Carbides, Acetylen, welches sich bei den Temperaturen des Reduktionsofens in
festem, äußerst aktiven Kohlenstoff von rußartigem Charakter und Wasserstoff spaltet.
-
Ferner sind während des ganzen Prozesses mehr oder minder große Mengen
von Kohlenoxyd festzustellen, welches gleichfalls reduzierend wirkt. Dadurch, daß
die Erze mit Hilfe der bei der Kalkstickstoffherstellung aus Carbid und Stickstoff
frei werdenden Stoffe reduziert werden, wird für die Kalkstickstoffherstellung der
wesentliche Vorteil erreicht, daß starke Überhitzungs- und Zersetzungserscheinungen
des bereits gebildeten Kalkstickstoffes vermieden werden; denn die bei der Darstellung
von Kalkstickstoff aus Carbid und Stickstoff frei werdenden Wärmemengen, die bei
den bisher üblichen Verfahren, z. B. zur Erhitzung weiterer Carbidmassen, auf die
Reaktionstemperatur nur z. T. Verwendung finden, können in sehr einfacher Weise
für die Reduktion der Erze ausgenutzt werden und können somit nicht mehr bei der
Kalkstickstöffbildung schädlich wirken.
-
Man kann die Erze mit Carbid gemischt oder geschichtet im Ofen gleichzeitig
während der Azotierung reduzieren. Auf diese Weise vermeidet man bei der Azotierung
sonst auftretende unangenehme Überhitzungserscheinungen, weil die frei werdende
Wärme sofort für die Reduktion der Erze ausgenutzt wird. Ferner wirkt der frei werdende
Kohlenstoff sowie die Gase stark reduzierend, wobei diese Wirkungen durch das Restcarbid,
dessen Azotierung bisher große Schwierigkeiten machte, noch unterstützt wird.
-
Zur Reduktion können alle Erze Anwendung finden, sofern sie nicht
den Azotierungsvorgang unmöglich machen. Besonders geeignet für diesen Prozeß sind
Erze, deren Metall bei den in Frage kommenden Temperaturen abdestilliert werden,
z. B. Zinkerze, insbesondere Galmei.
-
Einen besonderen Vorteil bringt dieses Verfahren
bei
der Aufarbeitung von minderwertigen Erzen und Schlacken, deren Aufbereitung sich
bisher nicht gelohnt hat. Wird ein Gemisch von Gahnei und Carbid verwendet, so geht
mit der Kalkstickstoffbildung im Ofen die Reduktion des Zinkerzes vor sich, wobei
das Zink abdestilliert und in einer Kondensationsanlage gewonnen wird. Werden schwefelhaltige
Erze verwendet, so bildet sich im Ofen u. a. Schwefelkohlenstoff, der aus den Reaktionsgasen
in bekannter Weise isoliert werden kann.
-
Der erhaltene Kalkstickstoff hat gegenüber dem nach bisherigen Verfahren
gewonnenen Kalkstickstoff den Vorteil, daß er praktisch frei von Carbid ist. Seine
Zerkleinerung ist leichter möglich und braucht, um ein wirkungsfähiges Produkt zu
geben, nicht bis zur bisher üblichen Staubform vorgenommen zu werden, was bei dem
bisher bekannten Kalkstickstoff notwendig war, um als brauchbares Düngemittel wirken
zu können.
-
Wenn auf die Ausnutzung der freienReaktionswärme kein Wert gelegt
wird, so kann auch so vorgegangen werden, daß die Erze, mit Carbid gemischt oder
geschichtet, durch die bei der Erhitzung des Carbides auf die Reaktionstemperatur
frei werdenden Stoffe, insbesondere Gase, reduziert werden und anschließend das
zurückbleibende erhitzte Carbid azotiert wird. Hierbei wird der Vorteil erreicht,
daß die sich bei der Erhitzung des Carbides bildenden reduktionsfähigen Gase, die
sonst beim Kalkstickstoffprozeß nutzlos verlorengehen, für die Reduktion von Erzen
ausgenutzt werden.
-
Man kann die bei der Erhitzung des Carbides frei werdenden Gase zur
Reduktion der Erze auch in einem besonderen Ofen verwenden. Wenn man nur darauf
Wert legt, den Kallcstickstoff carbidfrei zu erhalten, so kann man die Reduktion
der Erze dazu ausnutzen, um aus Rohkalkstickstoff einen carbidfreien Kalkstickstoff
zu machen, indem man den zerkleinerten, noch freies Carbid enthaltenden Rohkalkstickstoff
mit den zu reduzierenden Erzen zur Reaktion bringt.
-
An Stelle von Carbid kann man natürlich für den Azotierungsvorgang
auch Carbidbildungsgemische anwenden, ohne daß das Verfahren dadurch geändert wird.
-
Dem Carbid sowie den Carbidbildungsgemischen kann man auch die bekannten,
die Reaktionstemperatur herabsetzenden oder die Reaktion beschleunigenden Zusätze,
wie z. B. Calciumchlorid, Calciumfluorid, Kochsalz o. dgl., zusetzen.
-
Beispiele a) Ein Gemisch von =7o Teilen Carbid mit i2 Gewichtsteilen
Pyrit wird im Stickstoffgas auf i ioo ° erhitzt und wie üblich azotiert. Der Rückstand
enthält einen Kalkstickstoff von etwa 2o0/0 Stickstoff und außerdem das Eisen in
metallischer Form und feiner Verteilung. Letzteres kann nach Zerkleinern des Reaktionsproduktes
durch Abschwemmen oder mittels eines Elektromagneten vom Kalkstickstoff getrennt
werden.
-
b) Ein Gemisch von =7o Gewichtsteilen Calciumcarbid mit 13,5 Gewichtsteilen
gerösteter Blende wird auf iooo bis i ioo ° angeheizt und mit Stickstoff behandelt.
Sobald die Azotierung beendet ist, wird unter Iknrchspülung mit Stickstoff die Masse
erkalten gelassen. Man erhält einen Kalkstickstoff von 20°/o Stickstoff. Er enthält
nur Spuren von Zinkstaub (etwa o,= bis o,2°/0). In der Anlage werden 8o bis 9o0/0
des Zinks in fester Form gefaßt. Der Rest wird durch eine Entstaubungsanlage aus
den Abgasen gewonnen.
-
c) Das zur Azotierung gelangende Carbid wird mit einer Mantelschicht,
bestehend aus ioo Teilen Zinnober und ioo Teilen Koks, umschichtet. Durch direktes
Erhitzen des zentralen Kernes wird zuerst das Carbid im Stickstoffstrom auf die
Reaktionstemperatur gebracht. Die hierbei entweichenden Gase dringen in die Mantelschicht
und reduzieren hier schon einen Teil des Quecksilbererzes, das durch die Carbidsäule
allmählich auf die Reduktionstemperatur gebracht wird. Sobald die Azotierungsreaktion
einsetzt, wird durch die hierbei frei werdende Wärme und auch mit Hilfe der dabei
entstehenden, reduzierend wirkenden Fremdgase die restliche Hauptmenge des Quecksilbererzes
reduziert und infolge des Gasstromes das Quecksilber praktisch restlos aus dem Erzkoksgemisch
ausgetrieben. Das flüchtige Quecksilber wird, wie üblich, durch ein mit Luft und
Wasser gekühltes Kondensationsrohrsystem teils als zusammengeflossene Masse, teils
als sogenannter Stupp gewonnen.