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Gewinnung von Zinn aus Cassiterit Die Erfindung betrifft Verbesserungen
bei der Gewinnung von Zinn aus Cassiterit. Die Erfindung ist bei der Gewinnung von
Zinn aus Erzen oder Konzentraten brauchbar, die es als Cassiterit enthalten, wie
aus den bekannten, in Gängen anstehenden oder alluvialen Zinnerzen, die überall
vorkommen, oder aus irgendeiner Art von deren Konzentraten.
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Die Erfindung wird durch die Anwendung einer etwa gerade ausreichenden
Menge von zerteiltem oder gepulvertem Eisen, Aluminium oder Magnesium zur Reduktion
der Zinnoxyde zu Metall oder zu niederen Oxyden gekennzeichnet.
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An Stelle der Metalle Eisen, Aluminium oder Magnesium kann man zerteilte
oder gepulverte Legierungen von Eisen und Zinn, Nickel und Zinn oder Nickel, Eisen
und Zinn verwenden.
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Bei der Ausführung der Erfindung wird der Staub eines der genannten
Metalle mit einem der vorerwähnten Materialien gemischt, das Gemisch in einem geeigneten
Ofen oder nen Retorte oder einem geschlossenen Betung nicht oxydierender Bedingungen
wie in einem geschlossenen Ofen, einer geschlossenen Retorte oder einem geschlossenen
Behälter unter Abschluß von Luft oder Feuchtigkeit oder in einem Ofen mit vollkommen
reduzierender Atmosphäre. Bei Eisen ist die Reduktion bei 6oo° C fast vollkommen,
bei goo° C ist sie vollständig und verläuft sehr schnell; diese Temperatur soll
vorteilhaft nicht überschritten werden, da die Charge gemäß der Erfindung im Falle
von Eisen nicht gesintert oder verschlackt werden darf, was für die sich an den
Prozeß anschließenden Arbeiten nachteilig sein würde. Jedoch ist im Falle von Aluminium
oder Magnesiumstaub die Reaktion so erheblich exotherm, daß eine viel höhere Temperatur
erreicht werden und die Gangmasse zu Schlacke zusammenschmelzen kann.
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Bei der Behandlung von reichem Material mit Eisenstaub, wie beispielsweise
von Standard-Zinnkonzentraten, welche gewöhnlich geschmolzen werden und 5o bis 70
% Zinn enthalten können, ist es empfehlenswert, die Masse während oder nach der
Reduktion umzurühren. Der größere Teil des Zinnes wird sich dann als Metall sammeln,
während das durch die Reaktion erzeugte Eisenoxyd und die Gangmasse des -Konzentrates
auf dem geschmolzenen Metall schwimmen. Das schwimmende Material kann gesammelt
und reduziert werden, dadurch, daß man es mit mehr oder weniger Kohle auf ungefähr
Soo° C erhitzt; das reduzierte Eisen kann von der Gangmasse magnetisch oder auf
andere Weise abgetrennt und wiederum verwendet werden.
Wenn zinnhaltige,
arme Erze oder Materialien oder Abfallprodukte behandelt werden, so ist es empfehlenswert,
die beschriebene Reduktion in Verbindung mit der einen oder der anderen der verschiedenen
neueren Aslicroft-Methoden anzuwenden.
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Die bei der Reduktion von Cassiterit mittels Metallstaub stattfindenden
Reaktionen können empirisch folgendermaßen beschrieben werden: (M bedeutet das reduzierende
Metall) i. Reduktion von Sn O. zu niederem Oxyd Sn04+M=SnO+MO. 2. Reduktion von
Sn O. zu metallischem Zinn Sn02+2M=Sn+2M0. 3. Reduktion von Sn O zu Metall SnO+M-Sn+MO.
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Die Verwendung von Metallstaub als Reduktionsmittel in der vorerwähnten
Weise hat viele Vorteile gegenüber den bekannten Reduktionsmethoden durch kohlenstoffhaltige
oder gasförmige Reagenzien, beispielsweise die Verminderung des im geschlossenen
Arbeitsgang erforderlichen kohlenstoffhaltigen Brennstoffs, leichte Handhabung und
Abwesenheit von irgendwelchen während der Reaktion entstehenden Gasen oder Stoffen,
abgesehen von speziellen Fällen, bei welchen gasförmige Stoffe entstehen, welche
jedoch andere dies ausgleichende Vorteile besitzen.
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Wenn Eisenstaub als Reduktionsmittel für Cassiterit verwendet wird,
kann das entstandene Eisenoxyd wieder zu Metall reduziert werden, und zwar entweder
vor oder nach Abtrennung von der Gangmasse mittels fester oder gasförmiger, kohlenstoffhaltiger
Reduktionsmittel. Im geschlossenen Arbeitsgang ergibt sich eine erhebliche Verringerung
der endgültig erforderlichen reduzierenden Kohle mit Rücksicht auf die Tatsache,
daß Eisenoxyd durch Kohle zu Metall leicht bei solchen Temperaturen reduziert werden
kann, bei denen als Hauptreaktionsprodukt C 02 entsteliit, während bei der für die
direkte Reduktion von Cassiterit durch Kohle erforderlichen Temperatur in der Hauptsache
CO entsteht und demzufolge doppelt soviel Kohlenstoff gebraucht wird.
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Man kann, anstatt der Charge das Eisen in metallischer Form zuzuführen,
dieses auch als Oxyd beigeben und genügend kohlenstoffhaltigen Brennstoff hinzufügen,
um das Oxyd in situ zu Metall zu reduzieren; der Gesamtbetrag dieses in der Charge
vorhandenen Metalls läßt sich in manchen Fällen erheblich gegenüber demjenigen verringern,
der nach den angegebenen Reaktionen erforderlich wäre, und zwar wegen der fortlaufenden
Regeneration des Eisens durch Vermischen der Charge mit einer ausreichenden Menge
von kohlenstoffhaltigem Brennstoff. Natürlich muß aber der Eisenanteil der Beschikkung
so hoch gehalten werden, daß er zur Reduktion des Zinngehaltes ausreicht. Man läßt
die Charge nie eine Temperatur erreichen, bei der sie sintern oder verschlakken
würde.
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Alle solche Verfahren können im Rahmen der Erfindung angewendet werden.
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Es ist zwar ein Verfahren bekannt, wonach zinnhaltiges Gut, wie Zinnstein,
im Gemisch mit fein gepulverter Kohle bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen
ohne Schlakkenbildung reduziert wird. Der natürliche Eisenoxydgehalt des Zinnsteins
wird dabei ebenfalls reduziert und soll durch magnetische Scheidung entfernt werden.
Dieses bekannte Verfahren sieht aber nicht einen Zusatz von Eisenoxyd zu der Beschickung
vor. Erst durch eine bestimmte Einstellung der Eisenmenge in der Beschickung wird
es aber möglich, das Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen.
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Nach der Reduktion des Zinnoxyds oder in manchen Fällen gleichzeitig
hiermit, insbesondere wenn armes Material behandelt wird, aus welchem das Zinn sich
nicht leicht in geschmolzenem Zustande abscheiden läßt, kann das reduzierte Zinn
in einer geeigneten Form mittels eines der in anderen neueren Ashcrof-Verfahren
oder in sonstiger Weise gewonnen werden.
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Das metallische Zinn bildet in solchen Materialien bei der Reduktion
zahlreiche kleine Kügelchen, deren Größe je nach den Bedingungen der Reduktion verschieden
ist und beispielsweise durch die bei der Reduktion angewendete Temperatur beeinflußt
wird. Es hat sich herausgestellt, daß bei höheren Temperaturen größere Kügelchen
entstehen. Man kann infolgedessen mittels Regulierung der Reduktionstemperaturen
die Form des reduzierten Produktes so regeln, wie es am geeignetsten für das gewählte
Verfahren der Weiterbehandlung ist.
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Die Ausdrücke Ofen oder Retorte sollen horizontale schräge oder vertikale
Muffelöfen oder offene Öfen mit oder ohne Rührvorrichtungen, Drehöfen, Röstöfen,
Tunnelöfen oder irgendeine Art von Heizvorrichtungen umfassen, bei welchen die Hitze
durch festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff oder Elektrizität erzeugt werden
kann.
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Es war bereits bekannt, Zinnschlacken mittels Legierungen von Eisen
und Zinn oder Eisen oder Eisenerzen und eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels
zu reduzieren.
Demgegenüber zeigt die vorliegende Erfindung aber
- den Unterschied, daß das Eisen in zerteilter oder gepulverter Form verwendet und
eine nicht schlackenbildende Temperatur eingehalten wird, d. h. eine Temperatur,
bei welcher die Charge nicht erweicht oder sintert, sondern ihren ursprünglichen
Zustand als .eine pulvrige Gangmasse beibehält.